解決河道穿堤涵閘常見問題的探討

□張玉芳 □杜曉晨(河南省豫北水利工程管理局)

解放初期，黨和國家號召全民“興水利、除水害”，可中國百廢待興，經(jīng)濟落后資金緊缺，水利工程投資有限，而且當時工程設計標準較低；施工的經(jīng)驗不足；施工材料、施工設備質量較差，造成工程先天不足，再加上工程管理水平有限，雖然短時間內(nèi)建了不少水利工程，發(fā)揮了一定的效益，但在運行過程中出現(xiàn)了許多問題，同時年久失修，有的涵閘已不能正常使用，需要整修加固，有的已成為險工必須廢棄拆除，重新設計改建。

河道穿堤建筑物是河道的重要組成部分，對河道的防洪、排洪、灌溉起到了相當重要的作用，因此，在發(fā)現(xiàn)和總結其問題的同時，必須做好河道穿堤涵閘的設計、施工與管理。

一、穿堤涵閘容易出現(xiàn)的問題

（一）設計方面

1.設計標準低，滿足不了防洪、排澇的要求。

2.洞底高，排水不暢，不能發(fā)揮作用。

3.上游鋪蓋護坡短、下游海漫短、防滲效果差、尾部沖刷而被淘空。

4.閘下缺少消力設施，沖刷嚴重。

5.無閘房。啟閉設備長期遭受風吹、日曬、雨淋，風化嚴重，影響其壽命，會經(jīng)常發(fā)生故障，啟閉機不靈或漏水，降低了使用效果。

6.啟閉設備多為人工操作，即手動啟閉，使得啟閉速度慢，難度大，不能及時滿足防洪排澇的要求。

7.涵閘頂部河堤路面多為土質，遇到下雨道路泥濘，即使晴天車輪也能壓成深溝，使得工作人員不宜靠近啟閉設備，操作困難。

（二）施工方面

1.施工材料方面原因：由于受到當時整個制造水平的限制，缺乏很好的材料用于工程，使得工程耐久性差，使用年限滿足不了設計年限。

2.施工設備方面原因：往往使得混凝土標號達不到設計標號，填土達不到設計密度等。

3.施工人員方面原因：由于過分追求工期，再加上專業(yè)人員少，缺乏正確的施工常識，監(jiān)督機制不健全，導致質量不能滿足設計要求，降低了工程效益。

二、工程設計

（一）設計原則

本著“安全、實用美觀、經(jīng)濟”的原則，根據(jù)具體情況，綜合分析。比如有的涵閘考慮閘房工程造價會高一些，但它保護了啟閉設備，方便了操作維修和管理，使得整個工程壽命延長了，直接效益和間接效益都得到了提高，那就要有長遠的考慮。

（二）確定涵閘位置時，應全面考慮河堤形狀、地質、進出口位置、施工條件等各種因素。

（三）在平面布置上涵閘中心線與堤防中心線交叉角宜控制在60°～90°之間，盡量做到水流順暢、堤面平直，洞身應盡可能為直線，如確需轉折時，應在轉折處設置平順的曲線段，曲線段的彎曲半徑應≥5倍洞深直經(jīng)（或寬度），轉角應＜60°；曲線的兩端用直線段連接，其長度≥5倍的涵洞直經(jīng)。

（四）涵閘進口應設在涵洞所控制的排洪、排澇面積內(nèi)的較低處，進口端橫斷面應從大到小，做成喇叭口形狀，使水流平順。

（五）出口一定要設置門框，其作用是加固襯砌末端，防止洞臉坍塌。由于出口的斷面較小，流速高，單寬流量大且能量集中，在消能布置上必須使出中水流充分擴散以降低單寬流量。根據(jù)衛(wèi)河、共渠的實際情況采用平面擴散消能為好。邊墻的擴散角繼續(xù)擴散。消力池的深度和長度一定要通過水利學的公式計算(略)。消力池后還應做一段防沖襯護保護河床。

（六）在進行結構設計時，要本著安全、經(jīng)濟的原則，對作用在涵洞上的荷載進行認真分析、必要的組合，一般以正常運用情況作為結構設計的控制情況。

（七）穿堤涵閘同其他建筑物一樣，滲透破壞對其的安全影響也非常大，因此防滲設計也是相當重要的。首先要搞好閘涵所在位置的河堤情況，看它是沙土堤身還是粘土堤身；其次分析該土質可能產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的機理，看是流土、管涌、接觸沖刷還是接觸流土，然后對癥下藥，不同情況做出不同方案，因此治滲不可千篇一律。只有防滲設計恰當，施工質量好，在運行過程中才不致于因滲透破壞影響建筑物的正常使用。

在抗?jié)B設計時，一般從兩方面考慮：第一，涵閘堤身和堤基滲透設計：主要選用粘性土質，加大土質的密實度、邊坡放緩、消除各種隱患等措施；第二，增加滲流流經(jīng)、降低滲流出口比降、降低滲流的破壞能力，一般采用在進口前面河底增加混凝土板，增加進水口兩側擋土墻的長度，所有接縫均防水處理；在出水口兩側采取防滲措施，如增加防滲鋪蓋，布置防滲斜墻等措施。

三、工程施工

（一）保證施工隊伍的素質。要做到這一點，就得采取一定的辦法，如公開招標擇優(yōu)確定施工單位，并簽訂合同，明確各方職責、權益和義務，嚴格按照施工規(guī)范和技術要求組織施工。

（二）健全質量監(jiān)督機構，對每個工程要派有施工經(jīng)驗的工程技術人員負責檢查監(jiān)督。建立施工記錄工作制度，對隱蔽工程及施工中出現(xiàn)的問題和處埋措施都要詳細記載，根據(jù)工程進度及時地組織檢查驗收，不留隱患。

（三）保證建筑材料的質量。施工中的主要材料如水泥、鋼材必須有產(chǎn)品質量合格證和試驗報告。石材要堅硬，不能使用風化料，砂料要選用潔凈的中粗砂。填土料一定要經(jīng)過篩選剔除雜物，含水量大的粘土、淤泥、凍土、膨漲性土及有機含量＞8%、硫酸鹽含量＞5%的土不能作為填土材料。

（四）嚴格各工序的施工控制參數(shù)。填土時一定要分層填筑，分層壓實，控制干容重和鋪土厚度。砌石工程施工時，因混合砂漿中的灰膏為氣硬性材料，只有在空氣中才能硬化，而穿堤涵閘埋設于土下，所以砌石砂漿一定要用水泥砂漿，不能用混合砂漿。混凝土施工時要注意石骨料的實際含水率、配合比、水灰比、混凝土攪拌時間等。另外混凝土應分層澆灌，分層振搗，連續(xù)澆筑，盡量縮短間歇時間，混凝土澆筑層的厚度，澆筑混凝土的最長間歇時間等不得超過規(guī)范規(guī)定值，并做好養(yǎng)護工作。

（五）在施工過程中，要對一些影響涵閘質量的問題進行處理。如混凝土開裂在一定程度上破壞了結構的整體性，致使鋼筋結構銹蝕，承載力降低，影響結構和使用壽命。因此，對混凝土裂縫進行修補非常重要。具體來說：

1.對于細小的穩(wěn)定裂縫，因其對結構承載力無影響，用水泥砂漿加膠涂抹即可。

2.對于裂縫寬度較大且獨立的裂縫，先將裂縫處表面鑿毛，清除浮灰，深刷水泥水，置入鋼筋網(wǎng)、澆灌混凝土，養(yǎng)護達到標準后，進行水泥砂漿造面。

3.內(nèi)部有缺陷和有防水、防滲要求的深層裂縫，選用鉆孔，然后灌入高標號水泥漿。

4.若因外部荷載發(fā)生變化，或設計時鋼筋數(shù)量不足造成構件抗彎強度不夠時，可跨裂縫打斜孔，增加錨接筋，注入高強度漿液，表面水泥砂漿抹平。

對于水斷面糙率要求高的構件，可采用粘貼纖維布防滲的辦法，起到防滲補強的效果。

對于漏水的涵洞和閘門也要及時處理。較大直徑涵洞，人可以鉆進去用水泥砂漿涂抹；若頂部斷裂的涵洞，可在斷裂處用一定厚度的鋼板，下面設支撐柱支撐。洞徑小不能進人的涵洞，可將堤身挖開，取出破損的涵管，換上新管，接頭處一定要增加錨接筋，便于更好的連接，增加整體強度，還可以防止表面混凝土裂縫，然后采用分層壓實法將堤身復原。

閘門漏水時可移動、降低、墊高閘門止水橡皮和岸墻止水面復合，消除漏水現(xiàn)象。啟閉系統(tǒng)使用不靈時，要有足夠的潤滑劑潤滑轉動部件，同時易損件要有備用件，維修工具齊全。

四、工程管理

穿堤涵閘在運行過程中，根據(jù)河流水位、季節(jié)變化情況，對其要定期或不定期的實施觀測，及時發(fā)現(xiàn)問題，處理問題，防患于未然，具體應采取以下檢測措施：

（一）檢測閘房在多雨季節(jié)是否有漏水現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)及時補救。

（二）檢測涵閘周圍河堤是否有蟻穴、滲流現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后及時探明情況以及洞穴走向，及時采取措施堵洞滲。

（三）閘門檢測時，觀測其形狀、閘門運行軌道是否變形，常用的方法是：用鋼尺測量閘門的兩對角線是否相等，或在誤差內(nèi)，用金屬吊墜觀測軌道的垂直度。檢查木件部分是否有蟲蛀腐蝕現(xiàn)象、金屬構件防銹漆是否脫落、有銹蝕現(xiàn)象；可用鐵錘的平面部分敲擊，然后再用錘尖敲擊，如漆皮脫落、掉銹渣，就應及時清理銹蝕部位重新刷漆，如果銹蝕面積較大、較深，就要請專家對其承載力、使用壽命進行鑒定。

河道穿堤涵閘建好后，必須堅持以防為主、防重于修、修重于搶的原則，克服“重建設，輕管理”的落后思想，成立專門的管理機構，實行專人負責，配備必要的生活、管理設施，為保證管理工作的連續(xù)性，可采取分級管理、專管與群管相結合的辦法。多個村共同受益的，由建筑物所在鄉(xiāng)水利站負責，但都必須服從縣工程管理部門的統(tǒng)一指揮，管理人員可由縣、鄉(xiāng)、村三級商定，管理人員經(jīng)費可根據(jù)具體情況，由縣、鄉(xiāng)、村財政補給和自主經(jīng)營創(chuàng)收。

工程結束后應將竣工驗收資料交給工程管理單位，工程管理部門和從事管理工作的人員，必須嚴格執(zhí)行水工建筑物技術管理的各項規(guī)章制度，并按時進行觀測養(yǎng)護，以保證水工建筑物的正常運用。工程管理部門還應根據(jù)《水法》、《河道管理條例》等基本法律法規(guī)，制定出相應的管理辦法，切實做好管理工作。