常倩倩，黃 松

（山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250013）

0 前言

湯河大閘位于臨沂市河東區(qū)何家灣村西湯河干流樁號10+500 處，閘上流域面積365.4 km2，屬淮河流域沭河水系。工程于1989 年建成，主要任務是攔蓄閘上來水補充石拉淵灌區(qū)灌溉用水和改善水生態(tài)環(huán)境。工程主要由湯河大閘、灌溉引水閘、灌溉干渠、管理設施等組成，但由于受當時經(jīng)濟、技術等多方面的制約，工程出現(xiàn)了很多問題。

1）門銹蝕損壞嚴重

湯河大閘鋼閘門嚴重變形、銹蝕，嚴重損壞，閘門止水橡皮老化嚴重，多處變形，部分已脫落，且部分閘槽脫落，起不到止水作用，閘門漏水嚴重。閘門后兩滑輪輪面不在同一鉛垂面上，起吊時閘門晃動。閘門啟閉不靈活，直接影響安全泄洪。工程及河道防洪安全與蓄水灌溉均沒有保證。湯河大閘閘前沒有設檢修閘門，不利于管理。

2）啟閉機老化、啟閉不靈活

湯河大閘啟閉設備運行已二十多年，部分機件銹蝕嚴重，啟閉不靈活，大滾輪不轉，鋼絲繩左右長度不等，四號閘、六號閘、七號閘剎車不靈敏，四號閘落下漏水嚴重伴有振動。

本文基于湯河大閘的實際情況對其滲流安全進行分析。

1 大閘概況

湯河大閘設計洪水標準為20 年一遇，相應洪峰流量1184 m3/s，50 年一遇洪水校核。大閘全長113.2 m，共10 孔，每孔凈寬10 m，閘門為10 m×5.4 m平面鋼閘門，配QPQ2×16 t卷揚機10 臺。

閘室為鋼筋混凝土結構，兩孔一聯(lián)。閘底板為齒墻平底板結構，厚1.5 m，垂水流向長23 m，順水流向長14.5 m，底板頂高程63.2 m。中墩厚1.2 m，縫墩厚0.9 m，邊墩頂部厚1.2 m，根部厚2.5 m。

閘室上游設鋼筋混凝土鋪蓋，長18.0 m，鋪蓋下設防滲板墻與巖石相接，深8.375 m。閘下設兩級平底消力坎，共長26.0 m。

工程等別應為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型，考慮到該閘的主要任務是攔蓄閘上來水補充石拉淵灌區(qū)灌溉用水和改善水生態(tài)環(huán)境，水閘的建筑物級別宜與堤防級別相適應，按現(xiàn)狀3 級建筑物考慮。

2 水文條件

2.1 流域概況

湯河大閘位于沭河支流湯河上，湯河入沭河口以上約10 km處，控制流域面積365.4 km2。湯河位于沂沭河之間，發(fā)源于沂南縣河陽鎮(zhèn)，流經(jīng)莒南縣許口，沂南縣河陽、葛溝，臨沂市湯頭、圪墩、相公、洪瑞、湯河等8 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，于臨沂市湯河鎮(zhèn)禹屋村東匯入沭河，是沭河下游比較大的一條支流,河道全長約57 km，流域面積470 km2。

2.2 氣象

湯河流域地處中緯度泰沂山南區(qū)，屬暖溫帶季風區(qū)大陸性氣候，降水量年際變化顯著，年內分布不均。冬季受西伯利亞高壓控制，多為偏北風，氣候寒冷，雨雪稀少。春季北方高壓勢力逐漸衰退，太平洋副熱帶高壓逐漸加強，氣溫回升較快，風多雨少。夏季炎熱多雨，雨季一般集中在6 月～8 月，雨量集中，強度較大，易造成洪澇災害。秋季氣溫降低，雨水減少，常有秋旱，有的年份亦發(fā)生秋澇。

根據(jù)流域內相公莊雨量站1976 年～2011 年降水資料統(tǒng)計，流域多年平均降水量797.1 mm，汛期6 月～9 月四個月降水量達571.2 mm，占全年降水量的71.7%。最大降水量1210.4 mm，發(fā)生在1982 年，最小降水量為544.5 mm，發(fā)生在1977 年，最大值是最小值的2.2 倍。據(jù)統(tǒng)計，流域內多年平均年最大24 小時面雨量為100.2 mm，1974 年實測年最大24 小時面雨量為224.9 mm，1950 年實測年最大24 小時面雨量為24.5 mm，最大值是最小值的9.2 倍。

3 滲流安全復核

3.1 防滲體系

湯河大閘水平防滲體系：閘上水平鋪蓋長18 m，前10.0 m為150#素混凝土結構，后8.0 m 為鋼筋混凝土結構，厚0.3 m；距閘室上游端7.0 m 鋪蓋下面設有高壓定向噴射灌漿防滲板墻，垂直水流向長136.0 m，深8.735 m 至基巖，板墻厚0.1 m～0.2 m；閘室底板長14.50 m，厚1.5 m，為鋼筋混凝土結構；排水孔前消力池長0.5 m，厚1.4 m，鋼筋混凝土結構。

側向防滲體系由上游圓弧翼墻、邊墩以及下游扭面組成。上游圓弧翼墻、長10 m，為砌石結構，墻體內設防滲混凝土板墻；邊墩為鋼筋混凝土結構，長14.5 m；下游扭面長23.0 m，采用漿砌石結構。

根據(jù)《臨沂市湯河大閘工程上游鋪蓋淺地層淺剖探測報告》，閘前的混凝土結構鋪蓋和鋼筋混凝土結構鋪蓋均有不同程度的損壞，且防滲墻未圍封整個河床，故影響閘基滲漏[1]問題。兩岸堤基置于②層礫質粗砂上，堤基下②層礫質粗砂分布連續(xù)，存在繞閘滲漏問題。

3.2 水閘滲流復核計算

3.2.1 計算方法

采用巖土工程計算軟件Geo-Studio 中的Seep/W 模塊來進行數(shù)值模擬。

3.2.2 計算參數(shù)

閘基各土料滲透系數(shù)見表1。

表1 滲透系數(shù)一覽表

3.2.3 計算工況

正常運行工況：閘前正常蓄水位68.10 m，閘下游水位平閘底板63.20 m。

非常運用工況：①閘前正常蓄水位68.10 m，閘下游水位平閘底板63.20 m，遇閘前止水失效；②閘前最高擋水位68.60 m，閘下游水位平閘底板63.20 m。

3.2.4 計算結果

水閘滲流復核計算結果見表2。由表2 可知，各種運行工況下滲透坡降值水平段均大于允許坡降，故滲透穩(wěn)定不滿足要求。

表2 水閘滲流復核計算表

根據(jù)《現(xiàn)場質量檢測安全鑒定報告》，由于該閘上游存在許多脫水企業(yè)和醬菜生產企業(yè)，生產污水長期排放，造成河道水質污染變黑、變臭，對工程結構造成的危害有待進一步查明。閘下排水設施，由于長期工作在污水環(huán)境下，化學物質的沉積固結，使大部分排水管淤積堵塞，改變了原設計運行條件，不利于水閘的滲透穩(wěn)定。

3.3 湯河大閘側向繞滲復核計算

上游圓弧翼墻為砌石結構，墻體內設防滲混凝土板墻，閘邊墩為鋼筋砼結構，下游均為漿砌石結構，擋墻后填土主要為含砂壤土。

3.3.1 計算方法

采用巖土工程計算軟件Geo-Studio 中的Seep/W 模塊來進行數(shù)值模擬。

3.3.2 計算參數(shù)

大堤各土料滲透系數(shù)見表3。

表3 滲透系數(shù)一覽表

3.3.3 計算工況

正常運用工況：閘前正常蓄水位68.10 m，閘下游水位平閘底板63.20 m。

非常運用工況：①閘前正常蓄水位68.10 m，閘下游水位平閘底板63.20 m，遇上游擋墻與邊墩之間止水失效工況；②閘前最高擋水位68.60 m，閘下游水位平閘底板63.20 m。

3.3.4 計算結果

水閘側向繞滲的滲透坡降結果見表4。由表4 可知，在正常蓄水位工況下，水平段與出口段的滲透坡降在允許范圍內，但是，隨著工程止水失效，滲透坡降也隨之增大，分別為0.51、0.66，均已超出允許值范圍；而在最高擋水位工況下，水平段與出口段滲透處于允許值范圍內。說明止水失效對壩體滲流的確影響大，主要原因可能是湯河大閘鋼閘門嚴重變形、銹蝕，部分閘槽脫落，漏水嚴重；雖然2012 年區(qū)水務局對湯河大閘以上部分進行了綜合治理，但閘上護坡仍然沒有進行維修加固，兩岸護坡漿砌石結構均存在勾縫砂漿大量剝落，漿砌石表面風化嚴重，部分漿砌石松動，局部塊石脫落。

表4 水閘側向繞滲的滲透坡降結果表

4 結論及建議

4.1 結論

根據(jù)滲透穩(wěn)定計算可知，在出口無保護條件下，安全復核計算滲透坡降值各種運行工況水平段值均大于允許坡降值，故滲透穩(wěn)定不滿足要求；水閘側向繞流復核計算在正常蓄水位68.10 m+止水失效條件下滲透坡降大于允許坡降。且實際工程中，消力池及下游翼墻排水孔淤堵嚴重，故滲流穩(wěn)定是不滿足要求的。

綜上所述，根據(jù)《水閘安全導則》（SL 214-2015），水閘的滲透穩(wěn)定不滿足要求。

4.2 建議

綜上所述，該閘屬于四類閘，運用指標無法達到設計標準，工程存在嚴重安全問題，需降低標準運用或報廢重建。降低標準運用會降低效益，且不能從根本上解決該閘所存在的嚴重安全問題。湯河大閘多年來為當?shù)氐纳鐣徒?jīng)濟發(fā)展做出了巨大的貢獻，是當?shù)夭豢苫蛉?、不可替代的大型水利工程，建議盡早報廢重建。在報廢重建前，應嚴格控制原閘運用指標，制定應急措施，加強監(jiān)測和監(jiān)控，封閉閘后交通，以保證工程安全和過往行人、車輛安全。