河北省子牙新河穿運(yùn)樞紐工程保閘安全應(yīng)急措施

【摘要】對安全鑒定為四類的子牙新河穿運(yùn)樞紐工程，在拆除重建前，分析了存在的問題，制定了保閘安全應(yīng)急措施，并限制運(yùn)用，確保工程安全。

【關(guān)鍵詞】子牙新河；北排河；南運(yùn)河；保閘；措施

1、概況

子牙新河穿運(yùn)樞紐工程（以下簡稱“穿運(yùn)樞紐”）位于青縣城南9km處，是子牙新河、北排河與南運(yùn)河的交叉樞紐工程。樞紐工程東側(cè)約500m為104國道和京滬鐵路。自穿運(yùn)樞紐沿子牙新河向上游約81km為獻(xiàn)縣樞紐工程，向下游約62km為海口樞紐。

南運(yùn)河是我國著名的京杭大運(yùn)河的一部分，在歷史上一直擔(dān)負(fù)航運(yùn)、供水、灌溉和泄洪任務(wù)。

子牙新河是1966～1967年子牙河系新開辟的洪水直接入海通道，是海河流域洪水分區(qū)防守、分流入海防洪體系中的重要組成部分。是河北省最主要的骨干防洪工程之一。

北排河是在進(jìn)行子牙新河修筑過程中，結(jié)合填筑子牙新河右堤，在堤外開挖的運(yùn)東區(qū)域直接入海骨干排瀝河道。

穿運(yùn)樞紐始建于1967年，1984年增建引水壓槽閘。工程現(xiàn)狀由子牙新河穿運(yùn)渡槽、子牙新河主槽穿運(yùn)涵洞、北排河穿運(yùn)渡槽、北排河穿運(yùn)涵洞、南運(yùn)河節(jié)制閘、引水壓槽閘、導(dǎo)流堤和平交埝組成。

穿運(yùn)樞紐工程是為解決東西走向的子牙新河、北排河與南北走向的南運(yùn)河的交叉問題而修建的立體交叉工程，在三條河管理運(yùn)用中處于重要地位。

2、存在問題及分析

2.1南運(yùn)河節(jié)制閘

南運(yùn)河節(jié)制閘在遇到洪水時(shí)，存在是否開啟閘門向下游泄洪的問題。從天津市和南運(yùn)河防洪的角度，要求該閘閉門擋水。從該閘安全的角度，應(yīng)按設(shè)計(jì)條件在閘前水深近3.0m時(shí)開閘放水，以滿足水閘上下游水位差小于3.0m，保證水閘安全。

節(jié)制閘運(yùn)用方式改為閉門擋水后，擋水時(shí)閘基布置防滲長度不滿足最短防滲長度要求。在止水帶斷裂的情況下，剩余防滲長度更不滿足要求。

閘門擋水時(shí)，中墩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)和地基應(yīng)力不均勻系數(shù)不滿足規(guī)范要求，邊墩、中墩底板懸臂部分的受彎承載力和裂縫開展寬度均不滿足規(guī)范要求。

閘門及啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)本身，根據(jù)“《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》2.0.2 技術(shù)落后、能耗高、效率低，運(yùn)行操作人員勞動強(qiáng)度大，經(jīng)改造仍不能有效改善，應(yīng)報(bào)廢；2.0.4 超過折舊年限，經(jīng)檢測不能滿足安全運(yùn)行條件的設(shè)備，應(yīng)報(bào)廢”。建議對節(jié)制閘閘門及啟閉機(jī)予以報(bào)廢。

綜上，南運(yùn)河節(jié)制閘從安全的角度，不應(yīng)再擋水運(yùn)行。否則，可能危及自身安全，并導(dǎo)致子牙新河左堤的安全。

2.2子牙新河主槽穿運(yùn)涵洞

從安全運(yùn)行情況分析，“63·8”洪水時(shí)上游壅水較高。1996年8月7日10時(shí)，上游洪水到達(dá)獻(xiàn)縣樞紐，并于8月12日9時(shí)出現(xiàn)最大洪峰流量2020m3/s，8月17日0時(shí)13分穿運(yùn)樞紐出現(xiàn)最大洪峰流量1610 m3/s，涵洞上游水位9.22m，涵洞下游水位8.99m，穿運(yùn)涵洞和灘地平交埝口門過流分別為1380m3/s和204m3/s，通過引水壓槽閘引水26m3/s。

主槽涵洞及上下游淤積嚴(yán)重，減少了涵洞過流。導(dǎo)致上游水位過高，“63·8”洪水時(shí)，為保證上部渡槽結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，提前破除平交埝，下泄上游洪水。

主槽涵洞的上部渡槽墻頂高程為10.42m左右，高于推算的50年一遇的設(shè)計(jì)洪水位9.42m，但低于“63·8” 校核洪水位10.71m。

2.3灘地平交埝

灘地平交埝從屬于子牙新河泄洪，在預(yù)測上游洪水大于2450m3/s時(shí)，拆除平交埝泄洪。目前平交埝頂高程在8.59～8.90m，低于原設(shè)計(jì)的10.00m，也低于可研報(bào)告推算的50年一遇的設(shè)計(jì)洪水位9.42m，更低于“63·8” 校核洪水位10.71m。

2.4北排河穿運(yùn)涵洞

北排河穿運(yùn)涵洞排澇能力基本滿足。上部渡槽槽頂高程為10.48m左右，高于推算的50年一遇的設(shè)計(jì)洪水位9.46m，但低于“63·8” 校核洪水位10.75m。

2.5引水壓槽閘

引水壓槽閘運(yùn)行正常。閘底板等部位高程隨地形變化有所降低，與南運(yùn)河河底、上游引水渠相適應(yīng)，可以正常發(fā)揮引水壓槽作用。

3、保閘安全應(yīng)急措施

鑒于穿運(yùn)樞紐安全鑒定為四類閘，特提出以下保閘安全應(yīng)急措施：

3.1對機(jī)電設(shè)備及閘門進(jìn)行檢修和試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修或更換，確保汛期正常使用。

3.2南運(yùn)河節(jié)制閘，鑒于閘底板發(fā)生不均勻沉降、閘前和縫墩等部位的止水?dāng)嗔?，閘門及啟閉機(jī)報(bào)廢等因素，可考慮在閘室及其上游采用袋裝土堆砌圍堰，中間采用土工膜防滲。圍堰斷面近似左大堤橫斷面。圍堰頂高程，可根據(jù)預(yù)報(bào)洪水流量、閘前水位預(yù)測，提前將圍堰培厚和加高圍堰，確保節(jié)制閘閘體和相鄰左大堤的安全。

3.3汛前，開引水壓槽閘，保證上游洪水高于灘地明渠底高程時(shí)，即可引洪水入南運(yùn)河，為子牙新河渡槽和北排河渡槽壓槽，解決兩個渡槽的抗浮穩(wěn)定。

3.4子牙新河右堤與南運(yùn)河交叉處，可參照南運(yùn)河節(jié)制閘設(shè)置圍堰，最初留4m缺口向北排河渡槽引水壓槽，在滿足壓槽水位后，如果子牙新河洪水位繼續(xù)上漲，可封堵缺口并培厚加高圍堰，直至與堤頂齊平。

3.5平交埝，鑒于子牙新河主槽涵洞淤積，泄流能力很小。根據(jù)預(yù)報(bào)和洪水位情況，可提前在平交埝扒開幾個缺口，分流泄洪。

就目前堤頂高程和穿運(yùn)樞紐可行性研究階段推算洪水位情況，穿運(yùn)樞紐在采取上述應(yīng)急措施后，50年一遇設(shè)計(jì)洪水發(fā)生時(shí)，穿運(yùn)樞紐附近洪水位9.42m左右，低于兩岸現(xiàn)狀堤頂高程（左、右堤頂高程為11.40m、10.60m），穿運(yùn)樞紐工程是相對安全的。當(dāng)預(yù)測上游來水接近“96·8”校核洪水時(shí)，推測穿運(yùn)樞紐附近洪水位10.71m左右，將高于右堤堤頂高程，左堤堤頂超高僅為0.7m，不滿足校核洪水位加2.0m超高的要求。需考慮提前啟用上游滯洪區(qū)，消減子牙新河下泄洪水流量，確保子牙新河左右大堤安全。

作者簡介：呂勝賓，（1978- ），男，漢族，河北元氏人，高級工程師，主要從事水利工程管理工作。