長洲島群閘聯(lián)控工程水文地質(zhì)概況與工程施工研究

葉宇潛

摘 要：群閘聯(lián)控工程是長洲島中重要的項目之一，與當(dāng)?shù)氐乃?、地質(zhì)條件均有著緊密的關(guān)系，需要做好充分的施工準(zhǔn)備。對此，本文將簡單闡述長洲島群閘聯(lián)控工程水文、地質(zhì)的概況，據(jù)此來設(shè)計具體的施工方案、施工技術(shù)，以此為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：長洲島 群閘聯(lián)控工程 水文地質(zhì)概況 工程施工

在長洲島地區(qū)，因周圍經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要將更加先進(jìn)的自動化技術(shù)，應(yīng)用在群閘聯(lián)控的工程之中，提高控制系統(tǒng)的科學(xué)性、先進(jìn)性。但是在具體的施工中，由于長洲島所在位置的特殊性，會在很大程度上影響工程的施工進(jìn)度，所以必須結(jié)合實際設(shè)計具體的方案，積極做好相關(guān)的工作。

1.長洲島群閘聯(lián)控工程水文地質(zhì)概況

1.1 水文概況

在長洲島的中部，存在一個河涌新?lián)?，其東西的兩個出口與新造水道相互連接，南北出口與珠江后航道連接，由于河口沒有設(shè)計閘，所以會隨著珠江的潮漲潮落的發(fā)生變化。根據(jù)廣州市的監(jiān)測可知，年平均的降水量在1675.5mm左右，并且雨季集中在4月份至9月份，前汛期集中在4月份至6月份，而后汛期則集中在的7月份至9月份。長洲島中的徑流主要源自流溪河、北江、西江，分別經(jīng)三水站、馬口站匯入，其中三水站的平均徑流為450.8億立方，而馬口站的平均徑流為2322億立方，溪流河的整體徑流量較小。除此之外，長洲島還會受到潮汐（伶仃洋）的影響，增加了水文的復(fù)雜性，其在一個太陰日中會出現(xiàn)兩次高潮、兩次低潮，并且相互之間的歷時、潮位等并不相等。從潮差的角度進(jìn)行，長洲島位于弱潮河口，同時具有年內(nèi)變化大、年際變化小的顯著特征。

1.2 地質(zhì)概況

長洲島屬于珠三角的沖積平原，地勢為東南低、西北高，位于地位于華南褶皺系的湘桂粵帶的南部的粵中拗褶束。經(jīng)過遙感技術(shù)進(jìn)行勘測以后，發(fā)現(xiàn)長洲島群閘聯(lián)控工程區(qū)域的內(nèi)部并不存在明顯的地質(zhì)構(gòu)造，不過在其周邊卻存在斷層，即廣三斷層、化龍斷層等。根據(jù)勘測的結(jié)果，對長洲島的地層進(jìn)行如下的分析：（1）震旦系?；旌蠋r層是云母、石英片、變粒巖的互層，局部具有較強(qiáng)的巖化特征，同時會出現(xiàn)條紋的狀態(tài)。（2）基層殘積層。該地層的形成主要是分散性入侵巖，或者棕紅色混合巖在風(fēng)華以后殘積而形成的。（3）第四系全新統(tǒng)燈籠沙組海沖積相。這部分地層的上部為粉砂質(zhì)淤泥、深灰色淤泥、花斑色粘土、灰黃色粘土、亞粘土等；下部是淤泥質(zhì)砂、砂、礫以及淤泥。其中，砂礫、砂基本在河道的兩側(cè)分布。（4）第四系全新統(tǒng)人工堆積。該巖層中主要由土、砂、碎石塊構(gòu)成，整體的構(gòu)成較為復(fù)雜，主要為灰褐色的素填土。

2.長洲島群閘聯(lián)控工程的施工方案與技術(shù)

2.1 建筑物方面

2.1.1 改造

在現(xiàn)有的二號涌涌口處，設(shè)置一座灌排閘，但是并沒有建設(shè)設(shè)備房。依據(jù)相關(guān)的改造要求，并在最大程度程度滿足群閘聯(lián)控工程的需求，需要在閘門的上方設(shè)計設(shè)備房，同時與卷揚機(jī)房進(jìn)行一體化設(shè)計。根據(jù)當(dāng)前水閘的尺寸，卷揚機(jī)房的平面應(yīng)該設(shè)計為矩形，其長、寬分別等于10m、14m，以此來形成一個相對通透的長廊。其中，一層架空、二層啟閉機(jī)房，整個的建筑面積應(yīng)該為40㎡。同時，因為閘門相對較高，所以設(shè)計的架排具有寬大、高聳的特點，在很大程度上減少了整體的體積。另外，現(xiàn)有的三號涌涌口處，同樣設(shè)置一座灌排閘，但是并沒有建設(shè)設(shè)備房，原有的水閘長廊較為完整，長、寬分別等于9.9m、2.2m。在這一基礎(chǔ)上，為了能夠滿足群閘聯(lián)控工程的需求，需要對三號涌的長廊進(jìn)行改造，主要是對地板、立面進(jìn)行裝修，同時對周圍、地面等進(jìn)行清掃，完成三號涌長廊的改造工作。

2.1.2 新建

在六號涌涌口處，設(shè)置一座灌排閘，但是并沒有建設(shè)設(shè)備房，無法滿足群閘聯(lián)控工程的需求，所以需要在水閘的岸邊新建一個設(shè)備房。該設(shè)備房的平面為正方形，長、寬均為3.18m，并且為單層建筑，總面積等于10.11㎡。依據(jù)長洲島的人文環(huán)境、設(shè)備房的位置，應(yīng)該將該設(shè)備房設(shè)計成為古亭的風(fēng)格，除了能夠?qū)崿F(xiàn)群閘聯(lián)控工程的設(shè)計目標(biāo)，還能夠?qū)⑵渥鳛殚L洲島的景點，深化新建建筑的作用。另外，五號、六號涌涌口處，原有的閘門為平板式，但是并沒有建設(shè)設(shè)備房，啟閉墩暴露在板橋上，會對周圍的交通產(chǎn)生不良的影響。為了解決這一問題，應(yīng)該在五號、六號涌涌口處的啟閉墩周圍，設(shè)置一個3m×1.2m的圍欄，其框架使用鍍鋅鋼進(jìn)行焊接，內(nèi)部鑲嵌厚度為6mm的透明PC板，同時對其表面進(jìn)行磨砂處理。通過這樣的設(shè)計方式，不僅能夠?qū)㈤]墩進(jìn)行隔離保護(hù)，還能夠?qū)λl周圍環(huán)境進(jìn)行合理的美化。

2.2機(jī)電系統(tǒng)方面

2.2.1 方案設(shè)備

經(jīng)過對長洲島的實地考察，發(fā)現(xiàn)二號涌、三號涌、五號涌及六號涌排灌閘，并沒有對電源進(jìn)行連接，可以將附近的380V電源接入其中：（1）二號涌水閘，可以從附近的船廠進(jìn)行接電；（2）三號涌水閘，可以從附近進(jìn)行接電；（3）五號涌水閘，可以從附近的新?lián)繓|閘進(jìn)行接電；（4）六號涌水閘，可以從附近的新?lián)繓|閘進(jìn)行接電。就新設(shè)的水閘而言，其中的配電箱內(nèi)部加入了進(jìn)線刀開關(guān)，進(jìn)線回路開關(guān)主要使用配電型塑殼斷路器，根據(jù)政府部門的要求進(jìn)行安裝。另外，電纜的選型為：（1）室外動力電纜，銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜；（2）室內(nèi)動力電纜，ZRYJV，0.6/1kV型電力電纜；（3）室外控制信號電纜，多芯銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套編織屏蔽控制電纜；（4）室內(nèi)信號線，多芯銅芯聚氯乙烯絕緣護(hù)套屏蔽軟電纜；（5）室內(nèi)照明線路，阻燃銅芯聚氯乙烯絕緣、護(hù)套電線；（6）現(xiàn)場總線，F(xiàn)/UTP雙絞線；（7）通信光纖，室外型單模6芯光纜。

2.2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

為了能夠滿足中群閘聯(lián)控工程的建設(shè)、運行需求，其控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該從兩面入手，并將其貫徹在整個工程的始終。（1）結(jié)構(gòu)劃分：在長洲島群閘聯(lián)控工程中，共10座水閘子工程，結(jié)合自動化系統(tǒng)的設(shè)計原則、總體任務(wù)、信息流程、需求分析等，群閘聯(lián)控工程應(yīng)該運用分層分布式的結(jié)構(gòu)，即設(shè)計一個控制中心、10個水閘紫銅、系統(tǒng)軟件以及通信網(wǎng)絡(luò)等。（2）層次劃分：整體的結(jié)可以運用分布式的控制方式，即將系統(tǒng)分為2層，其中系統(tǒng)的第1層是總控制中心，可以將其稱作管理決策層；第二層是各個閘系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，與總控制系統(tǒng)相互連接，并與系統(tǒng)的軟件相互配合，實現(xiàn)對水閘數(shù)據(jù)信息的采集與處理，為群閘聯(lián)控工程的運行提供依據(jù)。在這一基礎(chǔ)上，可以對群閘聯(lián)控工程的整體系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的劃分，如綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)、綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、水位監(jiān)測系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)等，保證各個系統(tǒng)的功能可以全面實現(xiàn)。

2.3 消防方面

在建設(shè)群閘聯(lián)控工程的過程中，除了滿足水閘開閉的要求，還應(yīng)該積極做好消防設(shè)計的工作。具體來說，對水閘的改造工程中，需要將啟閉設(shè)備、消防設(shè)備相互連接，不能進(jìn)行單獨設(shè)計，除了可以減少工程量之外，還能夠在根本上保證消防的效果。在敷設(shè)電纜的過程中，使用專網(wǎng)將其封在地下，發(fā)生火災(zāi)時能夠第一時間避免蔓延，所以只需要對設(shè)備房進(jìn)行防火設(shè)計即可。就設(shè)備房來說，其屬于鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，耐火等級為II級，應(yīng)該使用控制屏柜、水閘啟閉設(shè)備、動力電纜、自動化元件、控制電纜、MODBUS現(xiàn)場總線、通信光纜、視頻設(shè)備等構(gòu)成消防系統(tǒng)。同時，在設(shè)備房中需要6支4千克的手提式式磷酸銨鹽干粉滅火器，并對放置的位置進(jìn)行合理選擇，為消防工作提供便利。對于建筑、大型設(shè)備的消防工作，應(yīng)該與119火警中心進(jìn)行合作消防，保證周圍的交通便利、水源充足等，并設(shè)置好應(yīng)急照明設(shè)備、疏散標(biāo)志，提高消防系統(tǒng)的完善性。

3.結(jié)語

綜上所述，在長洲島群閘聯(lián)控工程中，其設(shè)計工作、建設(shè)工作等，都會受到水文、地質(zhì)因素的影響，所以工作人員需要進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，獲取全面的數(shù)據(jù)信息，為相關(guān)的工作提供依據(jù)與保障。在這一基礎(chǔ)上，便可以提高群閘聯(lián)控工程設(shè)計的合理性、科學(xué)性，促進(jìn)工程整體順利推進(jìn)，并強(qiáng)化工程的性能，對于長洲島的發(fā)展具有重要意義。

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