鄭仲園

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510635)

1 工程概況

練江是粵東沿海一條獨(dú)流入海的中小河流，發(fā)源于普寧市大南山五峰尖西南麓楊梅坪的白水礫，自北流經(jīng)流沙鎮(zhèn)折東，經(jīng)貴嶼、馬浦、銅盂、峽山、和平至海門港口注入南海。汕頭市海門灣橋閘重建工程位于汕頭市潮陽區(qū)練江出?？诘暮ｉT鎮(zhèn)附近，南距出?？?km，北離市區(qū)4km，東連城南街道鳳南鄉(xiāng)白土，西接井都鎮(zhèn)古埕村。海門灣橋閘以上練江干流全長(zhǎng)72.41km，閘壩上游控制集雨面積1302km2，平均坡降0.42‰，流域平均寬24.85km。原海門灣橋閘閘身結(jié)構(gòu)采用50號(hào)水泥砂漿漿砌石，于1970年竣工投入使用，在減輕臺(tái)風(fēng)咸潮災(zāi)害、圍墾灘涂、擴(kuò)大灌溉面積、改善練江中下游人民的生產(chǎn)生活用水、方便兩岸陸路交通方面發(fā)揮了巨大的工程效益。由于工程在特定時(shí)期上馬，當(dāng)時(shí)受資金、材料、技術(shù)力量等條件制約，且經(jīng)過48年的運(yùn)行，橋閘不斷老化，重新評(píng)定存在過流及擋潮能力不滿足要求、配套不全、工作臺(tái)及交通橋破損嚴(yán)重、混凝土強(qiáng)度不足、抗震性能差等安全問題，該閘評(píng)定為四類閘，建議報(bào)廢重建。工程于2018年9月開工，至今主體工程已經(jīng)全部完工。

海門灣橋閘重建工程的閘線維持原閘線不變，工程任務(wù)是以防潮為主、御咸蓄淡、兼具交通和航運(yùn)等綜合利用，規(guī)模為Ⅱ等大(2)型工程。樞紐總體布置方案從左岸至右岸依次為：左岸連接路堤75m、東排水閘(結(jié)合船閘下閘首檢修門庫)24.6m、船閘下閘首27m、攔河水閘310.2m、西排水閘14.4m、攔河水閘檢修門庫17m、右岸連接堤段1100m，重建橋閘管理樓、倉庫、配電房布置在左岸，本工程樞紐布置如圖1所示。建筑物級(jí)別與洪水標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 工程建筑物級(jí)別與洪水標(biāo)準(zhǔn)

圖1 工程樞紐布置圖

2 水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

海門灣橋閘地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)，常年受臺(tái)風(fēng)侵襲，基本風(fēng)壓為0.95kPa。工程場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度，設(shè)計(jì)烈度為8度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。閘基地層主要為第四系海相沉積的淤泥層及海陸交互相沉積的砂層，基巖為全風(fēng)化花崗巖層，局部地段見有弱風(fēng)化花崗巖，基巖面起伏較大。橋閘左側(cè)基礎(chǔ)為全風(fēng)化花崗巖層，上部為軟可塑狀，下部為硬塑-堅(jiān)硬狀；閘右側(cè)基礎(chǔ)為為稍密-中密的中粗砂層，局部存在軟弱的淤泥夾層，地基不均勻，通過換填碎石以及施工CFG樁解決不均勻沉降問題。

閘址航段為內(nèi)河Ⅴ級(jí)航道，最大通航船舶噸位300t。攔河水閘共布置22孔開敞式泄水閘，每孔凈寬12m，總凈寬264m。攔河水閘采用寬頂堰的型式，堰頂高程-5.50m。閘室結(jié)構(gòu)為兩孔一聯(lián)，邊墩厚1.2m，中墩厚1.8m，縫墩2.4m(含縫寬)。東排水閘1孔，過流凈寬8m，西排水閘1孔，過流凈寬12m，上、下閘首寬27m。

攔河水閘閘室內(nèi)設(shè)有上游檢修門槽、工作閘門槽和下游檢修門槽各1道，上游檢修門槽中心線與工作門槽中心線相距3m，下游檢修門槽中心線與工作門槽中心線相距3.65m。通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)對(duì)比，以及考慮建筑物抗震需求，工作閘門確定為露頂式平板鋼閘門，每孔1扇，由設(shè)在攔河閘上部的固定卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行啟閉。上游檢修門槽預(yù)留臨時(shí)應(yīng)急用，不設(shè)專門的檢修門。下游檢修閘門為疊梁式結(jié)構(gòu)，閘門高度與工作閘門相同，22孔共用3扇檢修閘門(15段疊梁體)，采用移動(dòng)式電動(dòng)葫蘆啟閉，檢修閘門平時(shí)安放于右岸檢修門庫內(nèi)。

橋閘閘頂高程4.5m，檢修交通橋位于啟閉機(jī)室上游，凈寬7m，上游側(cè)設(shè)3m寬人行道(結(jié)合供水管與電纜溝)、下游側(cè)設(shè)1m寬人行道，總寬度11m，與左右岸相接，形成貫穿整個(gè)橋閘的交通道路，連接海門鎮(zhèn)和井都鎮(zhèn)，很大程度上方便了兩岸村民的交通，攔河水閘剖面如圖2所示。

3 水閘上部建筑設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人民對(duì)美好生活需要的日益增長(zhǎng)，水利事業(yè)的蓬勃發(fā)展也讓水利部門越來越重視水工建筑物的造型設(shè)計(jì)。建筑造型設(shè)計(jì)要結(jié)合外部環(huán)境條件、使用功能、結(jié)構(gòu)形式等因素的制約及影響[1-2]。與通常的民用建筑工程不同，水利工程設(shè)計(jì)以功能性為主，工藝流程及設(shè)備布置等使用功能要求對(duì)主體建筑物的結(jié)構(gòu)選型、平面布置及剖面設(shè)計(jì)起決定性的作用，要使水利建筑造型可以引人注目，并能夠融入周邊環(huán)境，結(jié)合當(dāng)?shù)貧v史文化進(jìn)行設(shè)計(jì)是一種可行的辦法[3-4]。

騎樓是一種近代商住建筑，樓體以2～3層為主，建筑物底層沿街面后退且留出公共人行空間，普遍存在于東南亞各國(guó)以及我國(guó)的海南、福建、廣東、廣西等沿海僑鄉(xiāng)地區(qū)。潮汕地區(qū)的僑胞從國(guó)外帶回了極具西方建筑特色又具備商住結(jié)合的騎樓，體現(xiàn)了獨(dú)特的南洋建筑風(fēng)格[5-6]。汕頭騎樓始建于19世紀(jì)20年代，建筑形式受到歐陸風(fēng)格的影響，是在特定地理環(huán)境、傳統(tǒng)文化及外來因素等影響下而逐漸形成的一種建筑類型，具有“外洋內(nèi)中”的獨(dú)特風(fēng)格，其典型代表是小公園及周邊的安平路、升平路、國(guó)平路等街道形成放射狀分布的沿街騎樓。

汕頭市屬亞熱帶，具有明顯的季風(fēng)氣候特征，春季潮濕，陰雨日多；夏季高溫酷暑，常有臺(tái)風(fēng)暴雨；秋季涼爽干燥，天氣晴朗，氣溫下降明顯；冬無嚴(yán)寒，但有短期寒冷。騎樓是城鎮(zhèn)沿街建筑，上樓下廊，騎樓下廊可以遮陽和防雨，既是店面的外廊，又是室內(nèi)外的過渡空間，可全天候穿行其間，實(shí)現(xiàn)了“南國(guó)多雨天，騎樓可避風(fēng)”，就算春夏雨水較多，也可以滿足行人逛街購物的需求。連廊也比較通風(fēng)，可以帶走酷暑的高溫和回南天的濕氣，騎樓上樓下廊的建筑格局非常適用于沿海地區(qū)的氣候特征。

騎樓外部通常是富有歐洲風(fēng)情的巴洛克和洛可可風(fēng)格，內(nèi)部則多是精致的潮汕水鳥圖案。騎樓的立柱作為受力構(gòu)件有強(qiáng)烈的裝飾效果，底層是以仿古希臘愛奧尼柱式為主，然而二層以上混搭了仿多立克柱式或方型的混合柱式，形成了特殊立面的特征[7]。騎樓頂?shù)呐畠簤κ悄涎箫L(fēng)最引人注目的特征之一，大致可分為兩種：一為水平護(hù)攔，臨街一面常做出掛綠釉的寶瓶欄桿；另一為變形的巴洛克式山墻，造型極豐富，一樓一模樣，墻面上部開有圓形、長(zhǎng)圓形等形狀的風(fēng)洞，在?？谙募撅L(fēng)速最大可達(dá)40m/s以上的氣候條件下，可大大降低風(fēng)壓對(duì)巴洛克山墻造成的破壞。因此在海門灣橋閘的上部結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)上，采用騎樓風(fēng)格的立面處理，如圖3所示。

圖3 上部結(jié)構(gòu)方案圖

原海門灣橋閘工程閘壩為71孔水閘和1孔船閘，為了尊重當(dāng)?shù)孛袼?，本次設(shè)計(jì)保留原有72個(gè)門拱元素，結(jié)合水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方案階段將門拱元素結(jié)合騎樓風(fēng)格布置到下游側(cè)。上部結(jié)構(gòu)分為2層，一層與交通橋連接，板面標(biāo)高為4.500m，層高為10.6m，用于閘門的移動(dòng)和檢修，四周用欄桿包圍，避免人員進(jìn)入，由于層高較高，在滿足結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算安全的前提下，以及未來工作閘門檢修更換的需求，只在9.800m高程橋閘內(nèi)部布置層間連系梁，不破壞上下游側(cè)的門拱造型。二層為啟閉機(jī)室，板面標(biāo)高為15.100m，層高為5.0m，主要布置閘門固定式卷揚(yáng)機(jī)和移動(dòng)式電動(dòng)葫蘆啟閉機(jī)。根據(jù)《水利工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[8]，水閘啟閉機(jī)室層安全出口不宜少于2個(gè)，疏散距離不應(yīng)超過60m，因此在橋閘左右東排水閘和檢修門庫段布置樓梯，在第6孔和第15孔布置消防應(yīng)急樓梯?？紤]到船閘平時(shí)運(yùn)用較少，船只在臺(tái)風(fēng)期間才進(jìn)閘避風(fēng)，而最高通航水位1.98m并非經(jīng)常出現(xiàn)并時(shí)刻保持，為使船閘與兩岸連接順暢，降低對(duì)左岸道路兩側(cè)民眾的生活影響，同時(shí)也降低工程投資，閘頂交通橋采用液壓活動(dòng)鋼橋型式，橋面高程降至與水閘閘頂同高，即4.500m，當(dāng)水位較高且需過大船時(shí)則提升橋面，短時(shí)封閉道路。同時(shí)為了便于觀察和操作鋼橋的啟閉，將液壓設(shè)備操作房布置在鋼橋下游側(cè)。

由于海門灣橋閘跨度較大，結(jié)合騎樓風(fēng)格，在攔河閘9～12孔屋面21.000m高程以上設(shè)計(jì)8m高，56m寬的拱形屋頂裝飾架，在21～22孔以及船閘下閘首的屋面設(shè)計(jì)5.5m高，28m寬的拱形屋頂裝飾架，用對(duì)稱的拱形屋頂裝飾架調(diào)整立面比例關(guān)系，使橋閘在視覺上不會(huì)過于扁長(zhǎng)，顯得更為大氣。門拱內(nèi)部是長(zhǎng)方形的孔洞，降低了風(fēng)壓對(duì)門拱的水平壓力，減少上部結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載[9]。

考慮到海門灣橋閘位于出?？冢瑯蜷l上部建筑以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主體，外墻整體采用貼灰白色兩種顏色的瓷磚增加厚重感，使建筑外觀與海水和天空形成統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、美觀的整體，海門灣橋閘重建工程效果如圖4所示，工程完工如圖5所示。

圖4 海門灣橋閘重建工程效果圖

圖5 海門灣橋閘重建工程完工圖

4 防腐措施

海門灣橋閘設(shè)計(jì)使用年限為100年，水下混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別為四類海水環(huán)境，個(gè)別結(jié)構(gòu)(如閘墩局部、擋墻面板局部)為5類受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境，上部結(jié)構(gòu)為3a類海風(fēng)環(huán)境。水下結(jié)構(gòu)一期采用C30混凝土，二期采用C35混凝土，上部結(jié)構(gòu)均采用C35混凝土。

為減小海洋大氣對(duì)上部結(jié)構(gòu)混凝土的腐蝕[11]，上部結(jié)構(gòu)采用抗腐蝕混凝土，并將梁柱鋼筋混凝土保護(hù)層加厚為55mm，板鋼筋混凝土保護(hù)層加厚為45mm，在內(nèi)外墻、梁板柱的批蕩層滿掛φ1mm×10mm×10mm鍍鋅鋼絲網(wǎng)。內(nèi)墻刷白色乳膠漆，外墻貼飾面瓷磚，起到了保護(hù)和裝飾作用，還滿足防潮、防腐等要求。交通橋及橋閘欄桿采用花崗巖石材，樓梯扶手以及安全護(hù)欄采用不銹鋼欄桿，這兩種欄桿整體施工方便，抗腐蝕性好，使用年限長(zhǎng)。啟閉機(jī)室層上下游側(cè)采用T90系列斷橋鋁白色透明玻璃的豎向平開窗，使得空氣可以對(duì)流，同時(shí)滿足自然通風(fēng)、采光和抗風(fēng)防腐。

5 結(jié)語

海門灣橋閘改善練江流域水環(huán)境，保護(hù)練江流域中下游農(nóng)田和人民免受風(fēng)咸潮災(zāi)害，同時(shí)也提高潮陽潮南兩岸的交通通行能力。將潮汕騎樓文化融入到海門灣橋閘重建工程中，不僅保護(hù)和傳承了騎樓建筑文化，也見證汕頭“百載商埠”的歷史，使海門灣橋閘體現(xiàn)出一種獨(dú)特的風(fēng)格，成為當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)標(biāo)志建筑物。