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[科普中国]-屈家店水闸枢纽

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屈家店水闸枢纽(Qujiadian Barrage Project) 位于中国天津市北辰区屈家店村东北,由北运河节制闸、新引河进洪闸和永定新河进洪闸组成,是控制泄人海河流量、确保天津市防洪安全的国家一级工程。

简介引滦工程建成后枢纽同时起到水资源调度作用。屈家店水闸枢纽的北运河节制闸、船闸(已废)、新引河进洪闸建于1932年,永定新河进洪闸建于1969年。

水闸设计枢纽处于地面沉降漏斗区,工程地基为第四系陆海交替沉积层,土质松软,至改建时沉降均达1.0m左右,已不能满足设计和校核水位下的挡水要求,加之工程经长期运用及工业污水腐蚀影响,闸体老化、设备陈旧、结构破损严重。20世纪90年代相继改建,改建工程各闸主体建筑物为一级,地震设防烈度Ⅶ度;枢纽闸前洪水位及各闸泄洪流量标准未变,北运河节制闸最大限泄流量为400立方米/秒;新引河进洪闸50年一遇设计流量为380立方米/秒,100年一遇校核流量480立方米/秒;永定新河进洪闸50年一遇设计流量为1020立方米/秒,100年一遇校核流量为1320立方米/秒;枢纽闸上设计洪水位5.75m,校核洪水位6.5m1。

水闸详细介绍原闸为平底板、设有闸底堰坎和胸墙的开敞式闸,平面直升钢闸门,木桩基础,闸底板下设3道木板桩防渗,基础四周围封,6孔,孔净宽5.8m。闸室上游侧设检修闸门、工作闸门,下游侧设有交通桥。闸门为串轮支承,每孔在机架桥上设两台链轮式启闭机。闸底板、闸墩、翼墙为素混凝土结构。

改建工程将原底板以上堰坎、中墩、交通桥、机架桥全部拆除,边墩、翼墙拆除2.5m高程以上部分和以下靠闸室侧表层0.7m,框格消力池部分拆除,并拆除下游右岸锥形浆砌石护坡2。

改建后原闸孔数、孔净宽不变,闸室总宽43.8m,采用分离式底板、灌注桩基础,平面直升钢闸门、油压启闭机。

新闸底板在原有底板上加厚1.13m,顶面高程0.8m。每中墩底板下在原有117根木桩间增加14根直径0.85m的灌注桩,对称布于中墩两侧。原闸底板脱空及老底板薄弱部位以水泥灌浆处理。

闸室上游侧设工作闸门,工作闸门上下游设检修门槽,闸墩和胸墙顶高程8.5m,下游侧设净宽7.0m的交通桥,桥面高程7.3m。工作闸门槽上部设油压启闭机的导向架。工作闸门由1台QPPYI-2×160kN的液压启闭机启闭,检修闸门由安装于排架上的2台2×50kN电动葫芦启闭。

闸室下游设有两级消力池(总长30.4m)以及长37.7m浆砌石海漫和13m抛石防冲槽。闸底顺水流向工程总长102.2m1。

两岸边墩和翼墙按重力式钢筋混凝土墙恢复。在边墩外侧砌筑重力式挡墙,组成减载空箱,右岸空箱兼叠梁检修门库,并在闸室右岸建两层控制楼,一层为配电室,二层为油泵房和控制室。

新引河进洪闸 原闸结构型式、尺寸、基础处理方式与北运河节制闸类同,改建工程保留原闸底板、边墩、翼墙、消力池框格底板,拆除闸底板以上全部结构与设备,拆除下游混凝土框格护坦等。将6孔闸改为4孔胸墙式闸,单孔净宽9.0m。新底板建于老底板上,顶面高程0.23m,为分离式平底板,跨中分缝,顺水流向长16m。跨距11.0m的中墩底板在原有木桩间顺水流方向新增4排直径0.85m的灌注桩,边墩底板下新增两排灌注桩。桩长15.0m。

工作闸门及油压启闭机导向架设于闸室上游侧,主闸门前后设检修门槽,上游侧闸墩和检修桥面高程为7.5m,下游侧为净宽7.0m的交通桥,桥面高程7.0m。两岸边墩、翼墙在原墙内侧加厚1.0m,新老混凝土间以插筋连接。

闸室上游新建5.0m长钢筋混凝土铺盖和4.5m长干砌石护底。闸室下游设两级消力池(共长32.0m)以及长30m海漫和16.8m抛石防冲槽。底部顺水流向工程总长104.29m。

主闸门为平板定轮钢闸门,配置QPPYI-2×200kN液压启闭机。上、下游叠梁检修钢闸门由设于排架柱牛腿上的2×50kN电动葫芦和抓梁启闭。

新建左岸控制楼,一层为油泵房,二层为中控室。在中控室设监控系统,可通过电视屏幕观察和监视闸门运行及枢纽上下游情况,同时修建桥头雕塑和观赏亭等,从而改善闸区环境。

永定新河进洪闸 改建时拆除底板以上全部混凝土结构和部分上下游翼墙,拆除两岸控制楼,保留原底板、灌注桩基础、上游铺盖、下游消力池及消能防冲工程。

重点改造闸室部位,将闸室底板向上游接长5m,总长为18m,首部7.6m长堰顶高程为0.3m,新老底板采用刚性连接,各中墩新接长底板下增加两排、4根直径80cm灌注桩,桩长15m。

中墩于原位重建,闸孔仍为11孔,单孔净宽9.8m,中墩厚1.2m,闸孔总宽119.8m。闸室上游侧布置工作门及上下游检修门槽,闸墩和检修桥面高程8.9m。下游侧为净宽7.0m的交通桥,桥面高程8.2m。机架桥面上设轻型启闭机房。采用新材料对闸墩和三桥板梁进行了防腐蚀、防碳化喷涂处理。

闸室向上游加长后,铺盖由13m减短至8.0m。钢筋混凝土铺盖与闸底板间以新止水缝连接。铺盖上游连接25.0m长的原浆砌石护底。闸下消力池底板加厚0.5m,新池底高程为1.8m,长22m。消力池下游原护砌范围不变,依次为10.0m长钢筋混凝土和25m长浆砌石海漫、10m长抛石防冲槽。顺水流向护底部长145m。

两岸新建边墩上游接长至21.0m,上下游接新建半重力式翼墙。

重建工程将原升卧式闸门改为平面直升钢闸门,规格为9.8m×5.2m~4.37m,采用一门一机,启闭机容量提高为2×160kN。上下游检修叠梁钢闸门由2×160kN电动葫芦和自动抓梁启闭,平时锁定于检修门槽上。

两岸新建塔楼为双层框架结构。集中控制室设于右岸顶层,启闭机房设机旁柜,两者互为备用。

屈家店水闸枢纽改建工程充分利用原有建筑物,合理布置,采用新材料,确保新老建筑物的结合质量,采用先进技术和设备,并注重环境效益,其设计、施工经验值得其他改建工程借鉴3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学