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【摘 要】本文以三门县洋市涂围垦工程作为工程实例，分析在围垦工程水闸设计中有关闸址、闸轴线、闸室结构布置型式及闸门结构的选择，供类似工程设计参考。
【关键词】围垦工程；水闸设计
0.工程概况
三门县位于浙东沿海三门湾畔，地处中国“黄金海岸线”中段，东濒三门湾，南邻临海县，西枕天台县，北接宁海县。三门湾内岛屿罗列，岸线曲折，四周港汊间发育众多滩涂。洋市涂围垦工程位于三门湾健跳港南面，居东经121°40′，北纬29°02′，东临三门湾，南濒宫前湾，西靠健跳镇洋市，北与龙山相望，距三门县城海游镇约20km，距健跳镇约3km。围区处于健跳港口南侧第一个海湾—洋市湾内。洋市湾呈内凹型，湾口北起高湾山，南至平岩山东嘴头。
1.工程等级及设计标准
本工程围垦面积5935亩，工程建成后近期用于综合农业开发，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《滩涂治理工程技术规范》（SL389-2008）和《海堤工程设计规范》（SL435-2008），近期工程等别为IV等，考虑到中远期用于发展较重要的临港工业，故确定工程等别为Ⅲ等。
主要建筑物海堤、堵坝、排水闸和纳潮闸为3级建筑物，次要建筑物为4级，龙口、堵口等临时建筑物为5级。
纳潮闸布置在东嘴头，建在岩基上，闸孔总净宽3孔×3.0m，闸底槛高程为-2.0m。排水闸布置在柴爿花嘴，建在岩基上，闸孔总净宽为 5孔×3.0m，闸底槛高程为-2.0m。
设计防潮标准为50年一遇，设计防洪标准为20年一遇。
2.闸址选择
工程临海面属开敞式海域，风浪较大，闸址、闸轴线选择和布置应予以重视。
根据《水闸设计规范》（SL265-2001），闸址应根据水闸的功能、特点和运用要求，综合考虑地形、地质、水流、潮汐、施工、管理、周围环境等因素分析比较后选定。本工程布置有1座纳潮闸和1座排水闸，为节约投资，减少施工难度，两座水闸均建于岩基上。根据地形条件，水闸闸址有柴爿花嘴、外鲎岛西侧、里鲎岛南侧、里鲎岛北侧和东嘴头五处位置可供选择，但由于外鲎岛和里鲎岛是孤岛，国家很重视对无人岛的保护，并且南、北侧布置水闸朝向差，风浪爬高又大，运行和施工又不便，因此不予考虑。围区南侧的东嘴头和北侧的柴爿花嘴均属岩基，建闸条件良好。东嘴头与柴爿花嘴相比更处于健跳港外缘，水质相对较好；东嘴头位置朝向外海，易受到外海涌浪影响，风浪较大；柴爿花嘴朝向三门湾内，风浪相对较小，中远期两座水闸均作为区域排水闸，综合考虑后，推荐纳潮闸布置在南侧东嘴头，排水闸布置在北侧柴爿花嘴，柴爿花嘴排水闸作为远期的主排水闸。
3.闸轴线选择
纳潮闸布置在东嘴头，风浪很大。从临海海域看，东北向由于花岙岛、南田岛、高塘岛等岛屿包围屏蔽作用，NE～ENE向外海波浪难以直接影响。在保证水流通畅、不影响堵坝布置以及地形地质条件许可的前堤下，纳潮闸临海口应避开不利风向，尽可能朝NE～ENE向布置，改善水闸的运行条件。
排水闸和纳潮闸闸轴线在不影响水流流态、不影响堤坝围区内侧闭气土方填筑、不干扰堤坝施工、不建围堰的前提下，靠近堤坝布置，以减少土石方开挖量，节省投资。
4.闸型选择
闸室结构根据泄流特点和运行要求，可选用开敞式、胸墙式或双层式等结构型式。挡水水位高于泄水运用水位，或闸上水位变幅较大，可采用胸墙式。本工程水闸外海潮水位变幅较大，且外海防潮挡潮高水位高于内侧泄水运用水位，因此闸室结构推荐采用胸墙式，既不影响水闸的过水能力，又可减小闸门高度和启门力。
闸室结构根据地基条件及受力情况等可选用整体式和分离式。闸室底板采用分离式，可以减小底板的内力，但对地基要求较高，相邻闸墩之间不均匀沉降控制要求高，否则会影响闸门的启闭。整体式底板的闸室，划分闸段的横缝一般设在闸墩内，相邻闸墩之间不致出现大的不均匀沉降，对闸门启闭有利。结构缝应设在闸墩上，选用整体性强、刚度大的整体式结构较合理。因此，闸室采用整体式结构。
闸室底板结构型式有平底板、箱式平底板和倒拱底板等。平底板能把荷载均匀传布于地基，结构简单，且施工方便，是水闸中最常用的一种。箱式平底板具有很好的整体性，对地基不均匀沉降的适应性较好，但需加大底板的砌置深度，工程量大，且施工复杂。倒拱底板主要优点是节省工程量，但设计和施工都比较复杂，闸墩中的底板表面不平，中间低两侧高，在闸孔自由泄流时，水流向孔中心集中，单宽流量分布不均匀，增加了闸下消能防冲的困难。根据本工程闸址处的地质条件、水闸受力条件、运用要求和方便施工综合考虑，采用平底板。
综上所述，推荐水闸闸室采用平底板、胸墙式整体结构方案。
5.结构布置形式比选
水闸胸墙结构布置按胸墙位置可分为内置式胸墙和外置式胸墙，内置式胸墙即闸门布置在外海侧，胸墙布置在围区侧；外置式胸墙即闸门布置在围区侧，胸墙布置在外海侧。外置式胸墙闸门易遭受气蚀破坏；内置式胸墙结构虽然检修平台位于胸墙外侧，抗风浪能力较弱，但可避免闸门遭受气蚀破坏的隐患，止咸效果好，因此胸墙结构布置推荐采用内置式布置型式。
6.闸门型式及结构选择
本工程水闸工作门承担挡潮功能，拟选提拉式平板闸门、升卧式钢闸门和液压翻板闸门三种闸门型式进行分析比较。
表1 闸门型式比较表
综合分析三种门型的优缺点，选择提拉式平板闸门作为水闸工作闸门，通过建筑风格设计可减弱高耸排架的视觉影响。
另外，闸门的工作介质为海水，受咸水、盐雾的影响，钢结构极易产生锈蚀，考虑闸门尺寸较小，本次推荐采用C35预应力钢筋砼闸门，表面涂防腐材料。
7.结论
结合工程地质、地形、风浪、潮汐、施工管理及周围环境，本次水闸设计采用内置胸墙平底板结构，闸门采用C35预应力钢筋砼闸门，启闭设备采用手电两用螺杆式启闭机。
【参考文献】
[1]水闸设计规范.（GB365-2001）.
[2]海堤工程设计规范.（SL435-2008）.
[3]三门县洋市涂围垦工程初步设计报告.
[4]水工建筑物》（第五版）.
【关键词】围垦工程；水闸设计
0.工程概况
三门县位于浙东沿海三门湾畔，地处中国“黄金海岸线”中段，东濒三门湾，南邻临海县，西枕天台县，北接宁海县。三门湾内岛屿罗列，岸线曲折，四周港汊间发育众多滩涂。洋市涂围垦工程位于三门湾健跳港南面，居东经121°40′，北纬29°02′，东临三门湾，南濒宫前湾，西靠健跳镇洋市，北与龙山相望，距三门县城海游镇约20km，距健跳镇约3km。围区处于健跳港口南侧第一个海湾—洋市湾内。洋市湾呈内凹型，湾口北起高湾山，南至平岩山东嘴头。
1.工程等级及设计标准
本工程围垦面积5935亩，工程建成后近期用于综合农业开发，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《滩涂治理工程技术规范》（SL389-2008）和《海堤工程设计规范》（SL435-2008），近期工程等别为IV等，考虑到中远期用于发展较重要的临港工业，故确定工程等别为Ⅲ等。
主要建筑物海堤、堵坝、排水闸和纳潮闸为3级建筑物，次要建筑物为4级，龙口、堵口等临时建筑物为5级。
纳潮闸布置在东嘴头，建在岩基上，闸孔总净宽3孔×3.0m，闸底槛高程为-2.0m。排水闸布置在柴爿花嘴，建在岩基上，闸孔总净宽为 5孔×3.0m，闸底槛高程为-2.0m。
设计防潮标准为50年一遇，设计防洪标准为20年一遇。
2.闸址选择
工程临海面属开敞式海域，风浪较大，闸址、闸轴线选择和布置应予以重视。
根据《水闸设计规范》（SL265-2001），闸址应根据水闸的功能、特点和运用要求，综合考虑地形、地质、水流、潮汐、施工、管理、周围环境等因素分析比较后选定。本工程布置有1座纳潮闸和1座排水闸，为节约投资，减少施工难度，两座水闸均建于岩基上。根据地形条件，水闸闸址有柴爿花嘴、外鲎岛西侧、里鲎岛南侧、里鲎岛北侧和东嘴头五处位置可供选择，但由于外鲎岛和里鲎岛是孤岛，国家很重视对无人岛的保护，并且南、北侧布置水闸朝向差，风浪爬高又大，运行和施工又不便，因此不予考虑。围区南侧的东嘴头和北侧的柴爿花嘴均属岩基，建闸条件良好。东嘴头与柴爿花嘴相比更处于健跳港外缘，水质相对较好；东嘴头位置朝向外海，易受到外海涌浪影响，风浪较大；柴爿花嘴朝向三门湾内，风浪相对较小，中远期两座水闸均作为区域排水闸，综合考虑后，推荐纳潮闸布置在南侧东嘴头，排水闸布置在北侧柴爿花嘴，柴爿花嘴排水闸作为远期的主排水闸。
3.闸轴线选择
纳潮闸布置在东嘴头，风浪很大。从临海海域看，东北向由于花岙岛、南田岛、高塘岛等岛屿包围屏蔽作用，NE～ENE向外海波浪难以直接影响。在保证水流通畅、不影响堵坝布置以及地形地质条件许可的前堤下，纳潮闸临海口应避开不利风向，尽可能朝NE～ENE向布置，改善水闸的运行条件。
排水闸和纳潮闸闸轴线在不影响水流流态、不影响堤坝围区内侧闭气土方填筑、不干扰堤坝施工、不建围堰的前提下，靠近堤坝布置，以减少土石方开挖量，节省投资。
4.闸型选择
闸室结构根据泄流特点和运行要求，可选用开敞式、胸墙式或双层式等结构型式。挡水水位高于泄水运用水位，或闸上水位变幅较大，可采用胸墙式。本工程水闸外海潮水位变幅较大，且外海防潮挡潮高水位高于内侧泄水运用水位，因此闸室结构推荐采用胸墙式，既不影响水闸的过水能力，又可减小闸门高度和启门力。
闸室结构根据地基条件及受力情况等可选用整体式和分离式。闸室底板采用分离式，可以减小底板的内力，但对地基要求较高，相邻闸墩之间不均匀沉降控制要求高，否则会影响闸门的启闭。整体式底板的闸室，划分闸段的横缝一般设在闸墩内，相邻闸墩之间不致出现大的不均匀沉降，对闸门启闭有利。结构缝应设在闸墩上，选用整体性强、刚度大的整体式结构较合理。因此，闸室采用整体式结构。
闸室底板结构型式有平底板、箱式平底板和倒拱底板等。平底板能把荷载均匀传布于地基，结构简单，且施工方便，是水闸中最常用的一种。箱式平底板具有很好的整体性，对地基不均匀沉降的适应性较好，但需加大底板的砌置深度，工程量大，且施工复杂。倒拱底板主要优点是节省工程量，但设计和施工都比较复杂，闸墩中的底板表面不平，中间低两侧高，在闸孔自由泄流时，水流向孔中心集中，单宽流量分布不均匀，增加了闸下消能防冲的困难。根据本工程闸址处的地质条件、水闸受力条件、运用要求和方便施工综合考虑，采用平底板。
综上所述，推荐水闸闸室采用平底板、胸墙式整体结构方案。
5.结构布置形式比选
水闸胸墙结构布置按胸墙位置可分为内置式胸墙和外置式胸墙，内置式胸墙即闸门布置在外海侧，胸墙布置在围区侧；外置式胸墙即闸门布置在围区侧，胸墙布置在外海侧。外置式胸墙闸门易遭受气蚀破坏；内置式胸墙结构虽然检修平台位于胸墙外侧，抗风浪能力较弱，但可避免闸门遭受气蚀破坏的隐患，止咸效果好，因此胸墙结构布置推荐采用内置式布置型式。
6.闸门型式及结构选择
本工程水闸工作门承担挡潮功能，拟选提拉式平板闸门、升卧式钢闸门和液压翻板闸门三种闸门型式进行分析比较。
表1 闸门型式比较表
综合分析三种门型的优缺点，选择提拉式平板闸门作为水闸工作闸门，通过建筑风格设计可减弱高耸排架的视觉影响。
另外，闸门的工作介质为海水，受咸水、盐雾的影响，钢结构极易产生锈蚀，考虑闸门尺寸较小，本次推荐采用C35预应力钢筋砼闸门，表面涂防腐材料。
7.结论
结合工程地质、地形、风浪、潮汐、施工管理及周围环境，本次水闸设计采用内置胸墙平底板结构，闸门采用C35预应力钢筋砼闸门，启闭设备采用手电两用螺杆式启闭机。
【参考文献】
[1]水闸设计规范.（GB365-2001）.
[2]海堤工程设计规范.（SL435-2008）.
[3]三门县洋市涂围垦工程初步设计报告.
[4]水工建筑物》（第五版）.