水閘除險加固的必要性和綜合方法策略

何化文

（廣西業(yè)恒勘測設(shè)計有限公司 廣西南寧 530000）

水閘除險加固的必要性和綜合方法策略

何化文

（廣西業(yè)恒勘測設(shè)計有限公司 廣西南寧 530000）

水閘是修建在河道上具有調(diào)節(jié)控制作用的水工建筑物，屬于水利基礎(chǔ)設(shè)施，也是江河湖泊防洪體系的重要組成部分。本文先通過分析目前水閘的基本情況以及對社會生活各方面的影響，提出水閘除險加固的必要性，再研究水閘存在的問題，有針對性地采取有效的工程措施。

除險加固；必要性；措施

1 引言

水閘除險加固在保障國民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展，減少自然災(zāi)害造成的損失，改善人民生產(chǎn)生活條件，保護(hù)人民群眾生命財產(chǎn)安全等方面發(fā)揮了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。但是大多數(shù)水閘已經(jīng)超過安全運行時間，金屬結(jié)構(gòu)以及機(jī)電設(shè)備也已超過合理使用年限，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重老化，功能日漸衰退。目前的水閘多是在20世紀(jì)修建的，當(dāng)時的建筑材料、施工設(shè)備、技術(shù)力量、經(jīng)濟(jì)能力與社會條件的各方面制約讓水閘工程在施工時就有一些缺陷。在技術(shù)鑒定工作結(jié)束后，水閘上級主管部門應(yīng)組織編寫安全鑒定工作總結(jié)。

目前，各種大、中型水閘已運行幾十年，且工程已進(jìn)人病險高發(fā)期，病險問題愈來愈嚴(yán)重。由于社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，部分水閘的原設(shè)計功能在一定程度上已發(fā)生了改變，水閘的防洪潮、排澇、綜合利用等方面都有了更高的要求。在除險加固前，應(yīng)弄清現(xiàn)狀，查明問題，分析原因，因地制宜。研究綜合性加固措施，要體現(xiàn)先進(jìn)性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。地質(zhì)勘察工作是水閘工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，它能夠查明地質(zhì)病害和隱患部位的范圍和類型、分析其產(chǎn)生原因，評價其危害程度，為樞紐工程除險加固初步設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)。同時，水閘需要精細(xì)化管理，也就是實現(xiàn)由經(jīng)驗管理向科學(xué)管理、粗放管理向精細(xì)管理、突擊管理向常態(tài)管理的轉(zhuǎn)變。

2 病險水閘除險加固的必要性

2.1 除險加固是確保水閘安全運行的需要

水閘是江河湖泊防洪體系的骨干工程，在歷年的防汛和抗洪搶險斗爭中有重要的作用。水閘在帶病狀態(tài)下運行，不但對防洪安全起不到積極作用，反而帶來潛在的危險。針對水閘出現(xiàn)的一些問題，針對其安全性，需要進(jìn)行一定的鑒定，再通過有針對性的除險加固以確保水閘能安全運行。

2.1.1 病險水閘是防洪保安工作中重要的安全問題

大多水閘由于年久失修，在安全上已經(jīng)不能保障其有效運行，一旦發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想。堤防上的病險水閘，致使堤防防洪體系存在薄弱環(huán)節(jié)。病險水閘是防洪保安工作中的重大隱患，對防洪體系的安全構(gòu)成威脅。因此要改進(jìn)與研究水閘工程的管理工作，根據(jù)水閘工程的運行現(xiàn)狀做好改進(jìn)工作，防止安全事故的發(fā)生。水閘工程的運行管理及安全管理關(guān)系著人民的生命、財產(chǎn)安全。對于水閘工程中容易忽略的問題，相關(guān)管理部門應(yīng)該引起高度重視。

2.1.2 水閘出現(xiàn)病險問題會嚴(yán)重影響興利效益

我國大多數(shù)水閘兼具防洪、排澇與灌溉、供水、發(fā)電、航運等多重功能，是保障國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。水閘是水利工程中常見而又重要的水工建筑物，它依靠可以升降啟閉的閘門控制水位、調(diào)節(jié)流量，具有擋水和泄水的雙重作用，在平原地區(qū)運用很廣。我國是世界上嚴(yán)重缺水的國家之一，水資源分布出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，同時，隨著社會發(fā)展，需求增長與供應(yīng)不足的矛盾日益突出。因此，對病險水閘采取一系列針對性的措施在此也是很有必要的。水閘病險問題的存在，對城市、農(nóng)村的生產(chǎn)生活安全造成威脅，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的安全隱患，已嚴(yán)重影響了水閘興利效益的發(fā)揮。

2.1.3 建筑物自身安全需要完善的水閘系統(tǒng)

由于病險水閘建筑時間久遠(yuǎn)，現(xiàn)已運行很多年，且缺乏正常維修，均存在較嚴(yán)重的病害，常見的問題為：工程標(biāo)準(zhǔn)低，閘身、閘墩及翼墻等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求；建筑物各部位結(jié)構(gòu)都逐漸出現(xiàn)老化或局部破損等病害，其安全性下降；交通橋梁板承載力不滿足設(shè)計要求；閘門及電氣設(shè)備陳舊、老化嚴(yán)重，管理設(shè)施缺失或陳舊落后，沒有工程觀測設(shè)施等。水閘在運行中，由于受陽光、空氣、負(fù)荷、凍融、水流、污染、風(fēng)、浪、雨、雪等自然和人為因素的長期作用，使用功能的正常發(fā)揮受到影響以上一系列的問題嚴(yán)重威脅到水閘自身的安全，因此建筑物自身安全需要完善的水閘系統(tǒng)。

2.2 除險加固是地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會進(jìn)步的要求

水閘有防洪排澇功能，同時具有多種興利用途，如灌溉、供水、航運等，因此，水閘是保障國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源需求增長與水資源普遍嚴(yán)重短缺是目前很明顯的矛盾，所以抗旱顯得與防洪同等重要，水閘對水資源的調(diào)配作用凸顯出來。水閘在運行過程中，由于受到空氣、負(fù)荷、凍融、水流、污染等自然和人為因素的長期作用，呈現(xiàn)出老化和局部破損等病害現(xiàn)象，其安全性下降，影響到正常功能的發(fā)揮。當(dāng)然，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也要求防洪保安、水資源供給的保障，病險水閘的存在，危及防洪安全和供水安全，在影響水環(huán)境的治理，同時也制約國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，不利于民生。

3 水閘除險加固的措施

針對病險水庫、大江大河堤防工程，我國已進(jìn)行了大規(guī)模的解除危險以及加固整治，存在的主要病險問題已逐步得到解決，經(jīng)整修的水庫、堤防已經(jīng)開始發(fā)揮綜合效益。但是，由于造成水閘出現(xiàn)問題的原因較復(fù)雜，因此其解決方案也需要有一定的針對性。

針對水閘出現(xiàn)的病險問題和出現(xiàn)病險的原因，充分考慮新材料、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，針對不同的情況提出以下除險加固工程措施和建議：

3.1 針對地基承載能力不足、閘室整體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求的水閘

如果水閘地基承載能力不足、閘室整體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，此時，可以分析地基土的性質(zhì)并采用灌漿、振沖加密等方法來提高地基承載力。針對已經(jīng)發(fā)生了不均勻沉降的現(xiàn)象，這樣的情況影響了閘門的正常運行，此時可以采用壓密灌漿，也就是用高壓濃漿來抬動土體和閘基，從而恢復(fù)閘底高程。如果由于消能工失效、產(chǎn)生溯源沖刷造成的閘基淘空，就要回填砂礫料，并且采用防滲墻圍封后再進(jìn)行灌漿。

3.2 針對結(jié)構(gòu)老化損害嚴(yán)重的水閘

要更新觀測設(shè)施，加強(qiáng)工程管理。由于這些水閘的觀測設(shè)施陳舊，設(shè)備老化，不能準(zhǔn)確掌握水閘運行情況，對水閘調(diào)度、控制運行極其不利，同時水閘除險加固在結(jié)構(gòu)上也會出現(xiàn)重大的轉(zhuǎn)變，跨度大、設(shè)計新穎，構(gòu)思巧妙、造型獨特將是今后的設(shè)計趨勢。關(guān)于結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受到損害的水閘，對于那些碳化深度過大、鋼筋銹蝕明顯同時危及結(jié)構(gòu)安全的構(gòu)件，此時需要拆除重建。當(dāng)然這些新的轉(zhuǎn)變也對我們水利工作者提出了新的挑戰(zhàn)，需要我們更加努力的探索和工作。科學(xué)主動的去發(fā)現(xiàn)問題，建立安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的管理體系。例如圖中就是受到老化損害的水閘（如圖1）。

3.3 針對閘下消能防沖設(shè)施不完備、受損嚴(yán)重的水閘

關(guān)于閘下消能防沖設(shè)施不完備、受損嚴(yán)重的水閘，其受損原因需要分析，消能設(shè)施也要有針對性地改造或恢復(fù)。消能防沖設(shè)施損毀的主要原因有設(shè)計單寬流量過大，通過合理設(shè)計單寬流量，可以增加海漫長度、寬度、擴(kuò)散角或者加設(shè)一些設(shè)施，使其滿足防沖要求。

3.4 針對水閘抗震不滿足規(guī)范要求的水閘

圖1 受老化損害的水閘

對于水閘抗震不滿足規(guī)范要求的水閘，液化地基可通過設(shè)置防滲墻圍封和樁基，防止地基失穩(wěn)；軟土震陷可采用樁基礎(chǔ)結(jié)合灌漿加以處理；涉及建筑物結(jié)構(gòu)安全時，改造閘室及上部結(jié)構(gòu)型式，使其滿足抗震規(guī)范要求。

4 結(jié)束語

目前我國水閘的病險問題和種類較多，因此是很有必要進(jìn)行水閘的除險加固，要想徹底解決病險問題，需要進(jìn)一步加強(qiáng)水閘病險對水閘可靠度影響的定量研究，以更好地評價水閘安全度。同時，從以下幾方面入手，包括水閘的設(shè)計原則、使用材料、工程施工方法和工藝，同時對于建后的運行管理，以及進(jìn)行除險技術(shù)、系統(tǒng)檢測、除險加固效果評價等方面的系統(tǒng)研究，水閘安全體系就這樣形成了，這樣才能通過針對性的工程措施，從根本地解決水閘的一系列病險問題，為水利防洪體系的安全提供支柱作用。當(dāng)然，這些新的轉(zhuǎn)變也對我們水利工作者提出了新的挑戰(zhàn)，需要我們更加努力的探索和工作，進(jìn)行檢查、觀測、巡查、維修養(yǎng)護(hù)等相關(guān)記錄表式和圖片資料，之后通過分析整理并總結(jié)，使技術(shù)管理資料規(guī)范化。

[1]和桂玲.水閘除險加固工程設(shè)計[M].北京：中國水利電力出版社，2008.

[2]水利部水利建設(shè)與于理總站.水閘安全技術(shù)鑒定技術(shù)指南[M].河南：黃河水利出版社，2009.

[3]宋萬增，樸哲浩，宋 力，等.水閘安全鑒定技術(shù)指南.鄭州：黃河水利出版社，2009.

[4]江蘇省水利勘測設(shè)計研究院.《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265－2001）[S].北京：中國水利電力出版社，2001.

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1004-7344（2016）09-0092-02

2016-2-20

何化文（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水利設(shè)計工作。