張集閘影響安全運(yùn)行的因素及成因分析

李祥娥

摘要：本文闡述了張集閘在運(yùn)行中存在影響安全運(yùn)行的因素及其成因分析，為今后水閘的除險(xiǎn)加固工程的實(shí)施提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：影響運(yùn)行;成因;分析

1.工程概況：

張集閘位于皂戶李鎮(zhèn)張集村東，1992年底建成，屬海河流域土馬沙河干流惠民縣境內(nèi)的中型攔河閘，工程等別為Ⅲ級(jí)。建成至今，在防洪、排澇和灌溉等方面均發(fā)揮了重大的作用。該閘擔(dān)負(fù)著沿河3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的蓄水與排澇工作，灌溉面積3萬畝。水閘按“六四”雨型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)排澇，“六一”雨型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)防洪。

水閘為4孔，采用螺旋式升降結(jié)構(gòu)進(jìn)行啟閉，，鋼筋混泥土灌注樁基礎(chǔ)，分立式大底板，升臥式平板混凝土閘門。閘墩為鋼筋混泥土重力墩，機(jī)架橋采用預(yù)制T型截面輕型板，鋪蓋為140#鋼筋混泥土和漿砌石結(jié)構(gòu)，厚度分別為0.4m和0.3m，長(zhǎng)度各10m。消力池采用兩道消力坎，間距8m，總長(zhǎng)15m;護(hù)坦消力坎均為140#鋼筋混泥土，護(hù)坦厚0.4m。海漫長(zhǎng)20m，80#漿砌石和干砌石各10m，厚度分別為0.5m和0.3m。海漫后布設(shè)防沖槽，長(zhǎng)5m，深1.5m。閘室兩側(cè)為170#鋼筋混泥土平板刺墻。左右邊墻為漿砌石重力墩，其中右岸岸墻為灌注樁基礎(chǔ)。啟閉電機(jī)為15千瓦，并備有50千瓦發(fā)電機(jī)機(jī)組一套。

2.工程現(xiàn)狀

由于水閘運(yùn)行多年很多部位出現(xiàn)老化，水閘前后襯砌沖刷塌陷嚴(yán)重，已不能正常使用。2012年根據(jù)汛期度汛需要，積極向上級(jí)單位有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，做出計(jì)劃、預(yù)算，籌措資金，對(duì)對(duì)閘的主體，閘門滯水，護(hù)坡襯砌，大閘的電路進(jìn)行過維護(hù)維修。但是隨著近幾年運(yùn)行，加之2019年8月12日臺(tái)風(fēng)“利奇馬”肆意破壞，水閘仍然存在以下問題。

2.1、閘門門槽槽鋼、滑輪及支撐行走結(jié)構(gòu)等銹蝕嚴(yán)重，鋼結(jié)構(gòu)不同程度彎曲變形，引起啟閉時(shí)受門槽卡阻，震動(dòng)劇烈;導(dǎo)軌脫落變形，啟閉困難;橡膠止水老化破損，漏水嚴(yán)重，角鐵、扁鐵銹蝕嚴(yán)重，閘室段砼碳化剝蝕，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，保護(hù)層脹裂脫落，閘墩順筋裂縫嚴(yán)重。

2.2、該閘啟閉機(jī)運(yùn)行近30年來，已銹蝕老化，運(yùn)行困難，坑蝕、磨損、銹蝕嚴(yán)重。齒輪硬度低，噪音超標(biāo)，啟閉機(jī)防護(hù)設(shè)施為鐵殼式防護(hù)罩，因受風(fēng)雨作用已銹蝕嚴(yán)重，主軸座斷裂。

2.3、鋼筋混泥土炭化深度已接近或超過鋼筋保護(hù)層，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，部分保護(hù)層脹裂脫落，閘墩順筋裂縫嚴(yán)重，已危及建筑物安全運(yùn)行。機(jī)架橋梁端承臺(tái)鋼筋混泥土壓碎破裂，梁端水平位移明顯。交通橋橫梁及面板破損較嚴(yán)重，過梁鋼筋混泥土碎裂。漿砌石護(hù)坡砌筑沙漿強(qiáng)度低，剝落嚴(yán)重。

2.4、電器設(shè)備老化，輸配線電路老化破損，絕緣層脆化并有破損開裂現(xiàn)象，安全性能差;防護(hù)設(shè)備殘缺不全，存在安全隱患。備用發(fā)電機(jī)組老化，啟動(dòng)運(yùn)行困難，一旦遇到停電發(fā)生，將嚴(yán)重影響水閘啟閉。

2.5、由于上游鋪蓋水流重沖刷嚴(yán)重，閘基及兩岸滲漏嚴(yán)重，防滲和排水實(shí)效，在高水位時(shí)，下游護(hù)坡有滲水明流，部分護(hù)坡塌陷，海漫已出現(xiàn)裂縫，砌石砂漿脫落，消力坎沉降斷裂。

2.6、由于上游廠礦及城鎮(zhèn)生活污水大量長(zhǎng)期排放，造成河道水質(zhì)污染，變質(zhì)變臭，對(duì)工程結(jié)構(gòu)造成一定危害。

3.存在問題成因分析

3.1、設(shè)計(jì)安裝存在一定的缺陷

該閘閘門為升臥式平板混凝土閘門，采用雙吊點(diǎn)卷揚(yáng)式弧形閘門，水下掛鉤。當(dāng)下游高水位時(shí)，人工無法掛鉤。2012年在維修時(shí)雖安裝了平衡杠，但仍存在掛鉤困難的缺陷，在緊急情況下，一旦脫鉤，閘門就不能正常啟閉。由于滑輪及閘的支撐及行走部件長(zhǎng)期在水中浸泡，銹蝕嚴(yán)重，運(yùn)行不靈，甚至銹死，造成兩吊點(diǎn)拉力不均。油絲繩難以調(diào)到統(tǒng)一長(zhǎng)度，致使導(dǎo)軌脫落，啟閉機(jī)拉力加大，門槽卡阻，震動(dòng)劇烈。閘門變形，止水破損嚴(yán)重。

3.2、啟閉機(jī)制造方面的問題

該閘質(zhì)量較差，經(jīng)檢測(cè)，齒輪硬度不夠，致使磨損嚴(yán)重，噪音超標(biāo)。加之設(shè)計(jì)存在一定 缺陷，運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不靈，啟閉機(jī)拉力增大，造成啟閉機(jī)主軸座斷裂。由于沒有啟閉管理房，長(zhǎng)期經(jīng)受風(fēng)吹雨淋，啟閉機(jī)護(hù)罩封閉不嚴(yán)，也是造成啟閉機(jī)銹蝕的原因之一。

3.3、鋼筋混泥土損壞的原因

（1）閘運(yùn)行近30年，自然風(fēng)化嚴(yán)重，且養(yǎng)護(hù)跟不上，造成構(gòu)件表面炭化嚴(yán)重，致使鋼筋銹蝕，混凝土脹裂、脫落;（2）高速水流沖刷、磨損、氣蝕以及凍融、腐蝕等，使混凝土表面形成麻面、骨料外露、疏松脫殼等;（3）二氧化碳、氯化物和水進(jìn)入已經(jīng)裂縫的砼內(nèi)部，加速了鋼筋的銹蝕，使碳化作用在砼內(nèi)部裂縫的表面產(chǎn)生，碳化一旦到達(dá)鋼筋表面，鋼筋表面的碳性鈍化膜就會(huì)遭到破壞而產(chǎn)生銹蝕。（4）由于閘門啟閉不靈活，啟閉機(jī)兩吊點(diǎn)受力不均，造成集中荷載，使部分承臺(tái)破碎;

3.4、上下游連接段過短，造成閘基滲流和側(cè)向繞滲，發(fā)生滲透變形，影響閘體的穩(wěn)定。