淺談濟(jì)南引黃閘三類水閘安全應(yīng)急措施

杜淼　華鑫

【摘 要】引黃閘工程是黃河水利工程供水、抵御洪水的重要組成部分。引黃閘的安全，則是引黃供水的基本保證。為加強(qiáng)水閘的安全管理，保障水閘安全運(yùn)行，水閘實(shí)行定期安全鑒定制度。按照《黃河水閘技術(shù)管理辦法（試行）》規(guī)定，對(duì)鑒定為三類、四類的水閘，應(yīng)采取除險(xiǎn)加固、降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用或報(bào)廢等相應(yīng)處理措施，在此之前必須制定保閘安全應(yīng)急措施，并限制運(yùn)用，確保工程安全。本文以濟(jì)南北店子引黃閘為例，討論濟(jì)南引黃閘三類水閘的保閘安全應(yīng)急措施。

【關(guān)鍵詞】引黃閘；安全鑒定；保閘安全；應(yīng)急措施

水閘投入運(yùn)用后每隔15-20年，應(yīng)進(jìn)行一次全面安全鑒定工作。濟(jì)南11座引黃水閘始建于1981年至2000年之間，設(shè)計(jì)總引水能力225m3/s，設(shè)計(jì)灌溉面積271萬(wàn)畝。2012-2015年，濟(jì)南黃河有六座引黃閘進(jìn)行了首次安全鑒定。鑒定為“三類”水閘的有北店子、楊莊、大王廟、土城子、葛店五座。北店子引黃閘于2012年完成了水閘安全鑒定工作。

1 北店子引黃閘工程概況

北店子引黃閘位于黃河右岸、濟(jì)南槐蔭區(qū)境內(nèi)，建于1981年，相應(yīng)大堤樁號(hào)8+750，1級(jí)建筑物，鋼筋混凝土箱式涵洞結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)防洪水位40.40m（大沽標(biāo)高，下同），校核防洪水位41.40m，設(shè)計(jì)上游引水位28.90m，引水流量50.0m3/s。該閘一聯(lián)3孔，每孔凈高3.00m，凈寬2.80m，閘前粘土鋪蓋長(zhǎng)27.00m（安全鑒定書(shū)上標(biāo)注）但初步設(shè)計(jì)文件上是42.00m，涵洞段長(zhǎng)72.00m，共分7節(jié)，閘室段長(zhǎng)12.00m，其余各節(jié)均長(zhǎng)10.00m。閘底板進(jìn)口高程26.00m，出口高程25.89m；底板厚0.80m（安全鑒定書(shū)上標(biāo)注）但初步設(shè)計(jì)文件上是1.20m，中墩厚0.90m，涵洞邊墻厚0.50m（安全鑒定書(shū)上標(biāo)注）但初步設(shè)計(jì)文件上是0.65m；進(jìn)口閘墩及胸墻頂高程為34.00m，機(jī)架橋面高程為39.80m（安全鑒定書(shū)上標(biāo)注）但初步設(shè)計(jì)文件上是41.90m；設(shè)計(jì)堤頂高程為39.80m。兩節(jié)洞身接頭處，洞外接縫用熱帖三層四油瀝青麻布外包一點(diǎn)五米厚粘土環(huán)，洞節(jié)接縫處，設(shè)651型塑料暗止水一道，洞內(nèi)接縫處，設(shè)環(huán)氧樹(shù)脂粘貼橡皮明止水一道，并用槽鋼將橡皮壓緊。該閘安裝同型號(hào)固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)3臺(tái)，啟門(mén)力1×800KN。

該閘前約100 m處為北店子舊引黃閘（下稱舊閘），再前與黃河河道相連，新建于舊閘后的新修大堤上，舊閘作為防沙閘保留使用。兩閘間兩側(cè)各建一揚(yáng)水站，左側(cè)揚(yáng)水站為農(nóng)業(yè)供水專用，右側(cè)揚(yáng)水站為玉清湖水庫(kù)供水專用。左側(cè)揚(yáng)水站提水引水時(shí)，水流分別經(jīng)南、北鋼筋混凝土輸水槽（長(zhǎng)度分別是29.92m和31.75m）進(jìn)入閘前明渠入該閘。該閘涵洞出口設(shè)1聯(lián)3孔節(jié)制閘，每孔凈寬3m，分別連接一渠道，農(nóng)業(yè)供水有此分三渠供出，為濟(jì)南市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

2 北店子引黃閘存在的主要病險(xiǎn)問(wèn)題

根據(jù)《山東黃河北店子引黃閘安全鑒定報(bào)告書(shū)》記載，北店子引黃閘主要存在以下問(wèn)題。

（1）在現(xiàn)狀水位工況下，過(guò)流能力不滿足要求。

現(xiàn)狀情況下，設(shè)計(jì)大河引水流量211.36m3/s，設(shè)計(jì)引水水位28.22m，比原設(shè)計(jì)正常引水位低0.68m，過(guò)閘流量為35.25m3/s，小于設(shè)計(jì)值50m3/s，不滿足過(guò)流要求。

（2）上游鋪蓋存在管涌，孔3洞節(jié)止水損壞滲水嚴(yán)重，上游防滲系統(tǒng)高程低于防洪水位，滲透穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求。

（3）閘底板最大沉降量已達(dá)541mm，閘基沉降不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

（4）閘墩、洞身等存在鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝落、混凝土碳化嚴(yán)重、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗凍等級(jí)偏低，不符合現(xiàn)行規(guī)范結(jié)構(gòu)耐久性要求。止水鋼板銹蝕嚴(yán)重，橡皮老化。

（5）閘門(mén)止水脫落，混凝土破損、滾輪銹死、門(mén)槽銹蝕嚴(yán)重。

（6）啟閉機(jī)使用年限超過(guò)折舊年限，制動(dòng)器、開(kāi)式小齒輪硬度均不符合現(xiàn)行規(guī)范要求，電動(dòng)機(jī)屬淘汰型號(hào)，耗能高，元器件更換維修困難，電氣控制系統(tǒng)老化，啟閉機(jī)房操作空間較小。

（7）觀測(cè)設(shè)施、圍護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)欄損壞。北店子引黃閘沉降觀測(cè)點(diǎn)共設(shè)置30個(gè)，其中22個(gè)可用，閘基點(diǎn)不符合規(guī)范要求。啟閉機(jī)房測(cè)壓管共2個(gè)，其中1個(gè)損壞（設(shè)計(jì)圖紙是啟閉機(jī)房測(cè)壓管共1個(gè)）。

3 保閘安全應(yīng)急措施

鑒于該閘存在上述混凝土不符合現(xiàn)行規(guī)范結(jié)構(gòu)耐久性要求，過(guò)流能力、抗?jié)B穩(wěn)定性不足，部分混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝落、碳化較重，閘門(mén)混凝土破損、止水脫落，啟閉機(jī)超過(guò)折舊年限，電氣控制系統(tǒng)老化，閘基沉降量大等問(wèn)題，安全鑒定為“三類閘”。

按照《水閘安全鑒定規(guī)定》（水科技〔1998〕222號(hào)）規(guī)定，三類閘須經(jīng)除險(xiǎn)加固后，達(dá)到正常運(yùn)行要求。水閘管理單位，除對(duì)該閘按規(guī)定列入除險(xiǎn)加固規(guī)劃外，在沒(méi)有實(shí)施除險(xiǎn)加固恢復(fù)其正常功能前，就其存在的問(wèn)題，采取應(yīng)急措施，控制運(yùn)用工程，保證工程安全。

3.1 “在現(xiàn)狀水位工況下，過(guò)流能力不滿足”應(yīng)急措施

北店子引黃閘設(shè)計(jì)流量50m3/s，但其運(yùn)用至今過(guò)閘流量均小于35.25m3/s，且今后也不會(huì)大于該流量。雖然設(shè)計(jì)當(dāng)初大河流量211.36m3/s，相應(yīng)水位28.22m，引水流量50m3/s，如今大河流量211.36m3/s，水位低0.68m，不滿足水閘過(guò)流要求，但能滿足運(yùn)用要求。況且，北店子引黃閘閘前水位超過(guò)28.22m的時(shí)段較長(zhǎng)，閘的過(guò)水能力就流量、水位兩因素而言，只跟水位有關(guān)。嚴(yán)格按照控制運(yùn)用計(jì)劃和防汛規(guī)定運(yùn)行，確保工程安全。

3.2 “上游鋪蓋存在管涌，孔3洞節(jié)止水損壞滲水嚴(yán)重，上游防滲系統(tǒng)高程低于防洪水位，滲透穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求”應(yīng)急措施

上游鋪蓋管涌、洞節(jié)止水滲水部位多處于水下，難以維修處理，若維修且投資較大。水閘管理單位，對(duì)該閘上游鋪蓋管涌部位和洞節(jié)滲水要加強(qiáng)日常運(yùn)行觀察、觀測(cè)，觀察有無(wú)清水帶沙、渾水滲出等現(xiàn)象發(fā)生，測(cè)驗(yàn)滲水量有無(wú)變化。若無(wú)變化，可正常運(yùn)用；若發(fā)生清水帶沙、渾水滲出、滲水量增加現(xiàn)象，根據(jù)大河來(lái)水情況，于閘后修做養(yǎng)水盆，建議上級(jí)主管部門(mén)，停止該閘供水運(yùn)行，以保工程安全。待除險(xiǎn)加固時(shí)徹底處理。

上游防滲系統(tǒng)高程設(shè)計(jì)39.30m，低于設(shè)計(jì)防洪水位40.40m。由《2013年濟(jì)南黃河防洪預(yù)案》查出，該閘在標(biāo)準(zhǔn)洪水下，防洪任務(wù)是北店子站流量11000m3/s，相應(yīng)水位37.13m，超出設(shè)計(jì)防滲高程2.16m。因此，工程防御標(biāo)準(zhǔn)洪水符合防滲要求。若工程防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水運(yùn)行，根據(jù)黃河來(lái)水情況，報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)在舊閘前修做閘前圍堰（月堤），以保工程安全。事后視黃河水情，報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)破除圍堰，工程投入正常運(yùn)行。

3.3 “閘底板最大沉降量已達(dá)541mm，閘基沉降不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求”應(yīng)急措施

根據(jù)2012年北店子引黃閘沉陷測(cè)量成果，30個(gè)沉陷點(diǎn)（其中C15、C16不是涵洞上的點(diǎn)）中，有測(cè)量成果的21個(gè)（不含C15、C16）。資料顯示，累計(jì)沉陷量超過(guò)150mm以上的有13個(gè)，僅有8個(gè)累計(jì)沉陷量不大于150mm；能做比較的相鄰洞節(jié)相對(duì)沉陷量除C9-C25=60mm外，其余均不大于32mm。而與C9、C25處于同一洞節(jié)上的另端C10-C26=-15mm（C9、C10處于同側(cè)、C25、C26處于同側(cè)），同一版面上的對(duì)角線上的沉陷點(diǎn)不均勻沉陷量達(dá)分別是69mm和24mm，同一側(cè)的沉陷點(diǎn)不均勻沉陷量達(dá)分別是9mm和84mm，不符合鋼筋砼變形規(guī)律。依據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL 265-2001）》規(guī)定：“土質(zhì)地基允許最大沉降量和最大沉降差，應(yīng)以保證水閘安全和正常使用為原則，根據(jù)具體情況研究確定。天然土質(zhì)地基上水閘地基最大沉降量不宜超過(guò)150mm，相鄰部位的最大沉降差不宜超過(guò)50mm”判斷，該閘基礎(chǔ)沉陷超出了允許最大沉陷量，相鄰部位的最大沉降差不超限。為此，水閘管理單位，要加強(qiáng)日常巡查觀測(cè)，若發(fā)展異常及時(shí)上報(bào)、處理；否則，根據(jù)該閘除險(xiǎn)加固規(guī)劃，待除險(xiǎn)加固時(shí)處理。

3.4 “閘墩、洞身等存在鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝落、混凝土碳化嚴(yán)重、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗凍等級(jí)偏低，不符合現(xiàn)行規(guī)范結(jié)構(gòu)耐久性要求，止水鋼板銹蝕嚴(yán)重，橡皮老化”應(yīng)急措施

閘墩、洞身等存在鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝落、混凝土碳化嚴(yán)重，其水上部位列入日常維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，利用日常維修養(yǎng)護(hù)資金進(jìn)行砼修補(bǔ)、嵌補(bǔ)。按照不同部位、不同成因、不同損壞程度，有針對(duì)性的采用修補(bǔ)、嵌補(bǔ)措施，或采用高強(qiáng)砼（沙漿）、環(huán)氧砼（沙漿）、灌漿、噴漿、砂漿抹面等修補(bǔ)、嵌補(bǔ)；其水下部分，水閘管理單位，要加強(qiáng)日常運(yùn)行觀測(cè)，若發(fā)展異常及時(shí)上報(bào)、處理；否則，待除險(xiǎn)加固時(shí)處理。

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗凍等級(jí)偏低，不符合現(xiàn)行規(guī)范結(jié)構(gòu)耐久性要求，水閘管理單位，要加強(qiáng)日常運(yùn)行觀測(cè)，若發(fā)展異常及時(shí)上報(bào)、處理；否則，待除險(xiǎn)加固時(shí)處理。

止水鋼板銹蝕嚴(yán)重，橡皮老化，水閘管理單位，要加強(qiáng)日常運(yùn)行觀測(cè)，若發(fā)展異常及時(shí)上報(bào)、處理；否則，待除險(xiǎn)加固時(shí)處理。

3.5 “閘門(mén)止水脫落，混凝土破損、滾輪銹死、門(mén)槽銹蝕嚴(yán)重”應(yīng)急措施

閘門(mén)止水脫落，混凝土破損、滾輪銹死、門(mén)槽銹蝕問(wèn)題，所述部位均為水下，由于該閘除供水期間，其余時(shí)間均處于上下游水位持平狀態(tài)，難以維修，且投資較大。水閘管理單位，要加強(qiáng)日常運(yùn)行觀測(cè)，若發(fā)展異常及時(shí)上報(bào)、處理；否則，待除險(xiǎn)加固時(shí)處理。

3.6 “啟閉機(jī)使用年限超過(guò)折舊年限，制動(dòng)器、開(kāi)式小齒輪硬度均不符合現(xiàn)行規(guī)范要求，電動(dòng)機(jī)屬淘汰型號(hào)，耗能高，元器件更換維修困難，電氣控制系統(tǒng)老化，啟閉機(jī)房操作空間較小”應(yīng)急措施

啟閉機(jī)使用年限超過(guò)折舊年限，制動(dòng)器、開(kāi)式小齒輪硬度均不符合現(xiàn)行規(guī)范要求，電動(dòng)機(jī)屬淘汰型號(hào)，耗能高，元器件更換維修困難，電氣控制系統(tǒng)老化問(wèn)題，列入日常維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，利用日常維修養(yǎng)護(hù)資金，加強(qiáng)日常巡視檢查、維修養(yǎng)護(hù)，保證正常運(yùn)行。根據(jù)該閘除險(xiǎn)加固規(guī)劃，按照上級(jí)主管部門(mén)意見(jiàn)，適時(shí)進(jìn)行啟閉機(jī)性能狀態(tài)檢測(cè)或安全鑒定。

啟閉機(jī)房操作空間較小，待除險(xiǎn)加固時(shí)處理。

3.7 “觀測(cè)設(shè)施、圍護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)欄損壞。北店子引黃閘沉降觀測(cè)點(diǎn)共設(shè)置30個(gè)，其中22個(gè)可用，閘基點(diǎn)不符合規(guī)范要求，啟閉機(jī)房測(cè)壓管共2個(gè)，其中1個(gè)損壞”應(yīng)急措施

觀測(cè)設(shè)施、圍護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)欄損壞問(wèn)題，列入日常維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，利用日常維修養(yǎng)護(hù)資金，加強(qiáng)日常維護(hù)和管理，保證正常運(yùn)行。

閘沉降觀測(cè)點(diǎn)共設(shè)置30個(gè)，其中22個(gè)可用、8個(gè)不可用問(wèn)題，根據(jù)該閘除險(xiǎn)加固規(guī)劃，按照上級(jí)主管部門(mén)意見(jiàn)，適時(shí)進(jìn)行探尋恢復(fù)。

閘基點(diǎn)不符合規(guī)范要求問(wèn)題，選擇適宜位置，按照規(guī)范規(guī)定，及時(shí)埋設(shè)閘基點(diǎn)。

啟閉機(jī)房測(cè)壓管共2個(gè)，其中1個(gè)損壞問(wèn)題，根據(jù)該閘除險(xiǎn)加固規(guī)劃，按照上級(jí)主管部門(mén)意見(jiàn)，適時(shí)新安裝一處測(cè)壓管。

3.8 險(xiǎn)情搶護(hù)

按照防汛責(zé)任制的要求和《濟(jì)南市槐蔭區(qū)黃河防洪預(yù)案》和《濟(jì)南市槐蔭區(qū)黃河險(xiǎn)情搶護(hù)方案》的搶護(hù)原則及方法，組織搶護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，做好三類引黃水閘的安全應(yīng)急措施，加強(qiáng)觀測(cè)，隨時(shí)維修，及時(shí)消除工程隱患，從而確保水閘的安全運(yùn)行狀態(tài)，為水閘工程的度汛安全和供水生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供保障。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]SL265-2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)水利水電出版社，2001.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]