摘要：擬在長(zhǎng)風(fēng)公共綠地范圍內(nèi)建設(shè)水閘一座，使長(zhǎng)風(fēng)公園與蘇州河連成一體，將外河水引進(jìn)內(nèi)河，改善水質(zhì)，提升生態(tài)效益；同時(shí)，為將來(lái)游艇進(jìn)出提供預(yù)留空間，對(duì)水閘設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選
　　關(guān)鍵詞：蘇州河、綠地、水閘、方案
　　1.工程基礎(chǔ)資料
　　1.1工程概況
　　長(zhǎng)風(fēng)公共綠地工程位于現(xiàn)長(zhǎng)風(fēng)公園南側(cè)、蘇州河北側(cè)，東、南臨蘇州河，綠地的建設(shè)將使長(zhǎng)風(fēng)公園與長(zhǎng)風(fēng)濱河綠地連成一個(gè)整體。綠地水閘工程為長(zhǎng)風(fēng)公共綠地的一個(gè)子項(xiàng)目。本次新建水閘工程，將綠地人工湖與蘇州河水系連通，為實(shí)施長(zhǎng)風(fēng)公園銀鋤湖與蘇州河的連通提供了條件。
　　1.2氣象、水文
　　本地區(qū)地處北亞熱帶，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫為15.4℃，歷史最高氣溫40.2℃，極端最低氣溫-12.1℃。
　　蘇州河是一條感潮河流，隨著蘇州河口新水閘的建成，蘇州河水位已受人工控制。根據(jù)有關(guān)文件蘇州河特征水位為：
　　蘇州河特征水位表單位：m

　　根據(jù)長(zhǎng)風(fēng)公共綠地的設(shè)計(jì)規(guī)劃及有關(guān)資料，確定本工程內(nèi)河水位：

　　1.3地質(zhì)
　　擬建場(chǎng)地35m深度范圍內(nèi)的土層按其成因可分為6個(gè)大層。第①層素填土，土質(zhì)不均勻。第②1、②2層因填土較厚而缺失。填土下沉積厚層第②3層粉土層。第②3-1層粘質(zhì)粉土。第②3-2層砂質(zhì)粉土，土質(zhì)均勻。第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層缺失，第④層淤泥質(zhì)粘土層為流塑狀高等壓縮性飽和粘性土。第⑤1層可分2個(gè)亞層，第⑤1-1層粘土層為軟塑高等壓縮性土，第⑤1-2層粉質(zhì)粘土層為軟塑中等壓縮性土。第⑥層粉質(zhì)粘土層為可塑狀中等壓縮性土。第⑦層砂質(zhì)粉土為中密中等壓縮性土地下水類型為淺部潛水。
　　2工程任務(wù)、規(guī)模和級(jí)別
　　2.1.1工程建設(shè)的任務(wù)
　　本工程的任務(wù)是通過(guò)長(zhǎng)風(fēng)2B綠地水閘建設(shè)，提高本地區(qū)的防洪除澇能力；溝通南擴(kuò)綠地與蘇州河水系，根據(jù)潮位變化相機(jī)開閘引水，調(diào)活水體，改善生態(tài)環(huán)境，同時(shí)考慮旅游功能，將來(lái)游覽蘇州河的游船通行。
　　2.1.2工程規(guī)模
　　長(zhǎng)風(fēng)公園屬于旅游區(qū)，根據(jù)綠地人工湖的遠(yuǎn)景規(guī)劃將與銀鋤湖連通，溝通城市水系，綠地水閘有通過(guò)游艇的要求，因此根據(jù)技術(shù)規(guī)范，并考慮遠(yuǎn)期游艇通航資料，擬定長(zhǎng)風(fēng)綠地水閘的規(guī)模為：閘門凈寬8m，底檻高程0.0m。
　　2.1.3工程級(jí)別
　　長(zhǎng)風(fēng)綠地水閘的主要建筑物，如閘室、外河消力池、外河翼墻等為2級(jí)水工建筑物，其它主要建筑物，如內(nèi)河消力池為3級(jí)水工建筑物，臨時(shí)建筑物如施工圍堰等為4級(jí)水工建筑物。
　　在工程總體布置中，應(yīng)考慮以下原則：
　�。�1）根據(jù)水閘的規(guī)模、功能、特點(diǎn)和運(yùn)用要求，綜合考慮水閘外側(cè)已建防汛墻工程、地形、地質(zhì)、水流、潮汐等因素以及工程布置、對(duì)外交通、工程施工、管理和投資等因素，做到布置緊湊合理、協(xié)調(diào)美觀；
　�。�2）滿足本工程的防潮、排澇和水資源調(diào)度主要功能，符合綠地整體景觀和游艇通航要求，
　　（3）結(jié)構(gòu)安全可靠、施工方便、運(yùn)行管理可行，投資省。
　　3水閘設(shè)計(jì)選擇
　　3.1閘門形式及操作方案設(shè)計(jì)比選
　　根據(jù)長(zhǎng)風(fēng)公共綠地整體規(guī)劃設(shè)計(jì)要求，考慮到景觀、通航、防汛等功能，閘門門型比選了2種門型：橫拉門、下臥門。
　�。�1）橫拉門
　　該門型的閘門結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需設(shè)置一個(gè)專用門庫(kù)，用于閘門開啟后的存放，同時(shí)底板上需預(yù)留閘門行走槽。但地面無(wú)建筑物，與周邊環(huán)境易于協(xié)調(diào)。此種門型作為節(jié)制閘的工作閘門，在局部開啟位置，側(cè)向過(guò)流水流紊亂，易引起閘門的振動(dòng)以及對(duì)閘室造成沖刷。
　　橫拉門的啟閉機(jī)可采用液壓式，也可采用固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，相對(duì)于液壓?jiǎn)㈤]機(jī)而言，固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)較為經(jīng)濟(jì)，但需采用定滑輪引導(dǎo)鋼絲繩，布置較為復(fù)雜，而液壓?jiǎn)㈤]機(jī)直接操縱閘門更為可靠。
　　（2）下臥式鋼閘門
　　下臥式鋼閘門是在閘門底部安裝一對(duì)支鉸，鉸座固定在閘底板上，閘門由固定在兩側(cè)閘墩上的一對(duì)液壓缸操作，液壓缸推拉閘門兩側(cè)的三角形支臂使閘門繞支鉸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉。閘門關(guān)閉時(shí)與水平面成70˚角。閘門采用雙P形止水橡皮，以滿足雙向擋水的要求。由于下臥門是門頂過(guò)水，在閘門頂部設(shè)破水器，以防止過(guò)水時(shí)門下形成真空。閘門支鉸由于長(zhǎng)期工作在水下，故采用免維護(hù)的自潤(rùn)滑軸承并采用不銹鋼鉸軸。支鉸設(shè)計(jì)成全密封結(jié)構(gòu)，防止因泥沙進(jìn)入而降低軸承壽命。
　　下臥門具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置容易的特點(diǎn)，除河床底部較小的開挖外，地面無(wú)任何建筑物，不僅滿足功能要求，而且易于與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)。隨著城市建設(shè)對(duì)水利工程的景觀要求越來(lái)越高，下臥門已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
　　下臥式閘門的缺點(diǎn)是檢修維護(hù)不便，由于支鉸長(zhǎng)期在水下工作，易受河水和泥沙侵蝕，且只有排干閘室內(nèi)的水才能進(jìn)行檢修和更換，因此一般需在閘門上、下游設(shè)檢修閘門。另外應(yīng)避免門下淤積造成閘門不能完全開啟，影響排澇。故需對(duì)河流的淤積情況進(jìn)行調(diào)查分析，同時(shí)設(shè)置必要的沖淤設(shè)施，如在閘底板預(yù)埋沖淤管等。
　　3.2閘室選擇
　　本工程節(jié)制閘的主要功能是防潮、排澇和水資源調(diào)度。根據(jù)綠地整體景觀和游艇通航要求，不設(shè)啟閉機(jī)房。
　　3.2.1橫拉門節(jié)制閘方案
　　橫拉門方案需設(shè)置地下門庫(kù)，無(wú)啟閉機(jī)房。該閘遠(yuǎn)期規(guī)劃有游艇通行，不布置工作便橋。內(nèi)外河側(cè)各預(yù)留一道檢修門槽，采用臨時(shí)設(shè)備吊裝。
　　閘首口門凈寬根據(jù)使用要求取8m，閘首采用鋼筋混凝土塢式結(jié)構(gòu)，底板坎頂高程與人工湖底高程一致為0.00m，底板頂高程-0.50m，厚1.20m。底板長(zhǎng)度根據(jù)穩(wěn)定、防滲要求，取10.00m。垂直水流方向：閘孔凈寬8m，兩側(cè)閘墩厚1.00m。地下門庫(kù)長(zhǎng)12.00m，寬5.40m，門庫(kù)基礎(chǔ)厚1.70m。閘首基礎(chǔ)下設(shè)深層攪拌樁進(jìn)行加固。
　　3.2.2下臥門節(jié)制閘方案
　　閘室采用鋼筋混凝土塢式結(jié)構(gòu)，底板坎頂高程與人工湖底高程一致為0.00m，底板內(nèi)河側(cè)頂高程-0.50m，外河側(cè)頂高程-1.40m，厚1.20m。底板長(zhǎng)度根據(jù)穩(wěn)定、防滲和閘門布置的要求，取20.00m。垂直水流方向：閘孔凈寬8m，兩側(cè)各設(shè)0.40m厚擋墻，以防止進(jìn)出游艇撞擊兩側(cè)液壓缸和閘門支臂，閘墩與擋墻之間設(shè)1.0m厚隔墩擱置閘門支臂，兩側(cè)閘墩厚1.00m。閘室基礎(chǔ)下設(shè)深層攪拌樁進(jìn)行加固。
　　4.方案比較
　　本工程節(jié)制閘的主要功能是防潮、排澇和水資源調(diào)度。上述兩種門型均較為隱蔽，上部無(wú)排架，與周邊景觀能較好協(xié)調(diào)。下臥式閘門的缺點(diǎn)是閘室長(zhǎng)度較長(zhǎng)，占地較大，檢修維護(hù)不便，由于支鉸長(zhǎng)期在水下工作，易受河水和泥沙侵蝕，且只有排干閘室內(nèi)的水才能進(jìn)行檢修和更換，門下淤積易造成閘門不能完全開啟，影響排澇，但下臥式閘門能夠局部啟閉控制流量。
　　橫拉門方案閘室長(zhǎng)度為11m，寬度為10m，平面尺寸較小。根據(jù)綠地整體景觀設(shè)計(jì)，由于預(yù)留給本工程的布置范圍十分有限，采用下臥門方案將增加節(jié)制閘工程占地，對(duì)人工湖與節(jié)制閘連接段有較大影響，因此占地較少的橫拉門方案更適合本工程的要求。但橫拉門的缺點(diǎn)是不能局部啟閉控制流量，因此在實(shí)際操作中應(yīng)嚴(yán)格控制上下游水頭差。同時(shí)橫拉門方案閘室工程造價(jià)較下臥門方案閘室工程造價(jià)節(jié)省約50萬(wàn)元。
　　由于本工程所處的地理位置，且水閘對(duì)工程建成后的景觀也有一定要求，經(jīng)綜合金屬結(jié)構(gòu)與水工專業(yè)土建部分共同的比較后，橫拉門節(jié)制閘作為推薦方案。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　
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　　[3]《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL74-95）；
　　[4]長(zhǎng)風(fēng)公共綠地水閘設(shè)計(jì)方案；上海市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院；