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        水閘除險加固的必要性和綜合方法策略

        2016-08-10 14:22:41何化文
        大科技 2016年9期
        關(guān)鍵詞:病險除險水閘

        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,且工程已進人病險高發(fā)期,病險問題愈來愈嚴(yán)重。由于社會經(jīng)濟的不斷發(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)先進性、科學(xué)性和經(jīng)濟性。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)濟和社會進步的要求

        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)濟持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。社會經(jīng)濟發(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??茖W(xué)主動的去發(fā)現(xiàn)問題,建立安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的管理體系。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,因此是很有必要進行水閘的除險加固,要想徹底解決病險問題,需要進一步加強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,進行檢查、觀測、巡查、維修養(yǎng)護等相關(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.

        TV698.2+2

        A

        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。

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