□張克寧

南水北調(diào)中線一期工程自2014年12月12日正式通水以來(lái)，已經(jīng)全面通水6周年，隨著工程供水量持續(xù)快速增加，優(yōu)化了我國(guó)水資源配置格局，有力支撐了受水區(qū)和水源區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，全力促進(jìn)了生態(tài)文明建設(shè)。河北省水資源短缺，地下水超采嚴(yán)重，南水北調(diào)工程的建設(shè)有效緩解我省水資源供需矛盾，為我省經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來(lái)巨大效益。工程自第1年度(2014—2015)引江水量不足1.00億m3，到今年第6個(gè)年度（2019—2020）引江總量36.51億m3，有力改善了我省中南部地區(qū)供用水結(jié)構(gòu)，大幅度提高了受水區(qū)供水保障率，明顯提升了居民飲用水水質(zhì)，群眾的幸福感和獲得感越來(lái)越強(qiáng)。

分水口工程是河北省南水北調(diào)配套工程中最基本的水工建筑物之一，對(duì)南水北調(diào)流量控制和水量分配發(fā)揮著重要作用，分水口工程及相關(guān)設(shè)施的平穩(wěn)、安全、高效運(yùn)行，是保證整體工程安全平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。

1.工程基本情況

1.1 石津干渠工程簡(jiǎn)介

石津干渠工程是河北省南水北調(diào)配套工程重要組成部分，概算總投資63.92億 元，2014年7月 批 復(fù) 可 行 性 研究，2014年12月批復(fù)初步設(shè)計(jì)。

石津干渠工程自中線總干渠田莊分水口分水沿太平河南岸布置無(wú)壓箱涵，至趙陵鋪進(jìn)水閘下游匯入現(xiàn)有的灌溉渠道（石津灌區(qū)總干渠），利用石津灌區(qū)總干渠輸水至軍齊后分為滄州支線和衡水支線。石津干渠工程渠首設(shè)計(jì)流量50.0m3/s，多年平均設(shè)計(jì)引江水量約10.5億m3，承擔(dān)著向石家莊、滄州、衡水市區(qū)及沿線縣（市、區(qū)）的供水任務(wù)，同時(shí)擔(dān)負(fù)著崗南、黃壁莊水庫(kù)向下游灌區(qū)的輸水任務(wù)。石津干渠輸水線路總長(zhǎng)253.08km，其中，田莊暗渠4.07km，滄州壓力箱涵89.96km，渠道工程159.05km。沿線設(shè)有15座城市分水口、26座節(jié)制閘、6座跌水、26座農(nóng)業(yè)分水閘、103座農(nóng)業(yè)分水口、8座退水閘。

1.2 田莊暗渠工程簡(jiǎn)介

田莊暗渠是石津干渠的渠首段工程，工程起點(diǎn)為南水北調(diào)中線工程田莊分水口末端，線路沿古城西路南側(cè)規(guī)劃綠化帶布置，于趙陵鋪匯入石津干渠明渠段，將南水北調(diào)中線總干渠與現(xiàn)有石津灌渠相連，是下游所有供水目標(biāo)的關(guān)鍵通道，總長(zhǎng)4.07km，縱坡坡率1/2538，非灌溉期設(shè)計(jì)流量50m3/s，灌溉期設(shè)計(jì)流量35m3/s。工程具體包括：進(jìn)口連接段、進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室段、洞身段、西北水廠分水口、出口閘室段、出口連接段，見(jiàn)圖1。

田莊暗渠工程進(jìn)口閘底檻高程為72.11m，設(shè)有2扇鋼復(fù)鑄鐵閘門(mén)，門(mén)高4.2m，采用手電兩用數(shù)字螺桿啟閉機(jī)，容量為200/100kN。田莊暗渠工程出口閘高程70.55m，出口閘設(shè)有2扇鋼復(fù)鑄鐵閘門(mén)，目前均為雙向擋水，門(mén)高3.80m，采用手電兩用數(shù)字螺桿啟閉機(jī)，容量為200/100kN。

1.3 西北水廠分水口工程簡(jiǎn)介

原石家莊市西北水廠分水口位于工程首端，樁號(hào)0+007.00。在田莊暗渠工程建設(shè)階段將西北水廠分水口調(diào)整至田莊暗渠右洞，樁號(hào)1+487.548，與田莊暗渠正交，后接石家莊市南水北調(diào)配套輸水管道工程，分水口下游為1孔鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)10m，孔口尺寸2m×2m，洞底高程71.55m，箱涵中部設(shè)2m×2m鑄鐵閘門(mén)，設(shè)計(jì)流量4.1m3/s。西北水廠分水口工程由于沒(méi)有永久征地指標(biāo)，無(wú)法解決征遷問(wèn)題，設(shè)計(jì)單位結(jié)合實(shí)際情況，采用豎井式結(jié)構(gòu)形式，將閘室、啟閉機(jī)室等建筑均布置在地面以下。豎井為矩形斷面，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為2.8m×3.2m，頂高程83.00m，在高程77.95m處設(shè)啟閉機(jī)平臺(tái)，啟閉機(jī)采用手電兩用數(shù)字式螺桿啟閉機(jī)。分水口工程按照設(shè)計(jì)已完成施工，西北水廠分水口于2015年2月投入使用。

2.工程存在問(wèn)題

2.1 有關(guān)設(shè)備設(shè)施容易腐蝕

由于西北水廠分水口3層結(jié)構(gòu)位于地面以下，且與通水的混凝土箱涵聯(lián)通，啟閉機(jī)室內(nèi)長(zhǎng)期存在大量水蒸氣，陰暗潮濕環(huán)境引起電氣設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重，元器件已發(fā)霉；分水口閘門(mén)長(zhǎng)期處于全開(kāi)狀態(tài)，絲杠與啟閉機(jī)銹蝕，閘門(mén)啟閉機(jī)設(shè)備已不能實(shí)現(xiàn)原有設(shè)計(jì)功能。

2.2 用電安全存在隱患

由于分水口與輸水通道相通，環(huán)境潮濕，啟閉機(jī)室內(nèi)設(shè)備存在漏電、短路、燒毀等安全隱患。

2.3 有限空間安全隱患

啟閉機(jī)室位于地面以下封閉環(huán)境中，自然通風(fēng)不良，空氣流通不暢，可能存在一氧化碳、硫化氫、蒸汽等有毒有害物質(zhì)，具有一定安全隱患。

3.改造完善方案

田莊暗渠分水口工程已通水運(yùn)行近5年，工程管理水平逐步提高，為使工程管理水平和工程整體面貌再上一個(gè)新臺(tái)階，解決工程中存在的各種問(wèn)題成為當(dāng)前工作重點(diǎn)，結(jié)合西北水廠分水口工程實(shí)際情況，為實(shí)現(xiàn)分水口閘門(mén)及相關(guān)設(shè)備設(shè)施設(shè)計(jì)功能，分水口工程主要完成以下改造和完善。

3.1 閘門(mén)啟閉機(jī)室改造

3.1.1啟閉機(jī)室位改造完善

西北水廠分水口目前已經(jīng)圈入西北泵站永久征地范圍內(nèi)，因此在原分水口混凝土墻結(jié)構(gòu)上，新建了單層框架結(jié)構(gòu)啟閉機(jī)室，建筑面積約19m2，將啟閉機(jī)室布置在地面以上，解決啟閉機(jī)室內(nèi)陰暗潮濕問(wèn)題。

3.1.2 啟閉機(jī)室設(shè)計(jì)要求

將啟閉機(jī)安裝高程抬高到地面以上，原西北水廠分水口混凝土墻頂高程由83.0m加高至83.6m，并在混凝土墻頂新建啟閉機(jī)平臺(tái)。為保證新老墻體結(jié)合的緊密性，對(duì)原混凝土墻頂進(jìn)行人工鑿毛、并用水槍沖洗干凈工作面。根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙上的鋼筋分布位置用風(fēng)鉆對(duì)原墻體進(jìn)行鉆眼，鉆孔直徑與所植鋼筋直徑匹配，鉆孔處需灌注同標(biāo)號(hào)砂漿后再插入鋼筋。建筑風(fēng)格為現(xiàn)代風(fēng)格，屋頂形式采用平屋頂加斜檐口，外涂乳膠漆，整體造型簡(jiǎn)潔大方。

3.2 金屬結(jié)構(gòu)改造

3.2.1 分水口閘門(mén)保持不變

分水口閘底高程71.55m，設(shè)計(jì)水頭3.2m，設(shè)置了1扇單吊點(diǎn)平面鑄鐵工作閘門(mén)，尺寸2.0m×2.0m（寬×高），閘門(mén)及門(mén)框重2.0t。因?yàn)椴捎描偛讳P鋼止水，閘門(mén)結(jié)構(gòu)狀況較好，可繼續(xù)使用。

3.2.2 更換原啟閉機(jī)

由于原啟閉機(jī)銹蝕嚴(yán)重已無(wú)法使用，以及啟閉機(jī)安裝高程的變化（由77.95m移至83.60m位置），所以原螺桿長(zhǎng)度已不能滿(mǎn)足要求，購(gòu)置了一臺(tái)手電兩用螺桿式啟閉機(jī)。啟閉機(jī)采用手電兩用數(shù)字式螺桿啟閉機(jī)，容量為100/50kN，揚(yáng)程3.6m，螺桿長(zhǎng)度約11.0m，啟閉機(jī)自重0.7t，在原啟閉機(jī)安裝高程77.95m設(shè)置螺桿支撐座。啟閉機(jī)配備了開(kāi)度指示裝置、拉壓雙向荷載限制裝置及機(jī)械式上下極限限位開(kāi)關(guān)。閘門(mén)操作方式為動(dòng)水啟閉，局部開(kāi)啟。

3.2.3 啟閉機(jī)其他配套設(shè)備要求

圖1工程示意圖

豎井內(nèi)視頻埋管等移至新建啟閉機(jī)室內(nèi)，并完成相應(yīng)電源接線、防雷接地、照明等設(shè)計(jì)要求。

3.3 電氣設(shè)備改造

由于原啟閉機(jī)現(xiàn)地控制屏柜體腐蝕，元器件發(fā)霉，對(duì)原啟閉機(jī)現(xiàn)地控制屏進(jìn)行了更換，包括新建啟閉機(jī)室防雷接地及南水北調(diào)配套自動(dòng)化工程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)埋管等。

3.3.1 電氣設(shè)備選型

電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)選型以技術(shù)性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、防護(hù)功能高、維護(hù)檢修方便、技術(shù)先進(jìn)為原則。屏體選用PK-10型，內(nèi)裝空氣開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器、電流/電壓表計(jì)、UPS不間斷電源、開(kāi)度荷重儀、直流模塊等，并預(yù)留水位計(jì)儀表、遠(yuǎn)程I/O模塊等設(shè)備的安裝位置。啟閉機(jī)現(xiàn)地控制屏為屏前檢修，靠墻安裝。

3.3.2 供電方式

西北水廠分水口設(shè)置1臺(tái)手電兩用螺桿啟閉機(jī)，單機(jī)功率3kW，其電源引自西北泵站低壓配電屏，經(jīng)1路低壓電力電纜管敷設(shè)至新建閘門(mén)啟閉室現(xiàn)地控制屏，為閘室內(nèi)各用電負(fù)荷供電。

4.改造取得效果

西北水廠分水口工程及相關(guān)設(shè)備設(shè)施經(jīng)過(guò)改造完善，取得了較好的效果。

4.1 解決設(shè)備腐蝕問(wèn)題

啟閉機(jī)室新建到地面以上后，解決了室內(nèi)潮濕問(wèn)題，有效防止了電器設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題的發(fā)生。

4.2 便于設(shè)備設(shè)施日常維修養(yǎng)護(hù)

啟閉機(jī)室內(nèi)電氣設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)位于地面以上后，方便了設(shè)備設(shè)施日常維護(hù)。

4.3 減少安全隱患

啟閉機(jī)室新建到地面以上后，有效的預(yù)防了設(shè)備漏電、短路、燒毀等安全隱患，減少了工作人員進(jìn)入有限空間的頻率，將安全隱患降到最低。

4.4 提高工程形象

在原分水口混凝土墻結(jié)構(gòu)上新建啟閉機(jī)室的與其他配套工程整體面貌保持一致，提高了工程形象。

5.維修養(yǎng)護(hù)建議

為了保障西北水廠分水口工程及相關(guān)設(shè)備設(shè)施的正常使用，保證分水口以下居民安全用水，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)構(gòu)提出了工程及設(shè)備設(shè)施維修養(yǎng)護(hù)建議?，F(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)構(gòu)應(yīng)按照“經(jīng)常養(yǎng)護(hù)，隨時(shí)維修，養(yǎng)重于修，修重于搶”的原則，結(jié)合工程設(shè)施每年檢查出的問(wèn)題、缺陷情況編制閘門(mén)、啟閉機(jī)及電氣設(shè)備的年度維護(hù)計(jì)劃，并嚴(yán)格落實(shí)。

5.1 閘門(mén)定期維修養(yǎng)護(hù)

由于分水口閘門(mén)位于地下，且與通水暗涵相通，潮濕環(huán)境對(duì)鋼閘門(mén)具有一定的腐蝕作用，所以在閘門(mén)的使用過(guò)程中更需要科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，以延長(zhǎng)水工閘門(mén)的使用壽命，保證水工建筑的正常運(yùn)行。

5.1.1 做好閘門(mén)保潔工作

在閘門(mén)的運(yùn)行中，經(jīng)常對(duì)閘門(mén)及門(mén)槽上的附著物，例如：水生物、雜草、污物進(jìn)行清理，防止這些污染物對(duì)閘門(mén)產(chǎn)生腐蝕。

5.1.2 做好閘門(mén)的防銹、防腐工作

閘門(mén)防銹、防腐主要通過(guò)粉刷保護(hù)涂料進(jìn)行保護(hù)。在涂保護(hù)涂料前應(yīng)當(dāng)先鏟除閘門(mén)上的油漬、銹漬、灰塵、水生物，完成后進(jìn)行底漆的涂刷，底漆徹底干透后涂上面漆。

5.1.3 做好閘門(mén)損壞零件更換工作

閘門(mén)的局部構(gòu)件（如水封裝置、緊固件、吊耳、吊座）老化、損壞時(shí)，應(yīng)予更換；閘門(mén)門(mén)葉及其梁系結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、扭曲、下垂時(shí)，應(yīng)矯形、補(bǔ)強(qiáng)或更換。

5.2 啟閉機(jī)定期維修養(yǎng)護(hù)

啟閉機(jī)械的維修主要是保障閘門(mén)的順利開(kāi)啟和關(guān)閉，在維修養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要及時(shí)添加啟閉機(jī)械齒輪間潤(rùn)滑油；經(jīng)常性對(duì)啟閉機(jī)及相關(guān)機(jī)械的清理，保持機(jī)械的整潔干凈。在制動(dòng)器上也應(yīng)經(jīng)常養(yǎng)護(hù)，保證制動(dòng)器的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.3 電氣設(shè)備日常維護(hù)

啟閉機(jī)電氣系統(tǒng)的設(shè)備眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦運(yùn)維管理不當(dāng)，則很可能引發(fā)嚴(yán)重的故障，為此，需要專(zhuān)業(yè)人員定期、不定期的對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行接線緊固、拆卸、清潔、潤(rùn)滑等檢修和保養(yǎng)，有效控制電氣設(shè)備故障發(fā)生率。

6.結(jié)語(yǔ)

主要對(duì)石津干渠田莊暗渠西北水廠分水口工程存在問(wèn)題、改造完善方案進(jìn)行了探析，并提出了分水口工程日常維修養(yǎng)護(hù)建議，為今后河北省南水北調(diào)配套類(lèi)似工程完善和維護(hù)提供了借鑒。

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