摘要：擬在長風公共綠地范圍內建設水閘一座，使長風公園與蘇州河連成一體，將外河水引進內河，改善水質，提升生態效益；同時，為將來游艇進出提供預留空間，對水閘設計方案進行比選
　　關鍵詞：蘇州河、綠地、水閘、方案
　　1.工程基礎資料
　　1.1工程概況
　　長風公共綠地工程位于現長風公園南側、蘇州河北側，東、南臨蘇州河，綠地的建設將使長風公園與長風濱河綠地連成一個整體。綠地水閘工程為長風公共綠地的一個子項目。本次新建水閘工程，將綠地人工湖與蘇州河水系連通，為實施長風公園銀鋤湖與蘇州河的連通提供了條件。
　　1.2氣象、水文
　　本地區地處北亞熱帶，屬亞熱帶海洋性季風氣候，多年平均氣溫為15.4℃，歷史最高氣溫40.2℃，極端最低氣溫-12.1℃。
　　蘇州河是一條感潮河流，隨著蘇州河口新水閘的建成，蘇州河水位已受人工控制。根據有關文件蘇州河特征水位為：
　　蘇州河特征水位表單位：m

　　根據長風公共綠地的設計規劃及有關資料，確定本工程內河水位：

　　1.3地質
　　擬建場地35m深度范圍內的土層按其成因可分為6個大層。第①層素填土，土質不均勻。第②1、②2層因填土較厚而缺失。填土下沉積厚層第②3層粉土層。第②3-1層粘質粉土。第②3-2層砂質粉土，土質均勻。第③層淤泥質粉質粘土層缺失，第④層淤泥質粘土層為流塑狀高等壓縮性飽和粘性土。第⑤1層可分2個亞層，第⑤1-1層粘土層為軟塑高等壓縮性土，第⑤1-2層粉質粘土層為軟塑中等壓縮性土。第⑥層粉質粘土層為可塑狀中等壓縮性土。第⑦層砂質粉土為中密中等壓縮性土地下水類型為淺部潛水。
　　2工程任務、規模和級別
　　2.1.1工程建設的任務
　　本工程的任務是通過長風2B綠地水閘建設，提高本地區的防洪除澇能力；溝通南擴綠地與蘇州河水系，根據潮位變化相機開閘引水，調活水體，改善生態環境，同時考慮旅游功能，將來游覽蘇州河的游船通行。
　　2.1.2工程規模
　　長風公園屬于旅游區，根據綠地人工湖的遠景規劃將與銀鋤湖連通，溝通城市水系，綠地水閘有通過游艇的要求，因此根據技術規范，并考慮遠期游艇通航資料，擬定長風綠地水閘的規模為：閘門凈寬8m，底檻高程0.0m。
　　2.1.3工程級別
　　長風綠地水閘的主要建筑物，如閘室、外河消力池、外河翼墻等為2級水工建筑物，其它主要建筑物，如內河消力池為3級水工建筑物，臨時建筑物如施工圍堰等為4級水工建筑物。
　　在工程總體布置中，應考慮以下原則：
　　（1）根據水閘的規模、功能、特點和運用要求，綜合考慮水閘外側已建防汛墻工程、地形、地質、水流、潮汐等因素以及工程布置、對外交通、工程施工、管理和投資等因素，做到布置緊湊合理、協調美觀；
　　（2）滿足本工程的防潮、排澇和水資源調度主要功能，符合綠地整體景觀和游艇通航要求，
　　（3）結構安全可靠、施工方便、運行管理可行，投資省。
　　3水閘設計選擇
　　3.1閘門形式及操作方案設計比選
　　根據長風公共綠地整體規劃設計要求，考慮到景觀、通航、防汛等功能，閘門門型比選了2種門型：橫拉門、下臥門。
　　（1）橫拉門
　　該門型的閘門結構較復雜，需設置一個專用門庫，用于閘門開啟后的存放，同時底板上需預留閘門行走槽。但地面無建筑物，與周邊環境易于協調。此種門型作為節制閘的工作閘門，在局部開啟位置，側向過流水流紊亂，易引起閘門的振動以及對閘室造成沖刷。
　　橫拉門的啟閉機可采用液壓式，也可采用固定卷揚式啟閉機，相對于液壓啟閉機而言，固定卷揚式啟閉機較為經濟，但需采用定滑輪引導鋼絲繩，布置較為復雜，而液壓啟閉機直接操縱閘門更為可靠。
　　（2）下臥式鋼閘門
　　下臥式鋼閘門是在閘門底部安裝一對支鉸，鉸座固定在閘底板上，閘門由固定在兩側閘墩上的一對液壓缸操作，液壓缸推拉閘門兩側的三角形支臂使閘門繞支鉸轉動，實現開啟和關閉。閘門關閉時與水平面成70˚角。閘門采用雙P形止水橡皮，以滿足雙向擋水的要求。由于下臥門是門頂過水，在閘門頂部設破水器，以防止過水時門下形成真空。閘門支鉸由于長期工作在水下，故采用免維護的自潤滑軸承并采用不銹鋼鉸軸。支鉸設計成全密封結構，防止因泥沙進入而降低軸承壽命。
　　下臥門具有結構簡單，布置容易的特點，除河床底部較小的開挖外，地面無任何建筑物，不僅滿足功能要求，而且易于與周邊環境協調。隨著城市建設對水利工程的景觀要求越來越高，下臥門已經得到了越來越多的應用。
　　下臥式閘門的缺點是檢修維護不便，由于支鉸長期在水下工作，易受河水和泥沙侵蝕，且只有排干閘室內的水才能進行檢修和更換，因此一般需在閘門上、下游設檢修閘門。另外應避免門下淤積造成閘門不能完全開啟，影響排澇。故需對河流的淤積情況進行調查分析，同時設置必要的沖淤設施，如在閘底板預埋沖淤管等。
　　3.2閘室選擇
　　本工程節制閘的主要功能是防潮、排澇和水資源調度。根據綠地整體景觀和游艇通航要求，不設啟閉機房。
　　3.2.1橫拉門節制閘方案
　　橫拉門方案需設置地下門庫，無啟閉機房。該閘遠期規劃有游艇通行，不布置工作便橋。內外河側各預留一道檢修門槽，采用臨時設備吊裝。
　　閘首口門凈寬根據使用要求取8m，閘首采用鋼筋混凝土塢式結構，底板坎頂高程與人工湖底高程一致為0.00m，底板頂高程-0.50m，厚1.20m。底板長度根據穩定、防滲要求，取10.00m。垂直水流方向：閘孔凈寬8m，兩側閘墩厚1.00m。地下門庫長12.00m，寬5.40m，門庫基礎厚1.70m。閘首基礎下設深層攪拌樁進行加固。
　　3.2.2下臥門節制閘方案
　　閘室采用鋼筋混凝土塢式結構，底板坎頂高程與人工湖底高程一致為0.00m，底板內河側頂高程-0.50m，外河側頂高程-1.40m，厚1.20m。底板長度根據穩定、防滲和閘門布置的要求，取20.00m。垂直水流方向：閘孔凈寬8m，兩側各設0.40m厚擋墻，以防止進出游艇撞擊兩側液壓缸和閘門支臂，閘墩與擋墻之間設1.0m厚隔墩擱置閘門支臂，兩側閘墩厚1.00m。閘室基礎下設深層攪拌樁進行加固。
　　4.方案比較
　　本工程節制閘的主要功能是防潮、排澇和水資源調度。上述兩種門型均較為隱蔽，上部無排架，與周邊景觀能較好協調。下臥式閘門的缺點是閘室長度較長，占地較大，檢修維護不便，由于支鉸長期在水下工作，易受河水和泥沙侵蝕，且只有排干閘室內的水才能進行檢修和更換，門下淤積易造成閘門不能完全開啟，影響排澇，但下臥式閘門能夠局部啟閉控制流量。
　　橫拉門方案閘室長度為11m，寬度為10m，平面尺寸較小。根據綠地整體景觀設計，由于預留給本工程的布置范圍十分有限，采用下臥門方案將增加節制閘工程占地，對人工湖與節制閘連接段有較大影響，因此占地較少的橫拉門方案更適合本工程的要求。但橫拉門的缺點是不能局部啟閉控制流量，因此在實際操作中應嚴格控制上下游水頭差。同時橫拉門方案閘室工程造價較下臥門方案閘室工程造價節省約50萬元。
　　由于本工程所處的地理位置，且水閘對工程建成后的景觀也有一定要求，經綜合金屬結構與水工專業土建部分共同的比較后，橫拉門節制閘作為推薦方案。
　　
　　參考文獻
　　
　　[1]《水閘設計規范》（SL265-2001）；
　　[2]《水工混凝土結構設計規范》（SL/T191-96）；
　　[3]《水利水電工程鋼閘門設計規范》（SL74-95）；
　　[4]長風公共綠地水閘設計方案；上海市水利電力勘測設計研究院；