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大会战 万吨浮闸锁东河

发布时间: 2006年05月31日   来源: 中山政协   作者:张关廻  
[center][B]有关浮运水闸的简介[/B][/center]   在记述东河全自浮运水闸设计施工之前,先把浮运水闸作简略的介绍,使用权未了解这一事物的读者有一个初步认识。   [B]1. 浮运水闸的概念[/B]   浮运水闸是按水闸的设计要求,先在预制场分组制成水闸主体基础可浮运的箱体结构,然后移到闸址沉放、连接,再按标准加工而成的水闸。它的主要优点是:1节省土方工程量;2由于不用筑围堰断流,既保持原河筑闸的优点,又不妨碍农田排灌用水和交通运输;3可以减少占用土地面积,及围堰施工防卫的凶险;4可以组织专业队伍长年施工,不受时间和水情影响。浮运水闸在设计和施工技术上比一般的现浇水闸工程难度大。设计时,要特别审慎考虑预测、浮运、沉放等过程可能出现的技术问题,因此,是在一定条件下才适宜采用的,例如河道宽阔顺直,水头差不大,围堰困难等。我国目前采用的浮运水闸有两种结构:第一种是半自浮运,要在闸墩上下游两端加设一定高度和体积的封口空箱体,增大排水体积,使水闸能浮起拖运;第二种是靠水闸本身的箱格结构增大排水体积,使用权它能承受全闸的重量而浮起拖运,称全自浮运闸。从水闸浮运部分预测到沉放连接,称为第一期工程,跟着继续加高至设计高程,进行闸墙和护坦处理,安装闸门及开头设备等,称为第二期工程。浮闸的沉装均采用充水下沉法。半自浮式多采用进水孔入水下沉,而全自浮式则采用水泵注水下沉。全自浮式则采用充水量较少,用人工操控水泵,掌握各仓充水量,使用权浮闸平稳下沉,安全稳妥。   [B]2. 预测场地的设计和施工[/B]   预测场的设计标准是根据浮闸设计浮运水位和吃水深度,以及水闸预制场最好靠近闸址附近,便于管理和拖运。预制场标高还要考虑水闸浮起离底有一定的安全高度,才能安全拖运。为使用权工程既安全又经济,应根据当地潮汐变化情况设定标准,一般设定浮运低潮沉放计算,这样既可以节省预制场土方量又能减少预制期地基反力大小,适当地处理,并浇筑10~15厘米厚混凝土,面上铺一层防粘隔层(如尼龙薄膜),浮闸即可预制施工。   [B]3. 闸址基础处理问题[/B]   浮运闸址基础处理比实地建闸困难,因在水下进行,看不见摸不着。好在浮闸均匀轻型结构,地基反力小,所以基础只作简单处理,用挖泥船挖至要求深度,再换沙扒平就可进行浮闸沉放。有的采取预留沉降高程30~50厘米,待日后慢慢沉至设计高程。   [B]4. 全自浮闸结构[/B]   为使用权自浮运时吃水度控制到小于底板厚度,并留有安全高度(即露出水面部分),因此在结构上应采取相庆措施,将底板和闸墩做成空箱式,这样就有一个结构布置问题,它和一切建筑一样,既能满足强度要求,又满足刚度要求,考虑整体良好,还要考虑施工方便。因浮闸在浮运及沉放时受力情况十分复杂,设计时都要考虑周到,这样才能立于不败之地。   充水问题:浮闸下沉是靠充进箱内的水量实现的,分仓充水是控制浮闸稳定下沉的有效方法,仓分得细一点效果会更好些。为使浮闸在下沉倾斜的时候,箱内水不会向一边倾倒,各仓就一定要互不渗漏,这样有利于在挑起的一边的仓继续充水,控制平衡。为减轻自浮闸重量,把闸墩做成空心的,这是结构上之需要,又作沉放时充水,排气的通道,同时因浮闸太轻,沉装和加高后仍达不到抗滑安全要求,所以利用空心闸墩填沙入底板空箱内,以增加浮闸整体重量,满足抗滑安全要求。 [center][B]东河全自浮运闸的设计和施工[/B][/center]   [B]1. 工程设计[/B]   东河水闸工程是中顺大围最后一项闭口工程它担负全围几十万亩农作物的排灌,捍卫围内中山市城区和农村八个镇,是中山市水路交通的主要通道,因而此闸非建不可。1972年西河口水闸竣工后,县委决定开始建设东河口水闸。根据省市规划组计算工程规模,闸宽150米,闸底高-5。5米(珠江基面,下同),最大排水流量1020立方米/秒。当时年货运量150多万吨。河道顺直,实测河宽183米,水深6~7米,流速0。6~1。0米/秒。兴建如此大型工程,究竟采用哪种施工方案?成为工程设计探讨的首要问题。   在当时县革委会的领导下,组织全休技术人员到汕头、湛江地区和番禺县参观学习,吸取外地的成功经验,结合我们的具体情况,制定设计方案。同志们提供了3个设计施工方案进行比较;第一方案是在原河围堰实地兴建,新开始临时排灌交通河道;第二方案选择一实地兴建,改变原河流向。这两个方案是过去一贯采用的施工方法,施工有经验,但都存在土方量大,占用土地面积大,相应工程费也多等弊端。且第二个方案使河道弯曲,增加水头损失,不利排灌交通,不是理想方案;第三个方案是采用全自浮预制沉放拼装法。经论证比较,同志们一致认为该方案优点很多,能保持原河顺直,排灌交通便利,占用耕地小,可节省大量人力物力和财力,是符合多快好省的社会主义建设路线。但那时全国没有先例可考,既无经验又无借鉴,能否成功没有十分把握,人们思想有所顾虑。我们正在酝酿工程设计时,得到县革命委员会主任袁炳焕同志的大力支持,他说该方案已得到县委的认可,和围内广大人民群众的拥护。认为这是破除迷信,解放思想,敢闯新路的伟大创举。鼓励我们实事求是放胆去做,并说“成功了有你们的功劳,失败了县委负责。”地方最高领导人这么一说,大家犹如食了“定心丸”,信心倍增,决心全力协助地为全自浮运水闸设计施工闯出一条新路。   有党的撑腰,路线方针既定,工作开展有了明确目标。全自浮运水闸结构形式和主要尺寸,经过全体技术人员讲座制定后,分工由张庆灵、麦月初两人负责结构的具体计算和施工管理,由于当时资金和钢材都非常紧缺,所以同志们在计算时想方设法,由原来采用多跨连续板计算,改为四边支承板计算,这样,单八组浮闸预期就节省钢材50多吨。   东河水闸从流量和规模都属大型水闸,规划时按150米计算。为安全起见,县委领导要求加大10米共160米,分32孔,每孔5米,设计分八组预制沉接,每组4孔,闸底板厚度2。5米,里面箱格式,上下板及肋梁厚度均为0。15米,预制期闸墩高度,前后鱼咀部分为5。5米,支梁处7。3米,每组闸底板横向25米,流水方向17米,总面积25*17=425平方米。每组闸的吃水深度。预制场还需考虑安全吃水深度2。311*1。05=2。42米,故浮闸空箱底板厚度2。5>2。42米。水闸利用空箱底板的排水体积完全可以浮起来。   设计浮运水位0。8米,沉放水位-0。5米,东河浮闸预制场设计高程2。5-0。8=1。7米,再加浮运安全超高0。5米等于1。7+0。5=-3。2米,所以在0。0米地在需挖到-3。0米,换沙0。7米浇筑0。1米混凝土铺盖,经试压满足预制期地基反力要求。   闸址基础开挖也同时进行。沉放闸址横向需210米,流水方向40米(包括前后护坦),原河面两堤边相距只有183米,所以两边提岸都要扩宽挖深。原河底最深处—5.5米,闸底设计要求8.0米,除预留沉降提高0.5米,即要挖到—7.5米,而我县当时没有这样长臂的挖泥船,故请当时佛山地区疏浚公司从荷兰进口的两艘长臂绞吸式挖泥船支援闸址开挖。土方挖完后还要检查基底是否平整。检查方法是用一条长10米,直径40毫米钢轴,两端各竖一竹杆,将钢轴放下闸基底用小船慢慢拖动观测深浅度,发现少量不平整的,由潜水员作水下操平处理,若大面积高低差的要重挖或用泥砖抛下填平,这样往返多次直到基本平整。我们为了慎重起见,再用测深仪全面检查一次,测得深浅相差不大于20厘米才开始浮闸沉装施工。   [B]2.浮闸预制施工[/B]   1972年秋开始浮运闸预制施工。原计划由港口和古镇公社组织民工承担预,由于民工技术水平低,而工程结构复杂,放工难度大,因而进度缓慢,眼看时间紧迫,要在1973年3月底完成浮闸预制工程是不可能的,县革委会及时组织了工农大会战,把中山县当时建筑技术水平最高,力量最雄厚的岐建(即现在一建)、房管建、小榄建、永宁建、南头建等建筑队伍拉到工地,每个队负责一组浮闸预程,其中岐建、房建任务多些,一律限期完成。农民负责土方工程以及船闸土建工程。13米宽船闸一定要在3月初通航,以便封闭原航道作沉闸准备工作。每组浮闸预制混凝土量约390立方米,浇制成复杂的空心连体箱格和闸墩,其厚度只有12~15厘米,所需模板特别多,施工比较困难。在那历史岁月,各建筑队不讲工价,民工不计报酬,以无私奉献的精神忘我工作,一心一意地去完成工程任务。工地上日夜奋战,灯光通明。经过一连80天艰苦紧张而有序的施工,各建筑队完成任务后退场,八组浮闸预制竣工。每个参加工程建设的建筑队后来得奖一面”工农大会战,万吨浮闸锁东河”的大锦旗。同盟时由县物价科根据指挥部提供的工程量计算,每组浮闸补助几千元给建筑队支付工人工资。   [B]3.浮闸沉放[/B]   在船闸已通航,浮闸已预制好,浮闸址基础已挖完搞平时,在指挥部指挥冯以和(已故)同志主持下,召开沉闸工作会议,确定沉放日期,人员分工,解决沉闸的一切事宜。为了加强后勤工作的领导,抽调当时县委宣传部长陈占勤同志专抓后勤工作,组织消防车队,人民医院医疗抢救车队到工地待命,并设流动抢救船在河段上,跟齐浮闸拖动。当各项准备工作基本就绪时,预制场靠近船闸出口航道边的围堰突然崩塌。当时正下着小雨,汹猛的洪水加借东风之势直冲场内。靠近崩口外的三组浮闸,底板空箱板模出口尚未封闭,洪水从缺口灌入箱内,使三座浮闸原地不动,其余五组即被洪水浮离底,随流水飘移,互相碰撞,撞击声如鼓鸣炮响,情况非常危急。我们一方面派员用绳缆把浮闸固定好;另一方面立即组织民工趁水平时堵口复提,事后对各组浮闸抽干水检查,幸好闸都没有被撞坏。   第一组浮闸出场日期,我记得是1973年4月16日上午9时,在闸上指挥的有冯以和、方光容、黄桂山等领导同志,技术人员有李文解和我分工负责定线定位,掌握水位流速,向指挥供技术数据,由指挥发出命令注水沉装。分工由张庆灵、匡弈谋(已故)两同志负责每组闸出场前的一切准备工作。例如门斗安放,空箱封口,工作桥上扶手拦杆,设指挥台等工作。当浮闸出场的时候,四面红旗招展,歌声嘹亮,鞭炮齐鸣,两岸参观的群众拍手欢呼。浮闸出场后齐着水流由小船拖到沉放闸址上固定。此时正是涨潮高峰,须等低潮时沉闸。上面已经提过,我们对全自浮闸沉放没有十分把握,事前我们与省航道局起重队商量好,请他们协助拖运、沉放,以及潜水人员下水检查,闸门安装等工作。起重队古队长和林副队长坐镇指挥,为使浮闸稳定下沉。起重队使用6艘每艘40吨拉力机锚艇,前后拉紧固定。当时我县属佛山地区领导,故电局梁培荣(已故)主任工程师和缪鉴行工程师也来指导工作,一起坚持到完成最后沉闸任务。浮闸定位后正是中午时候,除留下小量人员值班外,其余人员回去休息。晚饭后再集中到浮闸现场,等待水位下降到—0.5米时开始沉放。此时大家心情都非常紧张,难料浮闸下沉时会出现什么情况。天慢慢黑暗,时间约在晚上7时左右,当水位接近—0.5米,流速0.7米/秒时,我请示冯指挥是否可以开泵充水沉闸。少时,指挥台下令行动,我即通知开动靠近浮闸前后的6台水泵。随着水体冲入闸箱,浮闸慢慢下沉。当时闸底面高出水面只有10多厘米,当水面淹过闸底板面时,浮闸突然动荡起来,接着整组浮闸向前倾斜下沉,在闸顶上指挥的人员也站立不稳,现场观众也吓了一身冷汗,为我们的安全担心(如图一示)。当闸前底板着地时,闸后底板便挑出水面,我们立即采取果断措施,采用软胶喉向闸后仓格灌水,在水体重压下浮闸才慢慢沉到底。由于闸前受压时间长,浮闸前后高差0.5米,同时中轴线也不对。尽管全部拉力机一齐发动,钢丝绳拉到绞出油,而沉闸依然分毫不动。此时人们心情沉重,很多人认为浮闸沉放失败。指挥部连夜召开技术人员会议,研究处理方法,鼓励大家坚定信心,分析原因,多想办法,一定要把沉装工作做好。该闸在设计时,我们已考虑到没有实践经验,第一次下沉时不一定落得准确位置,因而在结构上做到可以把箱内水抽出,使闸再浮起再充水下沉的可能性。在起重队古长的大力支持下,全体技术人员都有信心令沉闸再浮矫正!经过科学观测,浮闸在浮运时是稳定的,当水淹过底板面时是不稳定的;当浮闸沉到接近基底时又是稳定的。原因是浮闸的重心和浮心间的关系,倾斜下沉是不可避免的。只要下沉后将箱内水抽出一些,使浮闸离底10~20厘米时,这样可以用拉力机将它定好位再充水下沉。因此,就要有两套水泵,一套冲水下沉,另一套从箱内将水排出。经计算臬内水位在1.0米时,浮闸重心在浮心之下,水闸是稳的,有了科学根据,信心更足,跟着做好再战准备。当会议开到深夜2点钟结束时,冯指挥马止打电话通知后勤部门,明天上午运6台潜水泵到工地。4月17日下午6台7米扬程潜水泵安装好,候潮水退到前后鱼咀露出水面即开泵。当箱内水深还未抽低于1.0米时,潮水又涨,淹没出口,功夫白做。指挥又连夜召开会议,分析原因:主要是潮汐间可操作时间短,水泵流量不够大。当即决定再增加6台潜水泵,18日晚再战斗。由于有了实践认识和物质保证,第三天取得预期成功,浮闸悬浮于水中。于是把它移开,抛下泥砖将被压低的闸基底补平,跟着再定位充水沉放。这样花了3天时间才沉放了一组,尽管沉放后浮闸前后高差10~20厘米,不尽理想,但于工程无大碍,待日后加高时想办法执平。   19日继续进行第二组沉放,吸取第一组经验,为避免压坏闸基,将浮闸后后移5~6米沉放。充水前全部人员离开浮闸,待全部下沉到底后,再抽轻空箱内水体,使闸体浮离底10~20厘米后,再拉移定位充水下沉。但是在抽水时,由于没有人掌握箱内水位,使其中一边闸墩内水抽多一些,浮闸重心不平衡,突然从西南边横向挑起(图二所示)。这种情景比前后倾斜更危险,如不及时处理,连闸墩也会折断倒塌,造成人员伤亡和浮闸报废等重大事故。以冯以和同志为首,我们几位技术人员紧跟着,马止爬上挑起那头,指挥用胶管接驳,迅速充水压平沉底。此时已是深夜1点钟,潮水又涨了,不难继续施工。指挥部又即时召开会议,分析原因主要是没有人掌握各箱水位。于是决定抽调6人掌握每台水泵控制各箱内水位。这次教训使我们认识到,干什么事情都要考虑各种不利因素,要做到有充分准备,才能立于不败之地,在这4天日夜紧张的奋战中,出现如此惊心动魄的镜头,有如冲锋陷阵于战场,参与者心境久未平静。冯以和同志即向正在佛山开会的袁炳焕主任汇报。袁主任即回话慰问和鼓励大家,并派当时任县委副书记的刘文耀同志到工地加强领导。   20日在充分准备的情况下,晚上继续开泵操作,当各占水位抽到1.1米时暂停,观察各部情况没有变化时,再继续抽几厘米,箱内水位达到1.0时,浮闸慢慢浮离底20厘米左右,由古队长发出命令,全部拉力机开动拉闸定们,当拉力机将水闸拉到中间轴线时,由于受到水流阻力以及钢丝绳也有回弹现象,尚待调整校正时,刘总指挥突然下令充水解缆,结果第二组沉下与第一组轴线相差30厘米。当时冯以和同志木无表情,眼睁睁也无话可说,我们工务组全休同志也啼笑皆非,耳语纷纷。第二天上午,刘文耀同志亲自到我们工务组工棚来表示歉意,并作了一翻解释后即回石岐了。   21日第三组照常进行浮运,也是白天浮运晚上沉放。由于有第一、二组的实践经验,我们已熟悉浮闸下沉的特性,虽然同样倾斜下沉,但我们运用掌握充水量控制平衡的办法,沉放非常顺利,而且比第一、二组沉得水平垂直。同志们都非常满意,尽管已连续6天夜以继日地工作,依然精神拌擞,干劲十足,信心更大,第七天第四组闸同样顺利沉放好。第八天由于高潮汐已过,没有高潮水位供浮闸出场,故指挥部决定,临时放假几天,定天4月27日再集中,待下个高潮期再继续沉放第五至第八组。在浮闸沉入过程中,真正体现”实践是检验真理的唯一标准”,我们经历了从实践到认识,再实践再认识的过程,通过认识的飞跃得到了真知。所以,在4月28日、29日都顺利沉放好一组。4月30日,为了向”五一”国际劳动节献礼,同时考虑到水情变化,下日潮位高虽能满足浮运,但没有低潮位,同样不能沉闸,所以当天我们连续将两组浮闸拖运到闸基上,晚上当水位下降到—0.4米水位时,提前充水下沉,第七组沉放好后,紧接进行第八组闸沉放,连续通宵作业,战斗到”五一”国际劳动节上午八占钟,全闸160米,八组闸胜利沉放完成。   那天庆祝”五一”节暨沉闸工程胜利完成,整个工地雀跃沸腾,民工到广播室,演唱既时创造的民歌,赞颂伟大的祖国伟大的党,唱扬群众的创业精神和无私奉献事迹。足足唱了一个上午。可惜时隔太久又没有记录,歌词都忘记了。东河浮闸沉装完后,汛期既临,洪水逐渐上涨,闸墩鱼咀处每天都被洪水淹过,无法进行加高工程,有待冬天低潮时再续动工。由于浮闸是轻型结构,抗滑不够安全,所以安排民工用小艇运沙从闸墩空格充入,每组需入沙350平方米,以增加浮闸重量,使抗滑安全系数达到1.1的要求。同时前后护坦进行抛石处理。此后二期工程顺利进行,全闸工程到1974年5月4日竣工剪彩。第二天《南方日报》头版头条刊登工程竣工剪彩情况,并会全闸照片。事后全国各地水利部门接续不断来参观,东河工程并得到第一届全国科学大会先进设计奖状。   东河浮闸工程设计是在1971至1972年之间,是处在文化大革命中期,很多机关业务尚未恢复,大批科技人员还在”五七”干校劳动,所以东河浮闸工程设计施工,未有进行模型试验,凭主观愿望往往是会吃亏的。全靠党的正确领导,有上级技术部门的支持,以及勇于实践的水利技术队伍,和勤劳勇敢的广大民工,敢作敢为,敢于走前人未有走过的路。建 闸过程虽有曲折的问题,但整个施工过程没有人员因工程事故伤亡,最后取得完满成功。这也是孙中山故乡人敢为天下先之又一例证。工程完成后当年就发挥工程效益。二十多年来捍卫几十万人民安居乐业和几十万亩农田免受洪水的台风暴潮灾害。   以上是我参与东河口水闸建设的亲身经历,由于文化水平关系,只能把浮运闸工程设计和施工过程回忆概述。文章的层次编排和文字组织当有不足之处,有劳编缉者加心理顺。有错误地方,诚盼知情都不吝教正。这里多说一句,因为各年代的建设标准,决定于其经济的技术条件,所以东河口水闸的始建,只能满足当时的要求。须知建闸前中顺大围内工农业总局产值不足3个亿。而现在忆达400多亿,显然东河浮闸已不能满足增长百多倍产值的大围安全标准要求。因此,市政府于1998年对东河水闸进行重建,现在新闸既将竣工。                                  2005年5月