孫冬艷

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

汾河新二壩工程為汾河流域生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的一部分，項(xiàng)目區(qū)位于太原市小店區(qū)劉家堡鄉(xiāng)劉家堡村汾河大橋下游1.7 km處，汾河太原段綜合治理三期工程與汾河二壩之間的汾河河道上。

工程建設(shè)內(nèi)容，主要包括汾河干流大堤內(nèi)修建1座壅水閘壩建筑物、1座通航建筑物以及近閘壩區(qū)主槽防護(hù)等。工程建設(shè)任務(wù)是通過(guò)在河道內(nèi)設(shè)置壅水閘壩，抬高河道內(nèi)水位，形成壅水水面并增補(bǔ)地下水，同時(shí)增加河道水域面積，改善河道及周邊生態(tài)環(huán)境，兼顧游船通航需求。項(xiàng)目實(shí)施后將實(shí)現(xiàn)太原汾河公園至汾河二壩之間汾河河道通航，并形成濕地水面2.339 km2，總壅水量700.8萬(wàn)m3。

2 工程總布置

本工程有游船通行要求，兩岸未設(shè)排污涵，太原城市污水排放進(jìn)入蓄水區(qū)，為滿足河道行洪、通航、排沙、壅水更新置換及日常污水排放等需要，在主槽內(nèi)布置通航建筑物和弧形門閘擋水，兩側(cè)灘地布置溢流式建筑物壅水。因此，工程布置采用主槽排沙、排污、通航，兩側(cè)灘地壅水的方案。

壩址區(qū)現(xiàn)狀汾河主槽偏左岸，為實(shí)現(xiàn)工程主要功能，結(jié)合施工導(dǎo)流布置，將主槽位置移至偏右岸。主槽中部布置船閘和弧形門擋水閘，左右灘地布置鋼壩閘。

閘壩全河床布置，壅水閘壩和通航建筑物總長(zhǎng)291.0 m，其中壅水閘壩總長(zhǎng)272.0 m，通航建筑物總長(zhǎng)19.0 m。壅水閘壩包括主槽段弧形門閘和兩岸灘地鋼壩閘，其中主槽段弧形門閘共4孔，總長(zhǎng)44 m，單跨寬度8.0 m，擋水高度6.0 m；左右兩岸灘地段共6孔鋼壩閘，總長(zhǎng)228 m，單跨寬度30 m，壩高4.5 m。通航建筑物（船閘）為主槽段內(nèi)1座寬19 m的單線單級(jí)船閘。閘壩控制房布置于東、西兩側(cè)堤坡平臺(tái)上，船閘控制房與閘壩控制房統(tǒng)一集中布置。

為使游人觀景和交通方便，閘壩下游側(cè)設(shè)人行橋，人行橋采用懸索吊橋，與閘壩閘墩之間用鋼梯連接。近壩區(qū)兩岸，東大堤堤頂布置行車道，行車道兩側(cè)布置人行道和自行車道及綠化帶，總寬度16 m；西大堤只留搶險(xiǎn)道路、自行車道、人行道及綠化帶，總寬度11 m。

3 主要建筑物設(shè)計(jì)

3.1 壅水建筑物設(shè)計(jì)

鋼壩閘設(shè)計(jì)。鋼壩閘由上游連接段、閘室以及下游連接段組成。

上游連接段包括上游護(hù)底、鋪蓋、上游翼墻。上游護(hù)底采用格網(wǎng)石籠，厚度0.5 m，下設(shè)0.3 m厚的碎石墊層；鋪蓋采用0.5 m厚C 25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下設(shè)0.3 m厚的碎石墊層。上游翼墻采用C 25鋼筋混凝土懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，臨水側(cè)為直立面，背水側(cè)邊坡1∶0.1，邊墻高8.3 m。

閘室采用C 25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括閘室底板、中墩、邊墩。閘孔寬30.0 m，閘室底板厚2.0 m，長(zhǎng)16.5 m，呈臺(tái)階式布置，其中上游側(cè)頂面高程763.5 m，與河床齊平，長(zhǎng)度7.7 m；下游側(cè)底板頂面高程762.5 m，長(zhǎng)度8.8 m。閘室中、邊墩均為鋼筋混凝土空箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)置液壓?jiǎn)㈤]機(jī)設(shè)備，閘墩長(zhǎng)度21 m，頂板設(shè)有檢修進(jìn)人孔。

下游連接段，包括消力池、海漫、下游翼墻。消力池緊鄰閘室下游布置，池長(zhǎng)24.5m，深1.0m，底板厚1.8m，采用C 25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。底板上設(shè)有排水孔，底板底部自上往下鋪設(shè)碎石墊層和反濾層。消力池下游設(shè)長(zhǎng)度為55 m的格網(wǎng)石籠海漫，厚度0.5 m，石籠下設(shè)0.3 m厚反濾層。海漫末端設(shè)置防沖槽，槽內(nèi)拋塊石。下游翼墻采用C 25鋼筋混凝土懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，臨水側(cè)為直立面，背水側(cè)邊坡1∶0.1，邊墻高7.3 m。

弧形門擋水閘設(shè)計(jì)?；⌒伍T擋水閘布置在主槽內(nèi)船閘兩側(cè)，共4孔，單孔凈寬為8.0 m。閘門均采用集成式液壓?jiǎn)㈤]機(jī)起閉。為滿足弧形門閘門的檢修維護(hù)，在工作門上游設(shè)疊梁檢修門，電動(dòng)葫蘆起吊。

弧形門擋水閘由上游連接段、閘室、下游連接段組成。閘室為開(kāi)敞式整體結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)21 m，采用C 25鋼筋混凝土澆筑，底板厚度2.2 m，邊墩寬2.0 m，閘墩高10.0 m，閘墩頂高程772.0 m。上游連接段包括護(hù)底和鋪蓋段，下游連接段包括消力池和海漫，設(shè)計(jì)與鋼壩閘上下游連接段基本相同。

人行橋設(shè)計(jì)?？紤]船閘和弧形門閘的日常維護(hù)及兩岸交通需要，在壅水閘壩下游側(cè)修建一座人行橋，兩端分別與東、西岸大堤連接，主要用于閘壩的檢修、維護(hù)及游人休閑游覽等。人行橋采用懸索吊橋，主要由承重索、抗風(fēng)索、橋面系統(tǒng)、和錨定系統(tǒng)組成。橋面高程772.0 m，橋長(zhǎng)286 m，分7跨，最大跨度68.0 m，橋面凈寬3.0 m，橋面鋪裝5 cm厚生態(tài)木板，橋墩處設(shè)鋼梯與閘墩連接。

3.2 通航建筑物設(shè)計(jì)

通航建筑物采用單線單級(jí)船閘，船閘位于主槽的中部，上閘首與擋水弧門布置在同一條線上。船閘采取直線進(jìn)閘、直線出閘的方式進(jìn)行布置，由上、下游引航道和主體建筑物組成。

上游引航道隔流墻長(zhǎng)25.0 m，墻頂高程768.5 m。隔流墻采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，墻高8.0 m，底寬4.8 m，厚0.5 m，底板厚1.0 m，墻頂設(shè)置航標(biāo)柱，柱高1.2 m。該段設(shè)有25 m長(zhǎng)格網(wǎng)石籠護(hù)底，厚度0.5 m，下設(shè)0.3 m厚的碎石墊層。

船閘主體建筑物由閘室和上、下閘首共三部分組成，總長(zhǎng)43.5 m。上閘首全長(zhǎng)7.9 m，凈寬為9.0 m，工作閘門和檢修門分別采用臥倒門和一字門的形式。閘室全長(zhǎng)21.0 m，凈寬為9.0 m，為了便于排沙，閘室底板稍微向下游傾斜。下閘首全長(zhǎng)14.6 m，凈寬為9.0 m，工作閘門和檢修門分別采用人字門和一字門的形式；為了汛期時(shí)能將閘門安全鎖定，防止門體振動(dòng)造成破壞，人字門設(shè)有鎖定裝置。

船閘主體建筑橫剖面為整體式“U”字形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，船閘總寬19 m，其中閘室凈寬9 m，左、右邊墩寬均為5 m。為滿足建筑物結(jié)構(gòu)要求，主體建筑物沿水流方向設(shè)置一道變形縫，從上游至下游依次劃分為22.3 m和21.2 m兩段。船閘左側(cè)邊墩內(nèi)布置有充泄水廊道、廊道工作閘門及其液壓?jiǎn)㈤]機(jī)室、廊道檢修門室、一字門啟閉機(jī)室、樓梯間等。右側(cè)邊墩內(nèi)設(shè)有油路及電纜廊道、人字門啟閉機(jī)室等。

下游引航道隔流墻長(zhǎng)25 m，墻頂高程764.5 m。隔流墻采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，墻高4.0 m，底寬4.8 m，厚0.5 m，底板厚1.0 m，墻頂設(shè)置航標(biāo)柱，柱高1.2 m。該段設(shè)有25 m長(zhǎng)格網(wǎng)石籠護(hù)底，厚0.5 m，下設(shè)0.3 m厚的碎石墊層。

3.3 主槽及近壩區(qū)堤防防護(hù)設(shè)計(jì)

主槽防護(hù)。河道設(shè)壩壅水后，在近壩區(qū)100 m的范圍內(nèi)對(duì)河道主槽進(jìn)行整理和防護(hù)，以防止河道主槽出現(xiàn)紊亂對(duì)閘壩產(chǎn)生影響。對(duì)河道主槽進(jìn)行整理的寬度至少達(dá)到60 m，邊坡采用1∶2，采用0.3 m厚的格網(wǎng)石籠進(jìn)行防護(hù)。頂部水平鋪設(shè)寬6.0 m的籠網(wǎng)護(hù)頂，基礎(chǔ)采用松木樁，樁長(zhǎng)4.0 m，樁徑不小于20 cm，間距0.5 m，樁側(cè)拋填片石處理。

近壩區(qū)兩岸堤防防護(hù)。考慮到周圍交通和環(huán)境因素，近壩區(qū)兩岸堤防防護(hù)整治進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。

大堤整治防護(hù)方案為：西岸緊靠濱河西路，堤頂不再設(shè)交通公路，只作為防洪搶險(xiǎn)道路。背水側(cè)不動(dòng)，迎水面設(shè)計(jì)蓄水位以下采用格網(wǎng)石籠護(hù)坡，坡度1∶2，設(shè)計(jì)蓄水位以上采用加筋擋土墻，坡度1∶0.75。墻面板采用“L”形結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土預(yù)制塊，預(yù)制塊內(nèi)填土綠化，形成梯形綠化效果，加筋帶采用4.5 m長(zhǎng)、1 m寬的土工格柵。西岸堤頂加寬改造總寬為11.0 m，從臨水側(cè)向外依次為1.0 m寬樹(shù)池、3 m寬自行車道、1.0 m寬人行道、1.0 m寬綠蘺、5.0 m寬瀝青混凝土路面。東岸考慮交通要求，堤頂布設(shè)7 m寬雙車道公路（兼做搶險(xiǎn)路）。堤防整治采用梯形斷面，背水側(cè)堤坡采用加筋擋土墻，坡度1∶0.75，迎水側(cè)設(shè)計(jì)蓄水位以下采用格網(wǎng)石籠護(hù)坡，坡度1∶2，設(shè)計(jì)蓄水位以上采用加筋擋土墻，坡度1∶0.75。堤頂加寬改造總寬度16 m，中間為7 m的雙車道公路，臨河側(cè)依次為1.0 m寬樹(shù)池、3.0 m寬自行車道、1.0 m寬人行道和1.0 m寬綠蘺，背水側(cè)依次為1.0 m寬樹(shù)池、1.0 m寬人行道和1.0 m寬綠蘺。近壩區(qū)兩岸堤防邊坡整治可結(jié)合汾河兩岸堤防整治內(nèi)容并與之有效銜接，工程可在以后汾河兩岸堤防整治工程中實(shí)施。

4 結(jié)語(yǔ)

汾河新二壩建成后，可抬高河道水位，在河道內(nèi)形成壅水水面，實(shí)現(xiàn)汾河三期與汾河二壩之間水面連續(xù)、汾河公園至汾河二壩之間游船通行，同時(shí)可增補(bǔ)地下水，改善河道及周邊生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步改善省城的生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境和旅游環(huán)境，提升城市品位和對(duì)外形象，更有利于將汾河流域建設(shè)成為全省的生態(tài)長(zhǎng)廊、宜居長(zhǎng)廊、富民長(zhǎng)廊。