淺論水閘工程設(shè)計存在問題與建議

陳張華

【摘 要】當前，水利不僅作為農(nóng)業(yè)的命脈，也作為國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的命脈。文章詳細介紹了水閘工程設(shè)計存在的一些問題并進一步對工程運行建設(shè)提出相應建議。

【關(guān)鍵詞】水閘設(shè)計；存在問題；建議

1.偶發(fā)缺陷舉例

1.1忽視反向擋水需求

忽視河槽調(diào)蓄作用，水閘閘門不設(shè)反向止水攔蓄水源。某行洪河道，兼有排泄流域洪水和排除兩岸澇水功能，在兩岸堤防建有許多穿堤涵閘。這些涵閘設(shè)計上主要功能為相機排澇，即河道行洪時關(guān)閘擋洪，河道不行洪時開閘排澇?；诖?，有的涵閘閘門只設(shè)置了擋洪止水，未設(shè)置反向止水，沒有反向擋水的功能。然而，灌區(qū)需要涵閘具備反向擋水功能—干旱季節(jié)關(guān)閉涵閘攔截雨水、回歸水，供下一級灌區(qū)灌溉。工程驗收時，該設(shè)計缺陷成為工程缺陷。管理單位一直努力尋求其他的保水灌溉手段，但控制運用復雜、風險較大、效果較差。

另有一座涵閘，同樣是只考慮了擋洪時止水未考慮排澇時止水，選用了單向擋水鑄鐵閘門，給工程控制運用帶來了很大的風險和困難。該閘在河道行洪時的控制運用方案為：在河道行洪初期不應提前關(guān)閉閘門，防止?jié)乘蠞q過快破壞閘門和門槽，采取分級下降閘門的方式，待洪水與澇水漲平時關(guān)閉閘門；行洪末期應平水開閘，防止洪水退去澇水較高破壞閘門和門槽。這就要求運行人員嚴密監(jiān)視水位變化，及時控制閘門，稍有不慎即可能造成閘門損壞，影響工程正常運行，該閘曾在一次應急反向擋水時發(fā)生閘門軌道崩毀事故。

1.2忽視反向過流需求

平原地區(qū)許多水閘兼有排澇和引水功能，均設(shè)有雙向消能設(shè)施。但在設(shè)計中，有些水閘反向擋水需求不強烈，從而被設(shè)計成單向過流。為滿足反向過流需求，有的水閘采取拋石防沖措施，有的水閘通過加固改造增設(shè)反向消力池。某水閘設(shè)計為單向過流，在遭遇反向水位差時即關(guān)閘擋水，但實際運行中經(jīng)常有反向過流，因此不得不在建成后又另建了一座簡易的反向過流工程。

1.3忽視觀測設(shè)施設(shè)計

垂直位移觀測設(shè)施設(shè)計常見問題主要是水準點、工作基點設(shè)計不滿足《國家一、二等水準測量規(guī)范》（GB/T12897） 要求，觀測不方便，工作基點不穩(wěn)固，選用的水準儀精度不夠、自動化程度低。河道斷面觀測設(shè)施設(shè)計常見問題主要是缺少具體設(shè)計，列出的觀測設(shè)備不齊全； 揚壓力觀測設(shè)施方面常見問題主要是測壓管濾水器設(shè)計基于常規(guī)模式，易堵塞、敏感性差，管口保護措施簡單、保護效果較差，施工技術(shù)要求交代不詳，普遍存在交付使用時堵塞、使用不久就出現(xiàn)失效現(xiàn)象。

1.4忽視交通道路設(shè)計

水利工程交通道路包括防汛道路、對外交通道路、內(nèi)部交通道路等，雖交通流量較小，但承載著防汛搶險、大型設(shè)備運輸、施工機械出入等重負。然而，上述道路通常被認為屬于輔助設(shè)施、次要工程，設(shè)計標準偏低，常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、承載力差、轉(zhuǎn)彎半徑不夠、寬度不能滿足會車要求等問題。一些道路建成后即安裝限高限寬裝置，禁止重載車輛通行；一些道路建成不久即出現(xiàn)裂縫、坍塌，維修不斷，影響防汛搶險和工程運行管理。

1.5忽視自動化設(shè)備穩(wěn)定耐用需求

目前，新建水閘或加固改造的水閘，一般都配置了微機監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)，設(shè)置了水位、開度、揚壓力、電量等數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)了微機集中控制、Web發(fā)布，具備了遠程控制條件。但是，這樣的自動化設(shè)計對工程管理來說有其弊病。一是實用性不大，安全性沒有保障。如一些水閘，一年啟閉不過幾次，甚至許多年只使用一次，閘門自動控制系統(tǒng)沒有實用意義；一些工程設(shè)置閘門群控、遠程控制，由于無法全面監(jiān)視閘門啟閉機運行狀態(tài)、上下游引水狀況，出現(xiàn)異常情況不能實時發(fā)現(xiàn)和及時處置，存在安全隱患。二是可靠性、耐久性不夠，維修成本高。系統(tǒng)不穩(wěn)定，傳感器、攝相機、信號傳輸線路等部件故障多，設(shè)備老化、淘汰快，隨著時間推移，功能不斷退化，漸漸癱瘓。

1.6忽視液壓啟閉機維修難的問題

液壓啟閉機使用久后會出現(xiàn)滲油、液壓油變質(zhì)、雙吊點不同步、閘門下滑等現(xiàn)象。液壓啟閉機進口密封圈額定使用壽命為5 ～ 8 a，超限使用可能破壞，導致液壓油泄漏和設(shè)備癱瘓，影響工程運行，污染環(huán)境。更換密封圈工作量很大，技術(shù)要求較高，費工費時，費用不菲。若液壓系統(tǒng)質(zhì)量較差或設(shè)備安裝達不到技術(shù)要求，其運行故障率將很高，而且排除困難。相對來說，卷揚式啟閉機、螺桿式啟閉機故障率低、運行可靠、維修方便，排除故障費用也較低。

1.7其他缺陷

一些水閘運用中要求閘門維持開啟狀態(tài)，因閘門無鎖定裝置，不方便對閘門、啟閉機進行檢修，如閘門吊座吊耳維修、繩股啟閉機鋼絲繩清洗、螺桿啟閉機螺母更換、液壓啟閉機油封更換等均難以實施。一些水閘工作橋排架設(shè)計為墩墻，不便于閘門側(cè)滾輪、主滾輪檢修。一些閘門、鋼架設(shè)計時選用型鋼配合鋼板組成梁格，但卻忽視了型鋼與型鋼、型鋼與鋼板貼合面防腐需要。有的水閘電動葫蘆軌道設(shè)計時，忽視軌道熱脹冷縮效應，對安裝技術(shù)要求交待不詳，導致工程在經(jīng)歷寒暑交替后，出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)開裂、承重螺栓變形、軌道彎曲等現(xiàn)象。

2.原因分析

2.1對工程管理重視不夠

工程管理設(shè)計缺陷一般對工程安全沒有直接影響，而且在工程交付使用后，多數(shù)工程缺陷可以通過技術(shù)改造、管理方案調(diào)整等措施予以解決或彌補。這種“沒有嚴重后果”的屬性，必然難以引起建設(shè)、設(shè)計等單位高度重視，催生了設(shè)計缺陷時有發(fā)生。

2.2對工程管理的需求和發(fā)展調(diào)研不夠

設(shè)計人員對流域和區(qū)域內(nèi)的工情、雨情、水情、農(nóng)情、城市防洪以及經(jīng)濟社會的發(fā)展等方面情況掌握不全面，易造成功能性設(shè)計缺陷。對次要建筑物、附屬工程不重視，易造成局部標準偏低，耐久性較差。對基層實際情況不了解，對管理單位意見不重視，易造成設(shè)備選用失當，自動化設(shè)計浮華。

2.3對工程管理設(shè)計研究不夠

工程管理設(shè)計有許多技術(shù)問題值得研究。如測壓管如何設(shè)計才能防止堵塞；鋼軌道如何安裝才能消除因熱脹冷縮引起的內(nèi)應力，防止構(gòu)件破壞；閘門頂止水如何設(shè)計才能確保既不漏水又不致撕裂；通航河道上的攔船設(shè)施如何設(shè)計才能攔截大噸位船只，防止船翻人亡，閘門受損……諸如此類，需要設(shè)計單位通過深入研究推出優(yōu)秀設(shè)計方案。但是，這些問題在許多交付使用的工程上有得到較好解決。究其原因，還是設(shè)計方對工程管理設(shè)計不夠重視，不屑于小技術(shù)的研究。

2.4運行管理單位介入不夠

運行管理單位對工程建設(shè)介入不夠是引起工程管理設(shè)計缺陷的另一重要原因。組織方面表現(xiàn)為技術(shù)性不強、專業(yè)不匹配、參與不連續(xù)；工作方面表現(xiàn)為主動性不夠，不能超前謀劃，缺乏責任心。

3.建議

3.1建立“建管并重”機制

將工程管理與工程建設(shè)放在同等重要的位置，出臺政策時重視工程管理，制修標準時兼顧工程管理，審查項目時照顧工程管理，努力在行業(yè)內(nèi)部營造重視工程管理的良好氛圍。在工程建設(shè)時，制度建設(shè)中不降低工程管理要求，質(zhì)量監(jiān)督中不忽略工程管理內(nèi)容，工程驗收中不放過工程管理缺陷。

3.2發(fā)掘工程管理潛在需求

關(guān)于水閘設(shè)計資料的收集，設(shè)計單位有其完整的內(nèi)部管理制度，流程一般包括前期調(diào)查、設(shè)計期間溝通、各階段設(shè)計文件審查、施工期間調(diào)整、各階段工程驗收、設(shè)計回訪等。前期調(diào)查應廣泛開展，組織必要的勘察、觀測、試驗；設(shè)計期間的各階段設(shè)計文件審（下轉(zhuǎn)第397頁）（上接第394頁）查應有熟悉運行管理的技術(shù)人員參加；施工期間發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計單位應耐心傾聽，采納合理意見，優(yōu)化方案，作出設(shè)計變更； 驗收階段發(fā)現(xiàn)問題，應認真研究，能整改的提出整改方案，無法整改的提出彌補缺陷的運行管理方案；設(shè)計回訪應對工程各個部位的運行情況認真垂詢，聽取管理單位的意見，不要因為是小問題而忽視。

3.3運行管理單位主動介入工程建設(shè)

管理單位應在工程前期主動介入工程建設(shè)，組建班子持續(xù)跟進，深入研究工程建設(shè)中有關(guān)工程管理的內(nèi)容，安排技術(shù)人員參與工程建設(shè)，對于工程管理方面的設(shè)計缺陷要早發(fā)現(xiàn)、早提出。

【參考文獻】

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