1、概述
龍華港河道位于上海市區西南部，西起蒲匯塘下游新道與漕河涇港匯合處，東排黃浦江，是上海市水利分片綜合治理中淀北片的最大排澇口門。龍華港老泵閘位于徐匯區龍華港河道，距黃浦江河口約1.63km，由一座套閘和一座泵站組成，閘孔凈寬12m，泵站流量30m³/s。老泵閘主要功能為防洪、擋潮、排澇、水資源調度及航運（后取消），有雙向過水要求。近年來隨著城市建設的迅速推進和城市功能的不斷提升，龍華港老泵閘無論從泵閘位置還是從泵站規模上看，均已不能適應社會經濟發展的需求。根據規劃，新建龍華港泵閘的閘門寬度保持12m不變，泵站外排流量將達到90m³/s，占了淀北片規劃泵站排澇總流量的近30%。
新建龍華港泵閘距離黃浦江約200m，位于河道的順直段，上、下游均有一定長度的引渠，防洪岸線長度適中，水流平順，適合泵閘的運行，泵閘進出水流條件較好。新建泵閘主要任務是防洪、擋潮、排澇及水資源調度。泵閘總體布置采用“泵+閘+泵”布置形式，即節制閘布置在河道中間，泵房對稱布置在閘兩側；因南側受限制，整體靠北布置。
新建泵閘規模按照規劃規模設計，節制閘閘孔寬度12m，泵站設計流量為90m³/s。泵閘底板為整體式鋼筋混凝土結構，尺寸35×40.6m。閘室底檻頂高程-1.5m（上海吳淞零點，下同），閘門采用中鉸上翻門，不需設啟閉機排架，支鉸設置在兩側閘墩上，為便于檢修，并設在內河常水位以上，啟閉設備為液壓啟閉機。節制閘消力池與閘室結合布置，并在節制閘的內、外河側各設一道檢修門槽。
水泵機組選用4臺單向斜30^o軸流泵，單泵流量22.5m³/s，水泵機組中心線間距6.5m，每側布置2臺，水泵分兩期安裝，一期安裝靠節制閘側的2臺。單側泵房寬度為14.3m，進水池底板頂高程-3.50m，出水池底板頂高程-2.00m。泵房的上部結構為框架結構，橫跨節制閘通長布置，內設吊車梁和橋機，可跨越節制閘閘孔，兩側泵房合用一臺橋機。利用節制閘上部空間作為安裝檢修間，用作水泵的安裝及檢修，減少占地面積。泵站內河側設清污機，安裝平臺高程4.50m，清污機后設一道檢修門。交通橋布置在泵閘內河側，凈寬7m，連接兩岸交通。內河側墻頂高程4.50m，外河側墻頂高程6.90m。
 
2、設計亮點
（1）常規泵閘工程將安裝檢修間布置在端頭，龍華港泵閘外移工程中采用泵閘對稱布置，若按照常規，安裝檢修間需兩端同時布置，則增加泵閘的總寬度。而龍華港泵閘外移工程在設計中將泵房上部的廠房通長布置，節制閘置于廠房內，行車橫跨整個廠房，節制閘上部空間則布置為安裝檢修間，用做水泵的安裝或檢修，從而節省了橫向空間尺寸。
（2）由于節制閘位于中間，若閘室與泵房下部結構各自獨立，則閘室與泵房之間需設沉降縫，閘室布置成塢式結構，從而造成整個泵閘的橫向寬度相對較大。因此，考慮閘室與泵房共用大底板（35m×40.6m），將兩側泵房的邊墻與閘墩合二為一，節省閘墩尺寸。
泵閘共用大底板
（3）常規設計中泵房內機組之間需設置隔墻，以增加泵房下部結構的剛度。龍華港泵閘采用的泵房結構剛度已能夠滿足要求，將隔墻取消，從而增加泵房內的空間，并節省工程量。
（4）老閘拆除位置常規做法是將老閘拆除后新建護岸，而本次設計內閘首則采用上部拆除，下部保留泵閘底板、頂板、墩墻而拆除橫隔板的方案，形成了3孔通水結構，過水斷面滿足規劃斷面要求，頂板布置成景觀平臺，兩側設通行扶梯，兼做人行交通橋。外閘首僅僅拆除上部排架及閘門，交通橋保留，減少墻后開挖及對墻后建筑物的影響，過水斷面維持現狀。
（5）為驗證工程布置的合理性、不同工程布置條件下工程區域流場流態、水流、流速變化情況以及工程運行對黃浦江的影響，設計向有關規劃部門收集了流量水位過程線等有關計算邊界條件，通過建立數學模型，對工程布置進行分析優化，使工程布置更趨合理。并通過數模計算，論證工程規模，分析研究現狀河道規模對新建泵閘功能發揮的限制。
（6）在水泵設計中，根據電機的型式和轉速，在電磁回路、通風方式、機械加工等方面采用有效措施，盡可能降低運行噪音。
（7）在金屬結構設計中，采用中鉸上翻門作為節制閘門型，該門型不需設置上部排架，建筑物高度易于控制，且檢修維護方便，翻起后可直接在其上進行檢修。
（8）為保證在施工期間不斷流，設置了可靠的導流措施。利用北側規劃陸域控制范圍內的現有場地布置導流涵洞，既解決施工期導流的問題，又通過一次布置圍堰，使主體結構同步實施，更有利于控制主體結構的不均勻沉降，縮短施工工期。
（9）考慮到大體積混凝土的溫度裂縫控制問題，提出了部分溫控措施，如優化水灰比，選用合適骨料、低水化熱水泥，摻加外摻劑，降低混凝土澆筑溫度；同時混凝土分層分塊澆筑，澆筑時埋設冷水管，溫度計和應變計進行溫差測控等；
（10）龍華港泵閘外移工程中采用了新型電力專用在線式UPS電源系統，為計算機監控系統提供了可靠穩定的不間斷電源。它由聯成主從熱備方式的二臺UPS組成，每臺UPS正常均工作于在線工作方式，當檢測出交流故障時，系統在無瞬間斷電的情況下，自動切換到由直流經逆變、隔離升壓變、濾波單元輸出，只有當交流、直流輸入均發生故障時，系統切換到電子旁路供電，其切換時間小于4ms。
（11）為保證底板及地基安全，分析底板的受力情況，對泵閘大底板等重點關注的結構進行了三維有限元仿真分析，模擬其施工澆筑過程，進行非穩定溫度場及溫度徐變應力場的研究，考查施工過程及溫度徐變應力場對底板結構受力狀態的影響，得到結構的變形、應力等指標，為底板配筋設計和溫控提供直接的數據支持。
 
3、施工難點
3.1 泵閘基坑圍護施工
龍華港泵閘外移工程中基坑圍護范圍為泵閘主體結構、進出水池及內外河海漫段。現狀地面高程4.50m，圍護結構頂高程定為4.50m，基坑最深基地面高程-5.1m，基坑深達9.6m，為深基坑。根據工程環境保護要求，基坑安全等級為二級，采用灌注樁加鋼管撐體系圍護。
基坑圍護施工主要內容為圍護樁施工、基礎樁施工、土方開挖等。
龍華港泵閘是重要的防渡汛工程，汛期來臨前需具備運行條件，由于基坑圍護工程部分樁基礎需在汛后截流后施工，因此工期十分緊張；內外河圍堰間距離212m，南北兩岸間距離43.70m，整個基坑長度長，跨度大，施工作業面大。根據圍護樁入土深度和支撐系統情況，基坑圍護結構分為四種類型，型式多樣；同時部分圍護鉆孔灌注樁有外露部分，不能一次成型，需要后期接樁，施工流程復雜；工程地處上海市徐匯區，四周環境復雜，基坑開挖后須對基坑采取維護措施，基坑維護要求高。
3.2 泵閘大底板施工
泵閘主體為泵+閘+泵結構，底板尺寸35×40.6m。按照底板頂面及上部結構不同，將底板分為三個部分，其中泵室南側、北側垂直水流方向各寬14.3m，閘室垂直水流方向寬12.0m。泵室底板底高程-5.0m，最高處底板頂高程-1.30m，最大厚度3.70m（集水井部分除外）。閘室底板底高程-5.0m，最高處底板頂高程-1.50m，最大厚度3.5m，底板屬大體積混凝土。底板施工主要包括鋼筋加工與安裝、預埋件安裝、止水片連接與安裝、模板加工與安裝等。
底板澆筑為整個泵閘工程中單次澆筑方量最大、強度最強，時間最長的倉位，為保證大底板混凝土澆筑質量，防止產生裂縫，澆筑前，優化混凝土配合比，減少水泥用量，降低延緩混凝土水化熱和溫升并對全體施工人員進行全面的技術交底；澆筑過程中，利用時空效應降低混凝土入倉溫度，在此基礎上，通過摻入防滲纖維UF500材料和HEA膨脹劑來提高混凝土抗裂性能，并加強施工現場的指揮調度及交接班；澆筑后，采取蓄熱保溫的養護措施，澆筑好的混凝土覆蓋塑料膜一層，麻袋片兩層，再上覆一層彩條布，并加強溫度監測，對溫差過大的地方，采用澆水或增加覆蓋層的方法來控制溫差，進一步保證混凝土的質量。
3.3 安裝工程
安裝工程包括泵站管道安裝、水泵安裝、鋼閘門、啟閉機安裝、清污機安裝、高、低壓配電柜安裝、控制柜安裝、控制系統安裝、儀表安裝、電纜敷設、照明器具安裝、橋架安裝、泵閘紫銅止水安裝、泵閘小型預埋件安裝等。
新建泵閘主要的安裝工作集中泵站內，施工總體遵循由深至淺、與土建施工同步的原則，配合土建施工做好基礎和預埋件安裝。二臺水泵的安裝采用流水作業法，交叉施工，避免相互干擾。合理安排管件進場，尤其是某些部件有預裝檢驗過程和設備的清洗，要留有足夠的平臺位置擱置管件。嚴格防止吊裝和設備安裝調整在同一臺設備上同時進行，避免出現安全事故。基礎部件安裝時須考慮混凝土的強度，必要時對該部位進行混凝土基礎的強度校驗。
3.4  管理樓基坑圍護和基礎施工
綜合管理樓位于泵閘西北側，其下有2根已封堵的施工導流涵管，管理樓北側為陽光房產的鋼筋混凝土高擋土墻。管理房基礎導梁設計高程3.8m，基槽設計深度2m，根據規程基坑等級為三級。基坑圍護采用Ø800,L=10m@1m的C30鉆孔灌注樁。綜合樓基礎采用Ø60 0,L=26m的C30鉆孔灌注樁。基坑圍護和基礎施工主要內容為圍護樁施工、工程樁施工、基坑開挖等。
由于管理樓的基槽離陽光房產混凝土擋土墻最近約1.8m，擋土墻后填土高度3m，墻內還布置有市政管線，因此給管理樓的基礎施工帶來了很大的難度；同時龍華港泵閘是徐匯區迎世博重點項目，整個工程須提前于2010年世博會前完工，綜合樓基坑圍護以及基礎處理為關鍵線路，工期相當緊張；其次，新建綜合管理樓位于北岸陽光房產擋土墻與新建防汛墻20m范圍內，場地小限制了施工機械的調配，綜合樓所處位置原先為碼頭，地下障礙物眾多，給灌注樁施工帶來了很大的施工難度。工程處于上海市徐匯區世博會周邊地區，四周環境復雜，對灌注樁施工和對文明施工有很高要求。
 
4、小結
新建龍華港泵閘與2008年開工建設，經歷了3年的汛期以及2010年的世博會，目前基本建成但尚未進行完工驗收。龍華港泵閘的建設期間外界因素變化較多，設計方案及施工計劃需及時進行調整以適應外界變化。本文對龍華港泵閘的設計施工進行了簡單小結，希望能為類似工程的設計施工提供借鑒。
 
5、參考文獻
1、《龍華港泵閘外移工程初步設計報告》（上海勘測設計研究院，2007年10月）；
2、《龍華港泵閘外移工程施工圖》（上海勘測設計研究院，2009年04月）。