水閘的維護與管理措施探析

徐 徐

（連云港市市區(qū)水工程管理處，江蘇 連云港 222000）

水利設(shè)施是關(guān)乎國計民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全高效運行和國民經(jīng)濟穩(wěn)定健康發(fā)展息息相關(guān)。據(jù)相關(guān)調(diào)研，絕大部分水災害的發(fā)生都和水利設(shè)施后期管理養(yǎng)護不善直接相關(guān)。水閘作為擋水和泄水建筑物，同時影響著流域內(nèi)和下游相關(guān)城鎮(zhèn)的防汛抗旱任務(wù)[1]。因此，保證水閘嚴格按照設(shè)計文件要求安全穩(wěn)定運行顯得十分重要。本文結(jié)合西南某地東豐節(jié)制閘運行后期出現(xiàn)的安全隱患，分析探究相關(guān)管理維護措施。

1 工程概況

東豐節(jié)制閘閘室位于原址上游約170 m處，水閘共設(shè)11孔，單孔凈寬10 m，總過水凈寬110 m；攔河閘閘室段長131.08 m，閘墩、閘底板長20.00 m，閘頂高程為6.50 m；p=2.0%設(shè)計洪峰流量1030 m3/s，p=0.5%校核洪峰流量1410 m3/s。水閘樞紐工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，水閘過流能力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、消能防沖、閘門啟閉等無法達到設(shè)計標準，工程存在嚴重安全問題；該水閘設(shè)計最大過洪流量僅為870 m3/s，亦無法達到水閘設(shè)計標準。閘頂上設(shè)有7.5 m寬交通橋、檢修橋、上游人行橋及啟閉機房等建筑物，水閘上下游布置鋪蓋、消力池、海漫和拋石防沖槽，在右岸布置水閘管理區(qū)。

2 水閘設(shè)施出現(xiàn)的問題

東豐水閘運行多年，過閘流量、消能防沖標準等均無法達到設(shè)計標準。經(jīng)過深入的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)主要原因是設(shè)計標準低，管理制度不健全等，體現(xiàn)在如下幾個方面。

2.1 水閘啟閉機損壞嚴重

閘門因建設(shè)年代久遠，啟閉機等結(jié)構(gòu)部件長期暴露在空氣中出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象；部分構(gòu)件破損嚴重，螺桿出現(xiàn)彎曲，造成啟閉機已無法正常運行，嚴重影響了閘門的開啟。在汛期水位高漲時存在無法及時下泄洪峰流量的隱患。

2.2 閘門滾輪銹蝕卡阻

滾輪是協(xié)助閘門在門槽內(nèi)滑移的構(gòu)件，長期浸泡在水面線以下或處在陰暗潮濕的門槽內(nèi)，極易出現(xiàn)銹蝕卡阻現(xiàn)象。通常情況下，塵土以及泥沙摻入滾輪內(nèi)部空隙，缺乏保養(yǎng)維護和密封措施，使?jié)L輪難以轉(zhuǎn)動。強制開啟啟閉機提升閘門時滾輪和門槽之間的滾動摩擦轉(zhuǎn)變成滑動摩擦，極大地增加了啟閉機的功率負擔。這些問題極易導致門體抖動，損壞閘門、啟閉機和門槽。

2.3 混凝土病害嚴重

在混凝土結(jié)構(gòu)占絕大部分的閘室內(nèi)，長期承擔較重荷載以及缺乏養(yǎng)護，鋼筋混凝土表皮出現(xiàn)風化脫落，某些部位因為配筋數(shù)量不足，構(gòu)造筋布置不合理等出現(xiàn)應力裂縫，在浸水和潮濕環(huán)境下加劇了混凝土部件的侵蝕危害。

2.4 設(shè)計標準不高

東豐水閘于上世紀70年代設(shè)計，年代久遠，設(shè)計標準偏低，同時受到施工技術(shù)、材料和器械的限制導致施工質(zhì)量無法滿足水閘長期高負荷運行。歷經(jīng)數(shù)次洪水造成下游河道下切嚴重，消能防沖設(shè)施損毀，最大過閘流量均不能滿足設(shè)計標準要求，水閘的安全可靠性能大幅度降低。

2.5 泥沙淤積影響

東豐節(jié)制閘所在河道頻繁開發(fā)，水流量較大，沿途沖刷嚴重，造成河流大量攜沙以至閘門前淤積嚴重，影響到閘門的正常開啟，同時降低了其防洪效能。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，淤積物以黏土和生活垃圾為主，泥沙淤積后產(chǎn)生的粘滯力和土壓力嚴重擠壓閘門的滑軌路徑，可能導致閘門面板和導軌變形，造成閘門永久性的失靈，在洪峰來臨時將導致不可挽回的損失。

2.6 水閘的維護管理水平不高

目前，我國的水利工程建設(shè)普遍存在“重建設(shè)，輕管理”現(xiàn)象。相關(guān)單位對水閘的建后維修管理重視不足。盡管東豐節(jié)制閘有專門的管理機構(gòu)，但是對水閘的養(yǎng)護投入人手不足，管理人員的技術(shù)水平和素質(zhì)偏低，導致水閘頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3 水閘維護與管理措施

水閘出現(xiàn)損壞以及無法運行，可分為自然因素和人為因素。自然因素包括洪水、泥沙以及空氣潮濕等；人為因素包括人員素質(zhì)和管理制度兩方面。自然因素是無法直接受控的，但是可以采取相關(guān)措施及時修正彌補損失；而人為因素是可以通過管理、培訓，完善制度等措施改進的。

3.1 明確操作管理人員職責

明確管理人員的職責，可確保水閘的日常檢查巡視工作順利推進。管理人員主要完成的工作內(nèi)容包括：①及時檢查水閘的工作狀況，收集整理相關(guān)資料，及時了解當?shù)厮楹蜌庀笠?guī)律，為水閘的科學管理準備好資料。②對水閘出現(xiàn)的任何異常狀況時刻保持警覺性。聘請高素質(zhì)的水利人才，全面負責水閘的運行維護，要求具有專業(yè)知識技能，熟悉水閘各部件運行方式及保養(yǎng)方法。同時，注重工作人員的崗前培訓，要求充分掌握和理解專業(yè)知識，能夠高效地完成檢查工作。③注重收集保存水閘的規(guī)劃設(shè)計文件，深入研究設(shè)計思路，尤其涉及水閘后期運行方式的控制理念。充分熟悉水閘各部件構(gòu)造及需要注意的隱患點。④落實安全責任制，按照“誰帶班，誰負責”的原則壓實相關(guān)責任，確保管理人員能夠能夠認真負責地進行巡視和檢測。同時積極完善考核與評估機制，加強對管理人員的行為約束和組織領(lǐng)導，提高工作效率。

3.2 落實資金來源，設(shè)立水閘維護專項賬戶

水閘的養(yǎng)護管理離不開充足的資金支持。管理機構(gòu)應結(jié)合所轄水利設(shè)施使用年限，現(xiàn)狀以及水文情勢預報等按需每年向上級水行政主管部門報送預算，相應費用由轄區(qū)財政承擔。堅持?？顚Ｓ?，常態(tài)維修和專項維修相結(jié)合的使用方式。常態(tài)維修即在巡視檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題進行及時處理，如修補閘墩，混凝土脫落，更換損壞的金屬部件等。專項維修：針對構(gòu)造復雜，技術(shù)含量較高的相關(guān)結(jié)構(gòu)進行專項維修，如工作橋，啟閉機、閘墩的開裂及不均勻沉降等。專項維修應視部件的損壞程度合理確定維修時段，評估維修所需資金量和對水閘正常運行的影響程度。

3.3 改進管理模式

結(jié)合水閘的具體情況，對管理模式進行改革創(chuàng)新，以便更好地適應新時期水利設(shè)施的管理養(yǎng)護需求。從長效管理養(yǎng)護方面出發(fā)，包括設(shè)施養(yǎng)護、日常運行和設(shè)施維修等三個方面的內(nèi)容。設(shè)施養(yǎng)護維修的頻率應該按照規(guī)范進行[2][3]。同時完善體制來保證相應的執(zhí)行力。

4 水閘特殊構(gòu)件的養(yǎng)護

4.1 土工建筑物的養(yǎng)護

土工建筑物作為施工期澆筑完建的永久性設(shè)施，隨著水利設(shè)施的長期運行，出現(xiàn)老化、剝落和侵蝕等現(xiàn)象。東豐節(jié)制閘由于經(jīng)歷了超標準洪水，造成防沖槽損毀、翼墻后填土塌陷等問題。針對此現(xiàn)象，應及時重新澆筑，對受損部位展開修復以保證工程的安全穩(wěn)定。

4.2 啟閉設(shè)施的養(yǎng)護

閘門啟閉設(shè)施包括啟閉機，傳動軸，滾輪和門槽等[4]。而養(yǎng)護工作主要集中在傳動部件，如齒輪、滾珠、變速箱、以及制動部件。針對傳動部件通常出現(xiàn)卡阻、銹蝕和變形等故障，應定期進行清潔和保養(yǎng)，做好密封措施；更換損壞部件，涂刷保養(yǎng)漆面以防止銹蝕。螺桿等部件應定期進行校正和校直工作。

4.3 閘門面板養(yǎng)護

鋼閘門經(jīng)常浸泡在水體中，閘門附近水體表面漂浮著雜物，富營養(yǎng)化影響閘門表面，門槽內(nèi)會滋生水生物和藻類[5]。應經(jīng)常清理，防止污物會嚴重腐蝕閘門構(gòu)件，防止傳動構(gòu)件的正常運行。

5 結(jié)語

（1）水利設(shè)施的養(yǎng)護和管理是工程整個壽命周期內(nèi)發(fā)揮設(shè)計作用的必要條件，相關(guān)管理部門必須從思想認知層面高度重視，杜絕“重建設(shè)，輕管理”現(xiàn)象。

（2）科學制定水閘的養(yǎng)護管理方案，按照相應標準定期開展維護保養(yǎng)，對水閘的運行狀況具有明顯的促進作用。

（3）我國幅員遼闊，水利設(shè)施星河遍布。本文通過東豐閘出現(xiàn)的典型病害，從自然因素和人為因素分析了病害出現(xiàn)的原因，全面探析了維護保養(yǎng)措施，對其他水利工程亦有重要的借鑒意義。