新疆博河流域病險水閘類型及處理措施

戴榮富

(博樂農(nóng)五師全新勘測設(shè)計有限公司，新疆博樂833400)

新疆博河流域病險水閘類型及處理措施

戴榮富

(博樂農(nóng)五師全新勘測設(shè)計有限公司，新疆博樂833400)

水閘是一種低水頭水工建筑物，具有擋水、泄水的雙重作用。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防洪、城市供水等方面作用較大。新疆博河流域有中小型水閘40余座，這些水閘主要用于農(nóng)業(yè)灌溉及小型水力發(fā)電。大多建成于1950—1970年，因當(dāng)時設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量較差，運行期間受種種原因的限制，沒有及時進行安全鑒定、除險加固，導(dǎo)致2/3水閘存在著各種安全隱患。文章對水閘存在的病險問題進行歸類并分析成因，提出處理措施建議。

博河流域;病險水閘;類型;形成原因;處理措施

1 博河流域病險水閘現(xiàn)狀

新疆博河位于新疆西緣，發(fā)源于別珍套山和阿拉套山匯河處的洪別林達(dá)坂，由西向東經(jīng)溫泉縣、博樂市注入艾比湖，全長252 km，多年平均徑流量為3.19億m3。河流洪水主要形成于季節(jié)性積雪融水型洪水和形成于低山帶的暴雨型洪水，以及兩者的混合型洪水。

博河流域內(nèi)已建大中型水閘40余座，主要承擔(dān)向下游引水灌溉、發(fā)電，防洪等作用。這些水閘大部分修建成于1950—1970年，因受修建時期經(jīng)濟條件、規(guī)程規(guī)范的限制，工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量較差。除了工程設(shè)計方面的問題外，水閘工程竣工后期的使用也存在著諸多弊端。水閘工程在使用期間，相關(guān)部門沒有擬定可靠的管理維護方案，導(dǎo)致水閘結(jié)構(gòu)性能失去了原有的可控制性，這些都不利于水資源的調(diào)度分配。另外，一些結(jié)構(gòu)性病害也引起了水閘病害率的上升，這些都會擾亂水閘正常作業(yè)的流程。

2 主要病險類型及形成原因

通過對博河流域進行調(diào)查分析，病險水閘存在的病險種類繁多，經(jīng)過分析整理，主要可分為以下5種類型:

2.1 設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低

水閘距離現(xiàn)在年代久遠(yuǎn)，設(shè)計當(dāng)時洪水資料、規(guī)范缺乏，設(shè)計經(jīng)驗不夠，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低。導(dǎo)致下泄洪水時，閘孔泄流能力不夠。

2.2 主要建筑物施工質(zhì)量較差

博河流域上的水閘大部分運行至今已經(jīng)70余年，因為建設(shè)時期，我國水利水電建設(shè)質(zhì)量等管理還沒形成體系，對水利水電工程認(rèn)識不到位，對建筑材料了解不夠，在勘測、設(shè)計、施工及建設(shè)管理等方面都存在一定的缺陷。水閘工程建好初期，使用時并沒有發(fā)現(xiàn)任何形式的水閘病害，經(jīng)過一段時間的輸水應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)水閘建筑開始出現(xiàn)了多種病害問題。一般情況下，水閘使用20 a左右，便會有明顯的裂縫、滲漏等病害現(xiàn)象，并且設(shè)置帶水閘結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋等逐漸暴露。水閘病害容易造成其輸水功能的局限性，擾亂了內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作的協(xié)調(diào)性。導(dǎo)致水閘存在安全隱患。

2.3 配套設(shè)施不完善

2.3.1 水閘均無閘房

早期政府致力于經(jīng)濟事業(yè)發(fā)展，對水利工程建設(shè)沒有給予足夠的重視，水閘工程建造的總質(zhì)量不合格，影響了其配套設(shè)施功能的持續(xù)發(fā)揮。從項目建造情況看，地方政府對于項目資金的輔助政策不足，水工建筑物未引用各種配套設(shè)施。水閘均沒有配置可用的閘房，這些對于水閘日常作業(yè)是很不利的。

2.3.2 所有水閘均無觀測設(shè)施

正常情況下，水閘在輸水作業(yè)期間的相關(guān)指標(biāo)會發(fā)生變化，對水閘進行監(jiān)測是很有必要的。而過去水閘建設(shè)沒有配備專用的觀測設(shè)施，導(dǎo)致水閘內(nèi)出現(xiàn)裂縫、滲漏、水位異常時，不能及時被發(fā)現(xiàn)。

2.4 與農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展不相適應(yīng)

修建水閘當(dāng)時，只考慮了現(xiàn)狀灌溉面積，按照運用渠道引水至田間，進行地面灌溉。隨著博河灌區(qū)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，灌溉面積增加，節(jié)水灌溉面積已達(dá)到60%。水質(zhì)、水量都不能滿足灌溉要求。

2.5 年久失修，存在諸多問題

問題具體有6個:

1)河勢改變，引水不利。河道運行中，主流改變，原來的凸岸變成凹岸，引水極為不利。

2)引水口、引水渠道為臨時結(jié)構(gòu)，下游存在安全隱患。引水口、引水渠道為臨時結(jié)構(gòu)，運行中北洪水沖毀，未及時維修，勉強運行，對下游造成嚴(yán)重威脅。

3)閘下消能防沖設(shè)施損壞。閘下消能防沖設(shè)施損毀嚴(yán)重，不適應(yīng)設(shè)計過閘流量的要求，或閘下未設(shè)消能防沖設(shè)施，危及主體工程安全。

4)鋼閘門表面涂層早已剝落，銹跡斑斑;止水螺栓銹蝕，止水橡膠老化斷裂;閘門運行時振動劇烈，對閘體穩(wěn)定有影響。

5)啟閉機底部出現(xiàn)裂紋，機體銹蝕，機身固定螺栓松動，部分零部件銹蝕變形，運行時產(chǎn)生異常聲響，機輪及螺桿嚴(yán)重磨損，螺桿發(fā)生一定彎曲變形，制動裝置磨損嚴(yán)重，機械運轉(zhuǎn)不靈活，操作過程中有時出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響閘門正常啟閉。

6)機電設(shè)備嚴(yán)重老化、損壞，供電線路有漏電、斷路現(xiàn)象，電機及控制設(shè)備老化，安全保護裝置已不可靠，這使水閘運行存在明顯的安全隱患。

3 病險水閘問題處理措施

除險加固是消除水閘病害、恢復(fù)水閘原有功能的重要手段。結(jié)合水閘出現(xiàn)病害的原因，提出以下處理措施建議。

3.1 做好水閘安全鑒定

水閘安全鑒定是水閘安全運行保障體系中最基本的工作，通過安全鑒定，可以對博河流域水閘現(xiàn)實狀況有較全面客觀的認(rèn)識，根據(jù)鑒定結(jié)果，科學(xué)地安排水閘的運行管理。鑒定過程中，若發(fā)現(xiàn)異常問題應(yīng)提前采取措施處理，防止水閘正式作業(yè)后發(fā)生各種問題。

3.2 水閘閘底及閘側(cè)滲漏處理

1)閘底滲漏處理:對于水閘上游鋪蓋破壞或閘身與鋪蓋之間水平止水破壞的可采取補做鋪蓋和重設(shè)水平止水的措施。水閘鋪蓋宜采用混凝土鋪蓋，對于漿砌塊石鋪蓋當(dāng)不均勻沉陷會引起漿砌裂縫漏水。為了鞏固水閘在水利工程中的擋水、泄水功能，要對水閘結(jié)構(gòu)實施必要的加固處理，這樣可以增強水閘設(shè)施的抗病害功能，防止?jié)B漏、沉降等病害的發(fā)生［1］。當(dāng)水閘結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性時，應(yīng)先采用防滲板對水閘進行抗害改造。

2)閘側(cè)繞滲處理:滲漏是由于水閘承受的外力荷載增加，而引起了水工建筑結(jié)構(gòu)的滲水現(xiàn)象，若不及時處理會增加滲漏范圍，對水閘造成更大的破壞。從水閘滲漏的原因分析，造成水閘滲漏多數(shù)是由于閘墻填壓程度不足，使得閘墻體結(jié)構(gòu)留有間隙而引起的。

3.3 防沖處理

水工建筑物是調(diào)配水資源的基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)水流量運動時產(chǎn)生過大的力作用，水工建筑則會遇到相應(yīng)的沖蝕危害。為了處理水沖蝕造成的破壞作用，應(yīng)從整個水閘結(jié)構(gòu)上進行改造，從根本上解決水閘沖蝕問題。例如，根據(jù)流域水量大小，調(diào)整水流動的速率以減小水作用;適當(dāng)?shù)卣{(diào)整水閘結(jié)構(gòu)，設(shè)置過濾層對水流量進行綜合調(diào)控。

3.4 啟閉系統(tǒng)故障處理

對于螺桿式啟閉機，由于各傳動部件磨損的原因，時間久了以后會由于間隙過大而產(chǎn)生振動和螺桿壓彎等現(xiàn)象，對此類異?，F(xiàn)象的處理辦法是根據(jù)實際情況進行大修或更新。

3.5 裂縫處理

裂縫是水閘建筑最常見的病害，造成裂縫的原因多種多樣，這就給病害處理造成了很大的難度。通常，處理裂縫需堅持針對性原則，以水閘結(jié)構(gòu)狀態(tài)為參考擬定有效的處理方法。裂縫處理方法上，有開鑿法、填充法、修補法等，應(yīng)結(jié)合裂縫大小及形態(tài)適當(dāng)?shù)剡x用。

［1］阿地力·艾力.阿瓦提渠首病險水閘主要問題及處理措施［J］. 黑龍江水利科技，2012，40(07):201-202.

TV698.22

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1007-7596(2014)06-0155-02

2013-12-09

戴榮富(1976-)，男，新疆博樂人，工程師，從事灌區(qū)節(jié)水灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計等工作。