徐廣忠

（丹東市水務(wù)服務(wù)中心，遼寧丹東118000）

0 引言

在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，水閘病害現(xiàn)象將逐步顯露，對(duì)水閘的正常使用造成巨大的威脅[1-3]。針對(duì)長(zhǎng)期使用的水閘進(jìn)行安全檢測(cè)分析是十分必要的，準(zhǔn)確劃分水閘病害等級(jí)，可為水閘后期治理提供參考[4-6]。針對(duì)不同危害程度的水閘，采用不同的治理措施，如除險(xiǎn)加固、拆除重建等方案，可以有效節(jié)約工程投資，改善水利工程的安全性，具有十分重要的研究意義[7,8]。下文結(jié)合南深泓閘工程，采用多種方法對(duì)水閘安全進(jìn)行初步鑒定，為后續(xù)除險(xiǎn)工作提供基礎(chǔ)資料。

1 工程概況

新沂河自嶂山閘始至燕尾港鎮(zhèn)入灌河，全長(zhǎng)146 km。新沂河始建于1949年，初建設(shè)計(jì)流量3 500 m3/s，隨著實(shí)際洪水量加大，標(biāo)準(zhǔn)提高至6 000 m3/s。新沂河海口控制工程是重要工程項(xiàng)目。南深泓閘建成于1999年6月，南深泓閘共12孔，單孔凈寬10.0 m，一期工程設(shè)計(jì)過(guò)閘流量為2 340 m3/s，二期工程設(shè)計(jì)流量為2 425 m3/s。閘身為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總寬為134.1 m，閘型為開敞式實(shí)用堰型，基礎(chǔ)為沉井群，底高程為-21.5 m。閘底高程為-2.0 m，閘頂高程為5.5 m。

2 工程觀測(cè)

根據(jù)工程規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及管理運(yùn)用要求，管理單位對(duì)該閘進(jìn)行的觀測(cè)項(xiàng)目有垂直位移觀測(cè)、河床變形觀測(cè)和測(cè)壓管觀測(cè)。

2.1 垂直位移觀測(cè)

南深泓閘為開敞式實(shí)用堰型，基礎(chǔ)為沉井群，兩側(cè)各設(shè)立1個(gè)沉井式岸墻和6個(gè)空箱岸墻。工程底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為左岸墻底板7塊，閘身底板6塊，右岸墻底板7塊，從左到右依次編號(hào)；并從上游至下游，從左到右順時(shí)針?lè)较驅(qū)γ繅K底板布設(shè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，共計(jì)布設(shè)80個(gè)。

1）工程整體沉降情況

南深泓閘各測(cè)點(diǎn)整體位移量較大，其中底板1-1和底板6-4累計(jì)位移量最大，為264.7 mm。初步分析為，海邊土質(zhì)較差，促使工程整體下沉，但相鄰標(biāo)點(diǎn)間隔沉陷量相對(duì)平均，沒(méi)有突變，符合工程沉陷變化規(guī)律。

從觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分析，工程垂直位移還未趨于穩(wěn)定，平均每年整體下沉約2 cm，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，該情況已經(jīng)對(duì)建筑物擋潮高度產(chǎn)生影響，極有可能出現(xiàn)原擋潮高度不足的情況。

2）一、二期工程對(duì)建筑物沉降影響

觀測(cè)工作開始于1999年8月，高程引自管理所院內(nèi)國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅱ連六15—1，在建成后到2006年之間沉降較小，且基本趨于穩(wěn)定，但在2006到2010年之間呈現(xiàn)逐年上浮的趨勢(shì)，初步分析是自2006年燕尾港化工園區(qū)企業(yè)增多，大量開采地下水導(dǎo)致引測(cè)管理所院內(nèi)國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅱ連六15—1下沉較多，且引測(cè)的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)高程值未及時(shí)修正所致。2010年10月，工程工作基點(diǎn)考證引測(cè)改為距離工程10 km的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅱ連六14高程，修正了該點(diǎn)高程值，工程各測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)較大的沉降，各點(diǎn)高程呈現(xiàn)較大幅度回歸。2012年，在新沂河中深泓閘的北岸、交通道路的西側(cè)通過(guò)鉆探成井，安裝了巖基觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，2013至2015年，每年對(duì)巖基點(diǎn)高程考證2次，2015年至今，高程均由巖基點(diǎn)引測(cè)。

2.2 河床變形觀測(cè)

按照觀測(cè)規(guī)程要求，在南深泓閘上、下游各布設(shè)8個(gè)斷面進(jìn)行河床變形觀測(cè)，每年汛前觀測(cè)一次，此次取上下游各1個(gè)斷面進(jìn)行比較分析，如圖1所示。對(duì)比河床設(shè)計(jì)斷面形狀、2015年及2016年河床斷面形狀。通過(guò)對(duì)比，上下游河床均有較為明顯的侵蝕、沖刷現(xiàn)象，河床標(biāo)高有所降低。

圖1 河床斷面比較圖

工程共布設(shè)測(cè)壓管21根，均分布在底板上，其中13根測(cè)壓管已堵塞，經(jīng)用高壓水泵沖洗，未見(jiàn)明顯效果，012、013、031、032、041、042、043、044共8根測(cè)壓管能正常觀測(cè)。測(cè)壓管每月觀測(cè)一次，此次數(shù)據(jù)為2016年觀測(cè)數(shù)據(jù)，選取其中靈敏度較好的測(cè)壓管數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，見(jiàn)圖2。

圖2 南深泓閘3個(gè)測(cè)點(diǎn)水位過(guò)程線圖

管中水位變化與上下游水位變化的關(guān)系符合規(guī)律，且未發(fā)現(xiàn)底板揚(yáng)壓力異常。

3 水閘結(jié)構(gòu)安全存在的問(wèn)題

根據(jù)管理單位日常巡查、定期檢查及特別部位檢查情況，目前南深泓閘存在的主要問(wèn)題有：

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)

1）混凝土多處出現(xiàn)脹裂、脫落現(xiàn)象，其中情況較嚴(yán)重的有：1號(hào)孔左墩大面積脹裂混凝土剝落露筋；4號(hào)孔右墩大面積脹裂；7號(hào)孔右墩現(xiàn)有頭部混凝土剝落，鋼筋銹蝕；9號(hào)孔左墩下游墩頭開裂嚴(yán)重，左墩大面積脹裂；10號(hào)孔左墩大面積脹裂等。鋼筋大面積露出銹蝕，混凝土普遍碳化嚴(yán)重。

2）部分排架混凝土質(zhì)量差，有蜂窩麻面現(xiàn)象，局部出現(xiàn)混凝土內(nèi)部嚴(yán)重砂漿缺失。岸墻之間的伸縮縫出現(xiàn)較大開裂，左側(cè)第一、二節(jié)岸墻伸縮縫頂部寬12 cm。

3.2 啟閉機(jī)、電氣設(shè)備及自動(dòng)化設(shè)備

南深泓閘共有12臺(tái)2×160 kN卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，1998年投入運(yùn)行，目前運(yùn)行良好。但部分制動(dòng)器左右閘瓦間隙大小不一，齒輪磨損。

自動(dòng)化及視頻監(jiān)控系統(tǒng)2007年投入使用，由于常年化工廠腐蝕性氣體的排放及臨海的鹽化作用，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備造成較大影響，目前系統(tǒng)損壞嚴(yán)重，PLC柜CPU損壞，控制主機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，上下游球機(jī)、硬盤錄像機(jī)等損壞。

供電線路原由燕尾鎮(zhèn)10 kV變電所通過(guò)架空線路接入中深泓閘配電柜，再通過(guò)低壓出線架空線路供給南、北深泓閘動(dòng)力和照明，受臺(tái)風(fēng)影響及淤土層基礎(chǔ)情況不好，架空線路桿線經(jīng)常傾斜，影響線路安全，雖然經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)但仍存在較大隱患。

備用電源采用的柴油發(fā)電機(jī)組老化嚴(yán)重，閘區(qū)無(wú)照明設(shè)施。

3.3 閘門及埋件

南閘鋼閘門涂層厚度局部不符合要求；門體及其主要構(gòu)件銹蝕嚴(yán)重；閘門的導(dǎo)輪、壓板、軌道等零部件銹蝕。2017年4月，管理所通過(guò)申請(qǐng)省級(jí)維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)95萬(wàn)元對(duì)閘門等進(jìn)行了噴鋅防腐處理。

3.4 公路橋

公路橋凈寬4.0 m，橋面高程6.0 m，按汽－10設(shè)計(jì)，履－50校核。根據(jù)定期檢查和檢測(cè)，存在問(wèn)題如下：

1）板梁混凝土普遍存在裂縫，部分混凝土脫落，鋼筋外露、銹蝕嚴(yán)重，其中：1號(hào)孔板梁縱向通長(zhǎng)裂縫4條，局部露筋嚴(yán)重；2號(hào)孔板梁上游端混凝土脫落露筋，鋼筋銹蝕，跨中6 m范圍內(nèi)開裂；3號(hào)孔板梁脹裂露筋嚴(yán)重；4號(hào)孔板梁混凝土脫落鋼筋銹斷；5號(hào)孔板梁脹裂露筋嚴(yán)重；6號(hào)孔板梁開裂；7號(hào)孔板梁露筋，鋼筋銹斷；8號(hào)孔板梁脹裂混凝土脫落露筋；9號(hào)孔板梁右墩脹裂；10號(hào)孔板梁縱向開裂最大縫寬4 mm；11號(hào)孔板梁混凝土剝落露筋嚴(yán)重；12號(hào)孔板梁混凝土剝落露筋嚴(yán)重。

2）欄桿出現(xiàn)露筋、混凝土脹裂現(xiàn)象，破損嚴(yán)重。加之工程所在道路溝通灌云燕尾港化工區(qū)和灌南堆溝化工區(qū)，前幾年來(lái)往車輛流量大、重載車多、超重現(xiàn)象普遍，公路橋現(xiàn)狀難以滿足安全運(yùn)行的要求。

3.5 上下游引河

從歷年的河床變形觀測(cè)成果看，上下游現(xiàn)狀河道河床容積及行洪斷面積在減少，尤其是上游河道淤積嚴(yán)重，淤積量達(dá)到10萬(wàn)m3。

3.6 觀測(cè)設(shè)施

工程垂直位移觀測(cè)設(shè)施及河床變形觀測(cè)斷面樁正常。測(cè)壓管存在的問(wèn)題：施工時(shí)，施工方未按規(guī)范布設(shè)。有的底板一根未布設(shè)，有的底板布設(shè)5～6根，且每塊底板布設(shè)的數(shù)量、位置不統(tǒng)一。堵塞嚴(yán)重，目前21根測(cè)壓管中，13根堵塞，其余靈敏度不高，滲透系數(shù)較小；海口閘各閘均無(wú)上下游水位、流量測(cè)量等水文觀測(cè)設(shè)施，在新沂河大流量行洪時(shí)，為了測(cè)得各閘實(shí)際行洪流量，保證閘運(yùn)行安全，需采用人工在下游船測(cè)，危險(xiǎn)性較大。

3.7 其他問(wèn)題

新沂河?？诳刂乒こ坦芾硭挥谶B云港燕尾港化工園區(qū)（也稱臨港產(chǎn)業(yè)園），園區(qū)擁有近60家的化工企業(yè)。管理所處于化工企業(yè)的包圍之中，生存環(huán)境惡劣。未來(lái)園區(qū)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，周圍空氣質(zhì)量將進(jìn)一步惡化，嚴(yán)重影響管理所職工的正常生活。目前，燕尾鎮(zhèn)政府已全部完成整體搬遷，在遠(yuǎn)離園區(qū)的地方新建新區(qū)用于辦公居住生活，新沂河?？诳刂乒こ坦芾硭矊⒚媾R搬遷和管理的問(wèn)題。

4 采取措施

1）成立組織機(jī)構(gòu)。針對(duì)在工程管理過(guò)程中出現(xiàn)的建筑物、機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備等問(wèn)題，成立了江蘇省新沂河?？诳刂乒こ棠?、北深泓閘現(xiàn)狀調(diào)查領(lǐng)導(dǎo)小組開展現(xiàn)狀調(diào)查工作。

2）檢查和檢測(cè)。委托對(duì)南、北深泓閘進(jìn)行全面檢查，管理所對(duì)脹裂、露筋、剝落等部位長(zhǎng)期跟蹤觀察。并邀請(qǐng)資質(zhì)單位對(duì)南、北深泓閘進(jìn)行安全綜合評(píng)價(jià)，評(píng)定新沂河?？诳刂乒こ棠?、北深泓閘為三類閘。

3）維修養(yǎng)護(hù)。為更準(zhǔn)確地進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)及校驗(yàn)地區(qū)沉降，新建了海口巖基觀測(cè)點(diǎn)；為保障下游導(dǎo)流墻穩(wěn)定，緩解墻后淤積的土壓力，每年都進(jìn)行清淤工程；為消除沿海臺(tái)風(fēng)對(duì)架空線路的影響，取消10 kV架空線路，將中深泓閘配電柜低壓出線供給南、北深泓閘動(dòng)力和照明。

4）針對(duì)南深泓閘公路橋的板梁混凝土普遍存在裂縫，部分混凝土脫落，鋼筋外露、銹蝕嚴(yán)重的情況，現(xiàn)已采取限行措施，禁止機(jī)動(dòng)車通行。

5）收集相關(guān)臺(tái)賬形成調(diào)查報(bào)告。

5 結(jié)論與建議

目前，工程設(shè)施定期進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，安全檢測(cè)結(jié)果為能滿足日常運(yùn)行要求。但同時(shí)也存在較多問(wèn)題，建議針對(duì)該閘進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)（混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)、混凝土碳化深度檢測(cè)、鋼筋保護(hù)層厚度及銹蝕狀況檢測(cè)、結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)、鋼閘門檢測(cè)、啟閉機(jī)和電氣設(shè)備檢測(cè)等）和安全復(fù)核（過(guò)流量復(fù)核、效能復(fù)核、滲流復(fù)核、穩(wěn)定復(fù)核、結(jié)構(gòu)復(fù)核），進(jìn)行全面的安全鑒定，盡快除險(xiǎn)加固。