［摘要］本次除险加固工程，在分析造成该节制闸破损原因的基础上，重新进行了设计洪水流量计算，并对现有节制闸过流能力进行了安全复核计算。经计算，原有节制闸无法满足50年一遇设计校核洪水标准。根据计算成果，设计了新增一孔闸门，并对该节制闸的进水闸、节制闸、水闸上下游连接段等进行了维修加固工程设计。
［关键词］节制闸；除险加固；工程设计
1概述
白石砬子节制闸是于1981年施工，1982年竣工并投入使用的用于农田灌溉节制闸工程，运行至今已有30余年。该工程由于受当时技术和施工条件的限制，工程标准较低，施工质量也较差，使该工程原有的设计功能不能有效发挥，特别是经过1985年和1995年的两次大洪水后，工程的各种安全隐患问题更为突出，目前已基本丧失了原有的功能。依据该工程原有设计文件和现有工程现状表明，该工程拦河闸的过流能力达不到50年一遇的校核洪水标准，且工程状况已出现闸室底板、闸墩混凝土、边墙混凝土、消力池底板及边墙混凝土严重剥蚀、闸门多处破损、启闭设备老旧等诸多问题。为此，为了有效恢复该工程的原有设计功能，依据现有工程状况和原始设计相关资料，对该工程除险加固设计有关问题进行探讨。
2除险加固设计
2.1工程存在的问题
2.1.1原有设计洪水标准问题设计洪水标准问题是造成该节制闸损坏的重要原因，设计洪水标准不达标，致使该节制闸发生大洪水时泄流能力不足，无法及时将水流下泄。洪水必然对节制闸及其附属建筑物造成破坏，并对上游造成淹没。1985年和1995的洪水，均因拦河闸泄流能力不足而对上游造成淹没，并对节制闸及其附属建筑物造成一定程度的破坏。解决设计洪水标准问题是该工程除险加固设计的重点工作。原有节制闸原设计洪水标准为20年一遇洪水设计，相应设计流量为139m3/s；校核洪水标准为50年一遇洪水，相应校核流量为170m3/s。由于白石砬子节制闸闸址处无实测水文观测资料，原设计是在80年设计，水文资料有限，实测资料系列相对较短。经30年实际运行检验，校核洪水达不到实际50年一遇洪水标准。本次实际对该节制闸洪水标准进行了复核。闸址处洪峰流量主要由两部分组成，一部分是灯杆河白石砬子节制闸闸址以上椅山水库以下的区间洪峰流量，另一部分是椅山水库的泄流量。闸址-椅山水库之间的区间洪峰流量通过水文计算确定，椅山水库不同频率下的泄流量依据吉林省水利水电勘测设计研究院《吉林省东辽县椅山水库除险加固初步设计报告》中的计算成果确定。设计洪水采用罗氏法的计算成果。经复核，白石砬子节制闸20年一遇设计洪峰为146.06m3/s，校核洪水按50年一遇标准为191.92m3/s。本次复核计算应用了省内水文分析综合成果:《吉林省地表水资源》（2008年）、《吉林省暴雨统计东辽县白石砬子节制闸除险加固工程设计梁煦枫，周庆威（吉林省水利科学研究院，吉林长春130022）［摘要］本次除险加固工程，在分析造成该节制闸破损原因的基础上，重新进行了设计洪水流量计算，并对现有节制闸过流能力进行了安全复核计算。经计算，原有节制闸无法满足50年一遇设计校核洪水标准。根据计算成果，设计了新增一孔闸门，并对该节制闸的进水闸、节制闸、水闸上下游连接段等进行了维修加固工程设计。［关键词］节制闸；除险加固；工程设计［中图分类号］TV663［文献标识码］B参数图集》（2002年吉林省水文水资源局编制）、《吉林省暴雨径流查算图表》、《吉林省洪水调查资料》。并以辽源水文站、卫国水文站以及金满水库、椅山水库实测水文资料作为参考。本次复核计算所采用资料系列较长，产流参数适合于本流域，代表性较好，设计洪量采用暴雨径流参数计算成果均较合理。2.1.2工程破损问题原有节制闸已出现进口段边墙、底板，闸室混凝土、消力池底板及两侧边墙混凝土破损严重，混凝土表面碳化严重，局部部位钢筋外露锈蚀，海漫段干砌石已被冲毁，闸门多处破损、启闭设备老旧等诸多问题，造成该节制闸破损严重的主要原因除过流能力达不到50年一遇的校核洪水标准所造成的破坏外，还有工程标准较低，施工质量较差的原因。由于受当时技术和施工条件的限制，原设计未对混凝土进行强度、抗冻、抗渗要求。原有节制闸混凝土强度不足，抗冻、抗渗能力差，经多年水流冲刷及冻融作用下，混凝土老化、破损。又经大洪水，进一步加速了工程的老化破坏。造成该节制闸破损严重，难以满足现行水闸运行要求的严峻状况，亟待维修加固。解决工程破损问题，需凿除表层剥蚀的混凝土，对该节制闸混凝土工程进行补强加固，并强化混凝土强度、抗冻、抗渗要求；拆除重建破损的启闭系统，更换闸门、启闭设备，保证过流通畅；维修加固上下游连接段的防护，避免造成消力池尾坎回淘等情况，保证整体结构稳定。
2.2工程修复设计
2.2.1新建水闸的设计为解决节制闸过流能力不足，达不到50年一遇校核洪水标准的问题，本次设计对该闸过流能力复核计算。根据20年一遇流量计算，并以50年一遇流量进行校核，堰净宽为18m即可满足过流需要。但考虑到闸门结构统一，便于管理，设计堰净宽扩为20m，经计算得知，水闸扩建1孔后，可满足P=2%（Q=191.92m3/s）的过流要求。根据现场地形条件，本次设计将新增设的一孔闸布置现有拦河闸的左侧。新增设的水闸的闸体结构与现有水闸的闸体结构相同，闸室段顺水流方向长8.0m，闸孔净宽5.0m，两侧闸墩宽1.0m，闸底板厚度为1.0m，为防止渗流破坏，在左侧设置钢筋混凝土刺墙，墙体厚度为0.3m。新增设的水闸的消力池顺水流方向长15.0m，底板厚度为0.5m，下设110g/m2编织布、0.2m厚碎石垫层及400g/m2无纺布。为与原消力池的连接，本次设计将新建消力池向右侧加宽至宽8.6m，消力池左侧边墙采用悬臂式钢筋混凝土挡墙，挡墙高6.4m，底宽5.6m，消力池底板与挡墙间采用沥青木板填缝。2.2.2节制闸、进水闸维修加固工程为解决节制闸、进水闸破损问题，本次设计对节制闸、进水闸进行了维修加固。对原有节制闸闸墩、启闭柱、闸室底板、消力池底板、右岸边墙混凝土以及进水闸进口挡墙、启闭平台混凝土进行表面补强处理。闸墩、启闭混凝土凿除深度3―5cm，凿除时以露出新鲜砼为准，基面混凝土强度至少应达到C12。补强面层采用丙乳砂浆，设计强度M20。闸室底板凿除深度10cm，补强面层采用丙乳混凝土（C25），并采取钢筋网加固。消力池底板混凝土凿除深度10cm，补强厚度10cm；边墙混凝土凿除深度为10cm、加固层厚15cm。补强混凝土为丙乳混凝土，强度标号：C25，并采取钢筋网加固。同时，水闸上游左、右河岸采用铅丝石笼结构进行防护，海漫段采用钢筋混凝土护坦结构对河底进行防护，左侧河岸采用悬臂式钢筋混凝土挡墙进行防护。并拆除重建了管理房及启闭台，更换了闸门及启闭机。本拦河闸主体混凝土设计等级为C25，垫层混凝土:C10，启闭台、启闭柱、交通桥板及引桥板混凝土:C30。混凝土闸体结构除交通桥外，混凝土抗冻等级均为F200。
3结语
本次除险加固工程对节制闸进行维修和扩建设计，在左侧增设一孔拦河闸，增加了闸前铺盖的长度，对原有的节制闸的进口段、闸室段、消力池段及海漫段进行维修加固和更换节制闸及侧向进水闸闸门及启闭设备设计。除险加固后节制闸的过流能力将达到20年设计，50年校核的洪水标准，排除了安全隐患，工程管理论文经近4年实际运行工作检验，有效恢复了该工程的原有设计功能。
作者：梁煦枫 周庆威 单位：吉林省水利科学研究院
