沭新退水闸拆建工程闸室结构优化设计及闸门选型
摘要：沭新退水闸始建成于1975年12月，原设计标准低，施工质量差，经近40年的运行，病害普遍，存在较严重的安全隐患。经安全鉴定为四类水闸，须拆除重建。本主要介绍了该闸室结构的优化设计和闸门的选型，以资借鉴。
关键词：沭新退水闸；闸室结构优化；闸门选型
一、原工程概况
沭新退水闸位于沭阳县桑墟镇，该闸始建成于1975年12月，设计流量为78.00 m3/s，闸身采用砼反拱底板、浆砌块石侧墙、砼半圆形拱顶的涵洞式结构，单孔净宽3.00 m、净高460m，共2孔。工作闸门采用2扇3.10 m×4.85 m（宽×高）平面钢闸门，配备2台10 t螺杆式启闭机，电机容量为2.2 kW。沭新退水闸主要功能是调节上游沭新河水位、排除沭新河涝水，当连云港工、农业生产需水时，按计划及时供水。
二、拆建工程主要内容
拆建后沭新退水闸共1孔，闸孔净宽8.0 m，设计流量9270 m3/s。沭新退水闸由上游连接段、闸室控制段、下游消力池及海漫段组成，工程全长128.01 m。工作闸门采用1扇平面钢闸门8.06 m×5.30 m（宽×高），配备1套台2×160 kN卷扬式双吊点启闭机，电机容量为11 kW。在闸室左侧新建桥头堡，采用三层框架结构，建筑面积111 m2。新建上游引河右岸护岸，长约235 m。新增水土保持项目和自动化系统。沭新退水闸拆建工程设计防洪标准为20年一遇，排涝标准为10年一遇。设计流量由原工程的78 m3/s增加为92.70 m3/s，上游设计排涝水位为7.10 m，下游设计排涝水位为5.64 m；闸上防洪水位为7.50 m，闸下防洪水位为6.04 m。沭新退水闸拆建后能彻底解决沭新退水闸的安全隐患，确保沭新河的排涝不受影响，改善了该闸的现有功能，能及时调节上游沭新河水位、排除上游涝水。
三、闸室结构优化设计及闸门选型
（一）闸室结构方案比较
沭新退水闸拆建工程结合现状地形对闸室结构进行布置，初步拟定以下2种方案进行比选：
方案一：采用平底板宽顶堰结构型式，闸室单孔净宽800m，共1孔。闸底板面高程2.00 m，底板厚1.20 m，边墩厚0.90 m。工作闸门选用1扇8.06 m×5.30 m（宽×高）平面钢闸门，配套1台QP2×160kN双吊点卷扬式启闭机。闸室结构布置图见图1、2。
方案二：采用平底板宽顶堰结构型式，闸室分2孔，每孔净宽4.00 m，总净宽8.00 m。闸底板面高程2.00 m，底板厚070m；中墩厚1.00 m，边墩厚0.80 m，闸总宽10.60 m。工作闸门选用2扇4.06 m×5.30 m（宽×高）平面钢闸门，配套2台120kN单吊点直联螺杆式启闭机。闸室结构布置图见图3、4。
两种方案主要工程量比较见表1。
方案比较：在过流能力方面，方案一与方案二均能满足过流能力要求，且都高于旧工程的设计流量；工程造价方面，两种方案的造价基本相当，方案二略高于方案一；在结构布置方面，方案一较方案二结构布置简单、紧凑，便于施工；在安全方面，方案一的抗滑稳定性要优于方案二，方案二为2孔，方案二为1孔，方案二可靠性和保证率方面要优于方案一。综合上述因素进行比较，方案一优于方案二，采用方案一单孔闸室净宽8.0 m作为设计方案。
（二）闸门门型确定
沭新退水闸单孔净宽8.00 m，共1孔。闸的主要功能为调节上游沭新河水位、排除沭新河涝水，以及向下游补水。与该闸功能相适应，主要以直升门、升卧门型式为最佳选择，而且这两种门型技术成熟，操作运行方便可靠。
从适用性方面考虑：直升门和升卧门均能满足该闸的主要功能要求。升卧门优点是可以适当降低排架高度，有利于闸室结构整体抗震稳定性；缺点是在开启过程中底缘流态不太好，吊耳及钢丝绳长期位于水下磨损都比较大。直升门的缺点是如果单靠闸门挡水，则排架较高，不利于闸室整体抗震稳定；但土建上可通过增设胸墙降低闸门高度，从而达到降低排架高度的目的，提高闸室结构整体抗震稳定性。
从施工方面考虑：升卧门制作、安装相对复杂，土建上对闸门的轨道制作、安装要求也较高，而直升门常有定型产品，制作、安装较为方便。
从检修方面考虑：本工程采用直升门方案可利用上游侧悬挂的电动葫芦及检修闸门对工作闸门进行检修，都很方便、省时。
綜上所述，故本设计采用直升门方案。
四、结语
沭新退水闸拆建工程闸室结构方案比选和闸门门型的选择，作为小型工程设计的参考，提供借鉴。
参考文献：
[1]江苏省淮沭新河管理处.沭新退水闸工程安全鉴定材料汇编[R].2012.
[2]淮安市水利勘测设计研究院有限公司.江苏省蔷薇河地涵拆建工程初步设计报告[R].2015.
[3]江苏省沭新退水闸拆建工程建设处.沭新退水闸拆建工程土建施工及安装工程招标文件[R].2015.
作者简介：冯良队（1975），男，工程师，主要从事水利工程建设、运行管理工作。
