闸址方案比选及闸上、闸下引河总体布置要求

1.姜唐湖进洪闸

可行性研究阶段闸址选在临淮岗姜唐湖段上坝中部,闸轴线中心桩号3+573.02 (以原临淮岗船闸南侧为0+000桩号,下同),本阶段除对该闸址做进一步研究外,同时又对老淮河河槽和邻近浅孔闸北侧建闸两个方案做了比较。

(1)可行性研究阶段闸址方案。

该闸址地形开阔且地势较低,不仅来洪与泄水的水流条件好,而且有利于汛后何家圩与邱家湖的排涝;该处地质条件良好,不需特殊处理;闸室两岸与主坝连接平顺。从施工条件上看它相对独立,与其他工程施工无干扰。该方案的缺点是消能防冲问题比较突出,其工程量较常规水闸要大,对闸下湖地会造成小范围冲刷。

(2)老淮河河槽建闸方案。

将闸建在老河槽内的最大优点是消能防冲条件好,土方开挖量小,但它的缺点也非常明显。首先其进洪与泄水条件、工程地质条件、施工条件都不如可研方案;其次闸室结构、金属结构和岸、翼墙以及输电线路的工程量大,在投资上不占优势;该闸址距其他泄水建筑物相距较远,不方便调度运用和管理。

(3)毗邻浅孔闸北侧建闸方案。

为方便运用管理,曾考虑将闸放在浅孔闸北端。该方案与可行性研究方案没有本质区别,只是闸室上下游水力条件稍差,进洪时对姜家湖南堤的安全有影响(出闸水流对堤防有冲刷)。该布置在枢纽泄洪时使坝上水流偏向浅孔闸区更为显著,从而对深孔闸过流与船闸航运安全都有不同程度影响,导致枢纽总体水流流态变差。

上述三个方案投资上基本相同,综合考虑其上下游水力条件、工程地质条件以及施工条件,最终仍确定闸址方案为设计推荐方案。

2.深孔闸、 船闸

在《淮河中游临淮岗洪水控制工程可行性研究报告》(以下简称 《可研报告》)的基础上,根据城西湖航运现状和发展需要,安徽省提出临淮岗工程应增补城西湖船闸工程。经水利部淮河水利委员会同意,安徽省水利水电勘测设计院就深孔闸、船闸及上下游引河工程进行了综合比选,并提出两个方案,具体内容叙述如下。

(1)深孔闸、船闸建筑物设计第一方案。

将现有深孔闸拆除,在此位置新建临淮岗船闸,并在其左 (北)岸新建开敞式深孔闸,现有船闸加固后仍由城西湖对淮河通航使用。建筑物及引河连接段布置如下:

1)在临淮岗浅孔闸与现有深孔闸之间新建12孔深孔闸,闸中心位于主坝桩号0+482.2。闸轴线与主坝正交,闸室为开敞式结构。闸室上下游两侧采用直立式翼墙连接,下游翼墙后接导流墙伸入岸坡,底部布置消能防冲工。闸上、闸下引河按临淮岗工程总体布置要求按新线开挖。

2)现有深孔闸拆除后,在此位置新建临淮岗船闸,中心桩号0+168.3。船闸上游引航道长度约1360m,下游引航道利用老河道。

3)现有船闸按城西湖使用要求,除对其部分工程进行加固外,现有布置基本不变 (中心桩号0+31.5)。船闸左侧毗邻新建的临淮岗船闸,右侧为城西湖岗地。

4)现有深孔闸拆除后,需新建封闭堤封堵上游老河道。封闭堤上接城西湖蓄洪大堤,经临淮岗和城西湖船闸之间分流岛与主坝封闭,筑新堤长约800m。

(2)深孔闸、船闸建筑物设计第二方案。(www.xing528.com)

将现有深孔闸加固,并在其左(北)岸扩建12孔深孔闸,现有船闸改建后归还淮河作为临淮岗船闸,并新建城西湖船闸。有关建筑物及引河连接段布置分述如下。

1)现有10 孔深孔闸位于已建临淮岗浅孔闸南侧,闸室为涵洞式结构,位于临淮岗主坝上,中心桩号0+186.4。新开挖的引河在临淮岗主坝上游约660m 处分汊,右汊引河通往现有深孔闸。闸下游引河连接段主要利用老河道,现布置不变。

2)在现有深孔闸北侧扩建12孔深孔闸,中心桩号0+455.1。扩建闸与老深孔闸闸室结构及上下游连接型式相近,闸上左汊引河与扩建深孔闸连接,闸下新挖引河连接段长约800m (自闸中心算起)。

3)加固临淮岗船闸位于老深孔闸南侧,中心桩号0+31.5。船闸下闸首位于主坝上,闸室向上游侧布置。船闸左侧设上、下游导航堤。船闸上游老河道外新挖约1120m 长引航道与上引河相连。船闸下游利用现有引航道直通临淮岗下引河。

4)新建城西湖船闸位于临淮岗上游工农兵排涝站东侧,船闸与沿岗河分开布置。城西湖船闸及其引航道紧靠沿岗河右侧布置,中间由沿岗河东堤分隔,临淮岗上游淮河右岸城西湖蓄洪大堤穿过船闸下闸首封闭。船闸上游引航道长约460m,下游引航道长约450m。

5)封闭堤西起城西湖排涝站,横向封堵现深孔闸上游的老河道,顺沿岗河右堤并与城西湖船闸下闸首横向封闭后,偏向北沿老船闸右岸岗地与主坝封闭,共需填筑新堤长约1720m。

3.方案比选

对于第一方案及第二方案,安徽省水利科学研究院采用1∶75的局部整体水工模型进行了验证,具体成果如下所示。

(1)第一方案。

河道平槽泄水、河道滩槽泄水及河道设计洪水敞泄工况泄量均满足要求,过闸水流流线较平顺,枢纽横比降较小。在100年一遇洪水控泄时,浅孔闸流态很好,深孔闸闸下两侧边坡存在着强度较弱的回流。除此之外,各工况均未出现危害较大的不良流态,枢纽总体流态较好。

(2)第二方案。

枢纽闸上、闸下产生横比降和横向流速,深孔闸上、闸下产生大范围回流,从枢纽布置分析,有以下几个方面的原因。

1)从枢纽总体布置上看,引河主槽偏右,深孔闸泄量小,浅孔闸泄量大,引河来水不能全部由深孔闸下泄,部分水流在深孔闸前向左转弯,由浅孔闸下泄,必然产生横向落差和横向流速。

2)从深、浅孔闸泄流特性上看,两深孔闸为涵洞式淹没出流,而浅孔闸为开敞宽顶堰式泄流。过流时前者闸前有局部壅水现象,而开敞式闸前产生降水曲线。壅水与降水水位之差,必然产生横向落差。

综合分析,要改善整个枢纽和各闸局部流态,应从上述几个方面以及各建筑物局部布置着手进行比较、修改。

经综合比较,第一方案具有新建临淮岗船闸施工方便、工程投资较省、新建深孔闸使上游进水水流条件有所改善等优点;第二方案由于加固临淮岗船闸是将100t级恢复为500t级以及加固深孔闸,施工较困难。建议采用建筑物设计第一方案。