乍嘉蘇航道國(guó)家塘新建防洪水閘閘孔尺寸設(shè)計(jì)

朱順　宋偉　黃平　張金花

摘要：乍嘉蘇航道防洪水閘建于1991年，現(xiàn)狀規(guī)模無(wú)論閘孔寬度還是閘底板高程均無(wú)法滿足乍嘉蘇航道V級(jí)航道升級(jí)為III級(jí)航道的要求，加之原閘門(mén)防洪期間啟閉麻煩，橋梁已被鑒定為危橋，防洪水閘改建迫在眉睫。在確定閘橋分建的總體方案的前提下，確定水閘閘孔規(guī)模既要考慮到百年一遇國(guó)家塘的防洪要求，又要滿足III級(jí)航道的通航要求，同時(shí)又要為將來(lái)的發(fā)展留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，最終在滿足上述條件的基礎(chǔ)上，選取經(jīng)濟(jì)合理，符合周邊實(shí)際情況的水閘規(guī)模作為最終結(jié)論。

關(guān)鍵詞：水閘；乍嘉蘇航道；閘孔寬度

引言

嘉興港區(qū)乍嘉蘇航道原防洪水閘位于嘉興港區(qū)乍嘉蘇航道與老01省道（國(guó)家塘）交匯處，現(xiàn)狀水閘規(guī)模為2孔12米，與01省道合建為閘橋，于1991年建成投入使用，建成后至今已25年，原防洪水閘工程建成后，根據(jù)調(diào)度要求，每年臺(tái)風(fēng)期均需運(yùn)行，但是由于疊梁門(mén)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，滲漏嚴(yán)重，吊裝時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響防洪安全。此外，原防洪水閘現(xiàn)狀底板標(biāo)高為-2.14米，其處所在航道為乍嘉蘇航道，通航最低水位為0.46米，通航凈深僅2.60米，根據(jù)現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)資料顯示，乍嘉蘇航道起點(diǎn)嘉興港區(qū)海河聯(lián)運(yùn)港池年吞吐量約為1500萬(wàn)t左右，平均日吞吐量為4萬(wàn)t，規(guī)劃乍嘉蘇航道為III級(jí)航道，通航寬度不小于16米，通航凈深要求不小于3.50米。因此，原防洪水閘無(wú)論閘寬還是通航深度均已無(wú)法滿足浙北杭嘉湖地區(qū)III級(jí)航道的通航要求，且橋梁現(xiàn)狀已鑒定為危橋，嚴(yán)重影響周邊生產(chǎn)生活安全。

該項(xiàng)目引起了浙江省委省政府高度重視，2015年12月21日，副省長(zhǎng)孫景淼率省相關(guān)部門(mén)來(lái)嘉興市調(diào)研交通工作，要求盡快解決乍嘉蘇線航道閘橋安全及瓶頸問(wèn)題。2015年12月29日，嘉興市柏衛(wèi)東副秘書(shū)長(zhǎng)在港區(qū)召開(kāi)該項(xiàng)目的方案討論會(huì)，會(huì)上提出加快工作進(jìn)度，力爭(zhēng)十三五期間完工建設(shè)，徹底解決該安全隱患。

新建防洪水閘擬建在原水閘南側(cè)40米位置，在根據(jù)規(guī)范要求確定百年一遇防洪水閘閘頂高程為6.96米的前提下，水閘閘檻的設(shè)計(jì)高程確定直接影響到通航設(shè)計(jì)水深、防洪水閘閘門(mén)的高度、基坑開(kāi)挖的深度；水閘閘孔寬度[1]的確定直接影響到航道的通航能力；上述兩項(xiàng)因素又影響到金屬結(jié)構(gòu)[2]的設(shè)計(jì)、啟閉機(jī)的配設(shè)、基坑圍護(hù)的方案，最終影響工程的投資。因此水閘閘檻高程[3]和水閘閘孔寬度是水閘建設(shè)的兩項(xiàng)重要指標(biāo)，合理地確定此兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)水閘的建設(shè)顯得尤為重要。

1、 周邊情況

1.1 周邊航道情況

嘉興港區(qū)[4]主要航道有運(yùn)河、杭申線、乍嘉線、杭平線、湖嘉申線等近十條三級(jí)或四級(jí)航道，港區(qū)內(nèi)最小通航水深大約為3.6米，現(xiàn)狀運(yùn)力基本在300～1000t，航道內(nèi)通航的集裝箱船型多以24TEU和36TEU為主，現(xiàn)階段嘉興港區(qū)主要航道基本均可滿足36TEU集裝箱船，部分不能通過(guò)的航道也可以通過(guò)局部開(kāi)挖拓寬或疏浚清淤等方式來(lái)滿足通航要求。

1.2 周邊通航水閘情況

根據(jù)21世紀(jì)以來(lái)本地區(qū)周邊江浙滬地區(qū)建成的通航水閘、船閘情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，本地區(qū)周邊與本水閘規(guī)模相同的江蘇省諫壁船閘、上虞大厙船閘、上虞塘角船閘閘孔寬度均在16米以上，設(shè)計(jì)水深均為3.50米以上。

2、水閘閘孔設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)船型

本水閘位于乍嘉蘇航道起點(diǎn)，隨著近年來(lái)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的不斷發(fā)展，海河聯(lián)運(yùn)的不斷深入，浙北內(nèi)河集裝箱運(yùn)輸量的不斷增加，船舶向大型化發(fā)展的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，嘉興內(nèi)河集裝箱船舶的設(shè)計(jì)船型標(biāo)準(zhǔn)也以滿足三級(jí)航道要求的36TEU集裝箱船舶[5]作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《嘉興市海河聯(lián)運(yùn)網(wǎng)航道“十二五”規(guī)劃（修編）》乍嘉蘇線航道設(shè)計(jì)船型主要有1000t機(jī)動(dòng)駁、1拖4×1000t及1頂2×1000t，其設(shè)計(jì)船型寬度均為10.8米，設(shè)計(jì)吃水為2.00米～2.30米。

2.2 閘孔寬度

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，Ⅲ級(jí)限制性航道船閘有效閘孔寬度≥16米?？紤]到本工程地處乍嘉蘇航道首部，距離海河聯(lián)運(yùn)港池僅80米，船只通過(guò)水閘即將面臨轉(zhuǎn)彎至港池，為盡可能保證船只通行速度，同時(shí)兼顧海河聯(lián)運(yùn)的船只越來(lái)越向集裝箱貨輪發(fā)展，設(shè)計(jì)船型也逐步向更寬的船型發(fā)展，閘孔寬度宜盡可能取大值。現(xiàn)狀浙北千噸級(jí)航道設(shè)計(jì)船閘單孔最大凈寬為20米，本水閘設(shè)計(jì)閘孔寬度在保證現(xiàn)狀通航能力的前提下，不為航道再次造成瓶頸，同時(shí)考慮到現(xiàn)狀航道寬度為60米，且航道兩側(cè)不具備拓寬條件，2孔水閘中墩寬度約為10米，水閘閘孔寬度確定為2孔20米較為合適。

2.3 閘門(mén)高度

本工程屬嘉興港區(qū)老01省道3.0km海塘處置工程的延伸段，為國(guó)家海塘的一部分，保護(hù)的范圍為杭嘉湖東部平原及內(nèi)陸地區(qū)是長(zhǎng)三角重要的糧食產(chǎn)地和經(jīng)濟(jì)中心，確定本工程為一等工程，防洪標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家海塘標(biāo)準(zhǔn)一致為100年一遇。按照露頂式閘門(mén)頂部應(yīng)在可能出現(xiàn)的最高擋水位以上有0.3～0.5mi的超高，綜合閘頂高程、地面沉降等因素本項(xiàng)目閘門(mén)頂高程取值為6.96米。

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，Ⅲ級(jí)限制性航道船閘有效門(mén)檻水深要求大于等于3.5米，同時(shí)需滿足不小于1.6倍設(shè)計(jì)船舶滿載吃水。乍嘉蘇航道設(shè)計(jì)船型最大設(shè)計(jì)吃水深度為2.30米，相應(yīng)船閘有效門(mén)檻水深應(yīng)大于等于3.68米，考慮到本研究水閘地處乍嘉蘇航道首部，自港池進(jìn)入乍嘉蘇航道過(guò)閘由南向北的船只多為海河聯(lián)運(yùn)的滿載貨船，為避免因船閘底檻高程設(shè)置低易造成貨船過(guò)閘速度慢，從而影響乍嘉蘇航道通航能力。同時(shí)兼顧實(shí)際載貨船只超載現(xiàn)象較為普遍的現(xiàn)狀，因此水閘設(shè)計(jì)水深按保守情況取值為4.0米。根據(jù)本地區(qū)設(shè)計(jì)最低通航水位0.46米，設(shè)計(jì)水閘閘檻高程取值為-3.54米，本研究水閘為降低閘前淤積可能性，減少因開(kāi)挖深基坑對(duì)周邊建筑物的影響，減少工程投資，閘底板頂高程與閘檻高程取值一致為-3.54米。

故閘門(mén)高度設(shè)計(jì)取值為10.5米。

結(jié)語(yǔ)

乍嘉蘇航道為長(zhǎng)三角地區(qū)浙北杭嘉湖平原一條重要的水上運(yùn)輸線路，隨著長(zhǎng)三角地區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展[6]以及乍嘉蘇航道“五改三”改造工程的加快推進(jìn)，乍嘉蘇航道的重要性越來(lái)越高。本研究水閘屬于國(guó)家海塘的一部分，具有重要的防洪作用，并且處于乍嘉蘇航道的源頭，兼具防洪和通航的作用。從防洪而言，水閘的口門(mén)越小越易于封堵，發(fā)生不利情況下?lián)岆U(xiǎn)的難度也越??；而從通航的角度來(lái)看，通航的口門(mén)越大越有利于船舶的通行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)河道兩側(cè)的實(shí)際限制情況，國(guó)家塘百年一遇的防洪和乍嘉蘇航道III級(jí)通航的要求，經(jīng)綜合論證，防洪水閘口門(mén)按照2孔20米規(guī)模確定，閘門(mén)高度設(shè)計(jì)取值為10.5米。

【參考文獻(xiàn)】：

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