鐘國鋒

(江西省撫州市水電勘測設計院，江西 撫州 344000)

當前病險水閘形成原因分析及除險加固思路

鐘國鋒

(江西省撫州市水電勘測設計院，江西 撫州 344000)

在水利工程中，水閘是一項重要組成部分，關系到當?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及防洪排澇效果，對于當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展同樣重要。但由于中國水閘工程建設時期較早，多方面原因使得其已經(jīng)出現(xiàn)了較嚴重病險，影響到水閘使用效力。文章基于這一背景，簡單闡述了水閘的作用，分析了病險水閘產(chǎn)生原因，研究了病險水閘加固內(nèi)容，并在此基礎上提出了幾點加固思路。

病險水閘；成因；除險加固；使用年限；防洪標準

1 病險水閘成因分析

主要包括4個方面的內(nèi)容：

1.1 工程設計問題

現(xiàn)有使用中的水閘大多修建年代較早，當時的技術以及設備相對落后。受到經(jīng)濟社會環(huán)境影響，水閘設計時可能在水文狀況、泥沙狀況、地質(zhì)狀況等方面調(diào)查程度不深，屬于邊設計邊施工工程。有些水閘甚至缺少有效地勘察，屬于依葫蘆畫瓢，將其它水閘設計圖紙生搬硬套，導致設計并不符合當?shù)厮髑闆r。例如水流較大地段使用的是普通設計，當洪水到來時水閘必定無法承受巨大沖擊從而出現(xiàn)斷口或破損情況。

1.2 使用年限問題

由于水閘建設時間較早，加上當時使用的材料以及技術不如現(xiàn)在，因此不少水閘在經(jīng)過長時間使用以及水流沖擊，已經(jīng)形成了大大小小的破損。我國水閘已經(jīng)有部分使用時間>30a，其機電設備以及金屬結(jié)構(gòu)可能早已超出了使用年限，在長時間運行下，其功能程度以及安全性已得不到保障，因此更易出現(xiàn)不同種類的病險。

1.3 管理模式問題

水閘不僅在建設上需要投入人力物力財力來管理，在建成之后同樣需要統(tǒng)籌管理，保障水閘使用年限與效力。長期以來，我國水閘在管理方面由于缺乏創(chuàng)新，多使用傳統(tǒng)管理體制，只將重點放在建設上，建成之后的管理則存在機制不靈活、責任不清晰以及投入不充分現(xiàn)象，造成水閘長期處于資金不足、設施簡陋狀態(tài)[1]。雖然近年來對水利工程的管理力度有所加強，但短短幾年的強化管理尚未讓水閘管理效果達到明顯有效程度，尤其是水閘除險以及安全鑒定方面存在較嚴重資金匱乏狀況，安全運行問題無法根本性解決。

1.4 防洪標準問題

主要是當水閘在宣泄洪水的過程中，由于過流能力問題或是閘室本身設計問題，以及下游河床土質(zhì)的抗水流沖擊能力等并不能滿足宣泄設計流量洪水。在這一方面，很大程度上是由于初期設計不規(guī)范造成，當時設計時沒有采用統(tǒng)一標準，且由于技術上的匱乏，水文資料較少或存在錯誤，容易造成防洪標準偏低現(xiàn)象。

2 病險水閘加固內(nèi)容

2.1 水利設計方面

水利設計包含的項目較多，主要有閘門控制方法以及過流能力的驗算兩方面。在除險加固設計環(huán)節(jié)，應考慮到當前狀態(tài)下水流狀況，同時綜合影響水閘過流能力的因素展開分析：涵洞長度變化影響、涵洞(過水部分)斷面尺寸、孔口斷面型式、孔口斷面尺寸、水位變化情況以及消能防沖在不同水流下的效果變化等。

2.2 工程布置

加固思路中少不了安全鑒定環(huán)節(jié)，在實施原則方面，應以不改變原有水閘的建筑形式以及工程總體上的安排規(guī)劃為主。若水閘需要消能防沖或是延長滲徑，需要根據(jù)原有水閘軸線來布置，同時新規(guī)劃的水閘需符合2001年頒布的《水閘設計規(guī)范》。

另外，一些水閘現(xiàn)如今已經(jīng)出現(xiàn)鋼筋銹蝕、過度碳化情況，必須拆除之后重新建設。這就要求對原有水閘在總體規(guī)劃上重新安排，保障工程實施處于有效狀態(tài)，避免由于原有水閘工程布置影響到加固設計，造成因噎廢食現(xiàn)象。

2.3 合理劃分等級

水閘在實施加固設計時，應注意對其級別以及等別展開研究。目前我國使用中的水閘大多數(shù)修建于20世紀90年代以前，由于歷時較久，不同時期下對于水閘的等級評定標準或是對工程級別的判斷標準各不相同。因此若需要對水閘實施修復，需根據(jù)上下游、左右岸及水閘是整個樞紐中所處地位重新鑒別其等級，保障其自身防洪功能并確?？烧Ｊ褂?。

2.4 閘室結(jié)構(gòu)布置

對水閘的除險加固除了要加強對現(xiàn)有損傷的修復之外，還應注意對閘室的原結(jié)構(gòu)展開分析，了解多年前的設計是否符合現(xiàn)階段閘室功能需要。同時還應注意鑒定現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中存在的問題，在加固之后需要按照已經(jīng)加固之后的尺寸對其結(jié)構(gòu)重新分析并驗算其穩(wěn)定性。

3 不同險情水閘除險加固方案分析

主要包括5個方面的內(nèi)容：

3.1 結(jié)構(gòu)老化水閘的除險加固

一些水閘在結(jié)構(gòu)上已經(jīng)出現(xiàn)了整體上的老化，例如鋼筋呈現(xiàn)出嚴重銹蝕情況或是已經(jīng)過度碳化，通常這類型構(gòu)建需要完全拆除，徹底重建。若水閘只是局部炭化，可直接將碳化層鑿除并針對已經(jīng)被銹蝕的鋼筋進行除銹操作，之后用混凝土或是高強砂漿將鑿除部分修補。若碳化情況不重，可使用優(yōu)質(zhì)涂料修補。

一些部件表面可能由于水流沖擊存在裂縫情況，處理上可將裂縫表面鑿出一條槽溝，使用環(huán)氧砂漿、防水快凝砂漿、丙乳砂漿或是預縮水泥砂漿來修復。若裂縫已經(jīng)出現(xiàn)了貫穿現(xiàn)象或是在防滲上有特別要求，則應鑿槽封閉，再鉆孔灌漿處理。

3.2 滲流穩(wěn)定復核不合格的除險加固

對于這類型病險，處理上可以通過增設或修復出逸段排水反濾或是增加垂直與水平防滲長度來實現(xiàn)。垂直處理方面，主要在于設置塑性防滲墻、攪拌樁防滲墻以及高壓噴射防滲墻等；水平處理方面，主要在于在水流上游部位加強修補防滲鋪蓋的止水與裂縫。若水閘已經(jīng)出現(xiàn)地基脫空現(xiàn)象，應注意灌漿操作，保障地基與地板之間接觸的緊密性。同時還應加強對地基樁基的監(jiān)控，尤其是淤泥質(zhì)的地基，一旦發(fā)現(xiàn)脫空現(xiàn)象需及時補灌，避免接觸滲流產(chǎn)生更大程度破壞。

3.3 隱患病險的除險加固

除險加固除了要對現(xiàn)有問題實施修復外，還應注意對潛在隱患的排查。在汛期階段，只能夠?qū)⑺唤档蛠磉\行，此階段水閘調(diào)蓄能力相對較弱，一些存在潛在危險的部位會直接對整個水閘的使用效力產(chǎn)生影響。因此除險加固也應注意對潛在病險的排查工作，同時注意修復使用材料的有效性，避免修復時仍使用劣質(zhì)材料，否則可能需反復修復，造成物力財力的無端浪費。

3.4 閘室穩(wěn)定性的除險加固

由于部分水閘的閘室已經(jīng)不再滿足于現(xiàn)有防洪要求，因此應針對地基承載能力不足以及整體穩(wěn)定性缺失的水閘注意振沖加密或灌漿操作。若閘室整體上已經(jīng)出現(xiàn)了不均勻沉降，沉降影響到閘門的正常開合，可采用高壓濃漿將閘基以及土體抬起，將閘底高程恢復。若水閘已經(jīng)存在閘基掏空(由溯源沖刷或消能工失效造成)情況，應使用防滲墻圍封，之后灌漿處理；也可將局部掏空部分拆除之后再回填。

3.5 完善水閘除險加固后管理機制

存在病險的水閘加固工程周期長、投資大，因此應實施分級管理，由政府撥款建立專項除險加固資金，保障水閘修復管理的有效性，避免由于資金不足影響到加固除險工程的進展。相關人員應盡快建立適合市場運行的管理機制，讓水閘產(chǎn)權(quán)明晰化、投資多元化、服務優(yōu)質(zhì)化，逐步實現(xiàn)水閘管理的良性運行。同時應加強水閘管理人員的培訓工作，在管理細則上明確規(guī)定，讓管理機制實現(xiàn)規(guī)范化與科學化。

[1]馬橋,李桂保.淺析病險水閘形成原因分析及除險加固建議[J].科技創(chuàng)新導報,2010(26):103.

1007-7596(2014)10-0285-02

2014-04-29

鐘國鋒(1972-)，男，廣東五華人，工程師。

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