汾河灌區(qū)中水閘的病險失修狀況及處理措施

張海忠

（山西省汾河灌溉管理局 山西祁縣 030900）

灌區(qū)水閘作為一種低水頭水工建筑物，具有節(jié)制、蓄水、灌溉等作用，在山西省水利工程中應(yīng)用較為廣泛，為山西省工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的繁榮穩(wěn)定起到了重要作用。汾河灌區(qū)的干、支兩級水閘大多建于上世紀(jì)70年代，其主要功能是節(jié)制分水及組織排退水，服務(wù)于農(nóng)業(yè)灌溉及部分工業(yè)用水。目前干、支兩級渠道及水閘經(jīng)多年改擴(kuò)建及新建已經(jīng)大部分翻新，但有小部分水閘還有老化失修帶病運行的情況，而且已經(jīng)成為防洪的安全隱患。

1 灌區(qū)水閘病險失修類型及危害

汾河灌區(qū)的病險失修水閘主要有以下幾種類型：

（1）原有舊閘室主體混凝土深度碳化，強度下降，表面局部剝落、裂縫，鋼筋外露銹蝕，有個別水閘已影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。

（2）附屬工作橋、交通橋有超齡服役危橋，影響工程安全運行和管理。

（3）啟閉機室破損，無法有效保護(hù)啟閉設(shè)備，加速了設(shè)備老化，影響工程管理。

（4）鋼閘門銹蝕、變形、止水失效，蓄水時漏水嚴(yán)重，啟閉困難，影響工程正常運行；啟閉機設(shè)備老化、零件破損變形，有帶病運行情況。

（5）水閘上下游附屬建筑物，如消力池、連接段、護(hù)坡等有水毀現(xiàn)象。

產(chǎn)生上述病險水閘的主要原因是主體超齡服役，其次是管理不到位及人為破壞。

2 水閘除險加固方案

針對汾河灌區(qū)水閘存在的問題，可采取如下主要工程措施進(jìn)行除險加固：

（1）重建四類水閘工程。

（2）擴(kuò)建防洪標(biāo)準(zhǔn)低的病險水閘。針對工程防洪標(biāo)準(zhǔn)低的病險水閘，可對其擴(kuò)建，增加閘孔，加大過流能力。擴(kuò)建后，大型水閘設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到30～50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100～200年一遇；中型水閘設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20～30年一遇，校核防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50～100年一遇；且校核洪水標(biāo)準(zhǔn)不低于灌區(qū)所在河道防洪標(biāo)準(zhǔn)。

（3）加固閘室主體結(jié)構(gòu)。對存在雨水侵蝕嚴(yán)重、混凝土表層剝落、鋼筋外露遭銹蝕以及碳化較嚴(yán)重的混凝土結(jié)構(gòu)采用補強措施進(jìn)行加固；對整體性破壞嚴(yán)重的，特別是砌石結(jié)構(gòu)的，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行更新加固。

（4）修繕或重建、補建啟閉機室等閘室上部結(jié)構(gòu)。水閘建設(shè)年代較早，一般均建有啟閉機室，但大多已出現(xiàn)墻體裂縫，屋面漏水等問題，難以有效保護(hù)啟閉設(shè)備，影響管理運行，須配合啟閉設(shè)備更換進(jìn)行拆除重建。

（5）加固、重建閘室上下游水毀工程。該閘上下游護(hù)坦、消力池、海漫等設(shè)施如已損毀，按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行加固或重建。

（6）加固或重建工作橋、交通橋。針對工作橋主梁裂縫、橋面破損、欄桿缺失等現(xiàn)象普遍存在的情況，根據(jù)水閘具體結(jié)構(gòu)及要求，選擇鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)對工作橋進(jìn)行加固或拆除重建。閘室附屬的交通橋，不論是公路橋還是農(nóng)橋，普遍已成危橋，但由于其依附于閘室，加固后大多數(shù)難以達(dá)到其所在交通道路現(xiàn)行的荷載標(biāo)準(zhǔn)要求。可大部分拆除重建，少量加固維修。

（7）加固或更新閘門。將所有木質(zhì)閘門更新為鑄鐵或鋼閘門；對僅表面銹蝕、止水破壞的，進(jìn)行除銹鍍鋅防腐，更換止水；對閘門結(jié)構(gòu)尺寸及應(yīng)力不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，甚至已發(fā)生變形的，根據(jù)其損壞程度，充分利用現(xiàn)有閘門材料對其加固更新；根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求補充檢修閘門。

（8）加固或更新啟閉設(shè)備。目前啟閉設(shè)備主要存在容量不足、設(shè)備老化、損壞失效等問題，可充分利用現(xiàn)有設(shè)備材料的前提下，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求對其進(jìn)行維修加固或更新。

（9）更新電氣設(shè)備。對老化嚴(yán)重的供電線路，依據(jù)相關(guān)規(guī)范、規(guī)定加固更新；對配電、控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求更新。

（10）補充更新工程安全監(jiān)測設(shè)施、水情測報系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范增補更新工程安全監(jiān)測設(shè)施。

目前水閘氣象水文及洪水情報只能依靠當(dāng)?shù)貧庀缶痔鞖忸A(yù)告及汛期的防汛電話獲得，水情測報工作絕大多數(shù)未開展，加固規(guī)劃可根據(jù)各水閘工程規(guī)模，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行。

（11）加固附屬閘室及近閘堤防。為保證水閘工程整體性，應(yīng)對水閘連接段的渠道工程進(jìn)行加固及局部變截面處理。

（12）修繕管理用房，增補配套交通、通訊工具。

3 工程施工及管理

灌區(qū)此類工程一般包括節(jié)制閘及分水閘的改造，施工區(qū)布置應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H施工條件、工程特點統(tǒng)一布置規(guī)劃，為減少施工臨建和投資，應(yīng)盡量考慮與已建永久管理房屋相結(jié)合并租用部分民房。局部工程量不大，多處可同步進(jìn)行施工，一般先上游后下游，先土石方工程后防滲工程。

3.1 施工導(dǎo)流

山西省干旱嚴(yán)重地區(qū)，汛期時間較短。屬于此類工程施工安排在非汛期施工，工程施工中僅需排除區(qū)間非汛期洪水，洪量不大，攔河節(jié)制閘可分孔施工，先圍護(hù)4孔，施工完成后，再圍護(hù)另外4孔完成施工，其余閘室基本不受洪水影響，做一些簡單圍護(hù)即可。

3.2 施工進(jìn)度

由于此類工程基本為改建工程，總工期一般擬定為1年，工期應(yīng)盡量安排在用水空擋期間，個別應(yīng)急工程可考慮冬季施工。

3.3 主要施工方法

土方開挖：渠道開挖采用1 m3的反鏟挖掘機推土機配合開挖，輔以人工修整邊坡，用8 t自卸汽車運輸至填方渠段或棄土場，還可用于巡渠路路基回填；建筑物土方開挖，采用1 m3的反鏟挖掘機挖土，用于回填料，在挖槽兩側(cè)就近堆放，多余土料由8 t自卸汽車運至棄土場。

土方回填：在填方較大的渠段，采用推土機或振動碾分層碾壓，達(dá)到設(shè)計要求。對小面積的填方部位，采用蛙式打夯機分層夯實。

混凝土施工中，閘室及交通橋等結(jié)構(gòu)重點部位，應(yīng)全部采用商品混凝土，其余部分采用0.8 m3移動式混凝土攪拌機拌和，杜絕人工攪拌混凝土的使用?，F(xiàn)澆混凝土入倉由溜槽泄入倉內(nèi)，垂直運輸可采用吊灌及地泵等因地制宜的方式；預(yù)制件在各施工點集中預(yù)制，由載重汽車運輸至工地，安裝由汽車起重機吊裝，人工輔助。

預(yù)制混凝土板施工：渠道襯砌預(yù)制混凝土板就近現(xiàn)場預(yù)制，8 t載重汽車運輸，5 t汽車起重機吊運安裝，人工砂漿砌筑。

防滲土工膜施工：土工膜均采用人工作業(yè)。土工膜的拼接采用焊接粘結(jié)，雙道焊縫，焊接時疊合寬度為12 cm，土工膜鋪設(shè)完畢后應(yīng)及時鋪防護(hù)土層，施工中要注意接縫處理以及防止下道工序?qū)ν凉つさ膿p壞，以保證防滲效果。

漿砌石拆除采用破碎機拆除堆放，挖掘機挖裝，自卸汽車運輸至棄渣場。

砌石（塊石或預(yù)制混凝土構(gòu)件）工程施工采用砂漿攪拌機拌制砂漿，膠輪車運輸砂漿，人工搬運塊石并砌筑。

基礎(chǔ)夯實：采用打夯機夯實，局部采用人工夯實。

4 結(jié)語

近年來，汾河灌區(qū)在續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中，對多種病危水閘進(jìn)行了有針對性的維修及改擴(kuò)建。經(jīng)實踐，證明利用上述思路解決水閘病害的問題較成功，能有效減少水閘滲、漏水，降低工程總投資，縮短工期，在水利工程建設(shè)中具有廣闊的發(fā)展前景。