水利工程设计与研究丛书:中小型水闸除险加固研究与处理措施
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1 三义寨引黄闸特色介绍

三义寨引黄闸安全鉴定为四类闸,需拆除重建。拆除重建水闸需要进行下列方面的工作:洪水标准及河道冲淤研究、工程地质勘察研究、工程任务和规模确定、工程布置及主要建筑物设计、电气与金属结构、施工组织设计、占地处理及移民安置评价、水土保持评价、环境保护评价、工程管理设计、节能设计、设计概算等方面;除险加固闸除上述内容外,还包括水闸混凝土表面缺陷处理、闸身裂缝修复、止水加固处理、观测设施修复等内容。

兰考河段属典型的游荡性河段,河势宽、浅、散、乱、游荡多变,素有“豆腐腰”之称。大洪水时主流居中,落水时主流位置变化无常,时常造成河道工程出现重大险情。近年来黄河下游来水偏枯,泥沙集中淤积在主槽内,“槽高滩低堤根洼”的险恶局面逐年加剧,临黄大堤存在顺堤行洪威胁。

三义寨引黄闸位于兰考县境内黄河右岸大堤上,相应大堤桩号130+000处。该闸于1958年建成,为大型开敞式水闸,属1级水工建筑物。闸室为钢筋混凝土结构,安装弧形钢闸门,共分三联6孔,每2孔为一联,每孔净宽12m,闸总宽84.6m。闸底板长21.5m,闸前防冲槽长11m,其后设有59.5m长的防渗黏土铺盖;下游消力池长16m,浆砌石海漫长40m,干砌石海漫长35m,防冲槽长15m。引黄闸设计正常引水流量520m3/s,设计效益为:灌溉豫东、鲁西南的开封、商丘、菏泽2省3市20个县农田1980万亩,放淤改造盐碱沙荒地15.6万亩。

由于三义寨引黄闸在多年运用过程中,闸身强烈振动,导致闸墩、闸底板、机架桥大梁裂缝,特别是闸底板严重裂缝,遂于1974年和1990年进行了两次改建:第一次改建主要是改中联两孔弧形钢闸门为4孔平板钢闸门,闸门宽4.8m,高4.5m,两边联闸底板加高2.5m,中联闸底板加高2.0m,设计流量300m3/s;第二次改建主要是保留中联4孔平板钢闸门,拆除边联4孔弧形闸门,在原叠梁闸门槽处修建钢筋混凝土挡水墙。二次改建后的设计流量为141m3/s,担负着开封、商丘2市10县的农业用水任务。

三义寨引黄闸建成至今已有50多年,在长期使用后出现的诸多问题,如闸身强烈振动和不均匀沉陷,导致闸墩、闸底板、机架桥大梁、交通桥严重裂缝;钢闸门板锈蚀、漏水,没有导向装置和行走轮不转动等问题将会造成闸的抗洪能力降低;闸前、闸后渠道的严重淤积,导致引水效益下降;闸的运行能力、防洪能力的降低,对该闸今后的防汛也产生一定的威胁。

依据《水闸安全鉴定规定》(SL 214—98)以及《黄河下游水闸安全鉴定规定》(黄建管〔2002〕9号)的要求,根据河南开封三义寨引黄闸工程现状调查分析、现状检测成果分析及复核稳定计算成果分析,认为该闸运用指标无法达到设计标准,存在严重的安全问题,不能满足正常使用要求,评定为四类闸。

三义寨引黄渠首闸位于国务院明确的黄河重点固守堤段,承担着黄河大洪水的压力,其安全运用与否,事关黄河防洪安全大局,鉴于该闸为四类闸,按照《水闸安全鉴定规定》(SL 214—98),同意报废重建。

三义寨引黄闸两侧弯道段的堤防(三义寨闸渠堤)是右岸郑州至兰考三义寨重点确保段唯一没有进行堤防加固的堤段。堤防深入临河侧渠堤桩号为0+000(对应黄河大堤桩号129+300)~3+480(对应黄河大堤桩号130+831),其中三义寨引黄闸上游侧渠堤范围为0+000~1+475,渠堤长1475m,下游侧渠堤范围为1+560~3+480,渠堤长1920m。需要根据三义寨引黄闸改建的工程布置确定渠堤堤防加固的范围。