水閘除險加固的必要性和綜合方法策略

何化文

（廣西業恒勘測設計有限公司 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

（廣西業恒勘測設計有限公司 廣西南寧 530000）

水閘是修建在河道上具有調節控制作用的水工建筑物，屬于水利基礎設施，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濟平穩較快發展，減少自然災害造成的損失，改善人民生產生活條件，保護人民群眾生命財產安全等方面發揮了巨大的社會經濟效益。但是大多數水閘已經超過安全運行時間，金屬結構以及機電設備也已超過合理使用年限，結構嚴重老化，功能日漸衰退。目前的水閘多是在20世紀修建的，當時的建筑材料、施工設備、技術力量、經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。在技術鑒定工作結束后，水閘上級主管部門應組織編寫安全鑒定工作總結。

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期，病險問題愈來愈嚴重。由于社會經濟的不斷發展，部分水閘的原設計功能在一定程度上已發生了改變，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，應弄清現狀，查明問題，分析原因，因地制宜。研究綜合性加固措施，要體現先進性、科學性和經濟性。地質勘察工作是水閘工程建設中的重要環節，它能夠查明地質病害和隱患部位的范圍和類型、分析其產生原因，評價其危害程度，為樞紐工程除險加固初步設計提供設計依據。同時，水閘需要精細化管理，也就是實現由經驗管理向科學管理、粗放管理向精細管理、突擊管理向常態管理的轉變。

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，在安全上已經不能保障其有效運行，一旦發生事故，后果不堪設想。堤防上的病險水閘，致使堤防防洪體系存在薄弱環節。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成威脅。因此要改進與研究水閘工程的管理工作，根據水閘工程的運行現狀做好改進工作，防止安全事故的發生。水閘工程的運行管理及安全管理關系著人民的生命、財產安全。對于水閘工程中容易忽略的問題，相關管理部門應該引起高度重視。

2.1.2 水閘出現病險問題會嚴重影響興利效益

我國大多數水閘兼具防洪、排澇與灌溉、供水、發電、航運等多重功能，是保障國民經濟持續發展的重要基礎設施。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、調節流量，具有擋水和泄水的雙重作用，在平原地區運用很廣。我國是世界上嚴重缺水的國家之一，水資源分布出現不平衡現象，同時，隨著社會發展，需求增長與供應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、農村的生產生活安全造成威脅，是社會經濟發展中的安全隱患，已嚴重影響了水閘興利效益的發揮。

2.1.3 建筑物自身安全需要完善的水閘系統

由于病險水閘建筑時間久遠，現已運行很多年，且缺乏正常維修，均存在較嚴重的病害，常見的問題為：工程標準低，閘身、閘墩及翼墻等結構穩定不滿足規范要求；建筑物各部位結構都逐漸出現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計要求；閘門及電氣設備陳舊、老化嚴重，管理設施缺失或陳舊落后，沒有工程觀測設施等。水閘在運行中，由于受陽光、空氣、負荷、凍融、水流、污染、風、浪、雨、雪等自然和人為因素的長期作用，使用功能的正常發揮受到影響以上一系列的問題嚴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。

2.2 除險加固是地區經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，水閘是保障國民經濟持續發展的重要基礎設施之一。社會經濟發展對水資源需求增長與水資源普遍嚴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，水閘對水資源的調配作用凸顯出來。水閘在運行過程中，由于受到空氣、負荷、凍融、水流、污染等自然和人為因素的長期作用，呈現出老化和局部破損等病害現象，其安全性下降，影響到正常功能的發揮。當然，社會經濟的發展也要求防洪保安、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，在影響水環境的治理，同時也制約國民經濟的持續發展，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，經整修的水庫、堤防已經開始發揮綜合效益。但是，由于造成水閘出現問題的原因較復雜，因此其解決方案也需要有一定的針對性。

針對水閘出現的病險問題和出現病險的原因，充分考慮新材料、新工藝和新技術的應用，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、閘室整體穩定不滿足規范要求的水閘

如果水閘地基承載能力不足、閘室整體穩定不滿足規范要求，此時，可以分析地基土的性質并采用灌漿、振沖加密等方法來提高地基承載力。針對已經發生了不均勻沉降的現象，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，從而恢復閘底高程。如果由于消能工失效、產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 針對結構老化損害嚴重的水閘

要更新觀測設施，加強工程管理。由于這些水閘的觀測設施陳舊，設備老化，不能準確掌握水閘運行情況，對水閘調度、控制運行極其不利，同時水閘除險加固在結構上也會出現重大的轉變，跨度大、設計新穎，構思巧妙、造型獨特將是今后的設計趨勢。關于結構嚴重受到損害的水閘，對于那些碳化深度過大、鋼筋銹蝕明顯同時危及結構安全的構件，此時需要拆除重建。當然這些新的轉變也對我們水利工作者提出了新的挑戰，需要我們更加努力的探索和工作。科學主動的去發現問題，建立安全可靠、經濟合理、技術先進的管理體系。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施不完備、受損嚴重的水閘

關于閘下消能防沖設施不完備、受損嚴重的水閘，其受損原因需要分析，消能設施也要有針對性地改造或恢復。消能防沖設施損毀的主要原因有設計單寬流量過大，通過合理設計單寬流量，可以增加海漫長度、寬度、擴散角或者加設一些設施，使其滿足防沖要求。

3.4 針對水閘抗震不滿足規范要求的水閘

圖1 受老化損害的水閘

對于水閘抗震不滿足規范要求的水閘，液化地基可通過設置防滲墻圍封和樁基，防止地基失穩；軟土震陷可采用樁基礎結合灌漿加以處理；涉及建筑物結構安全時，改造閘室及上部結構型式，使其滿足抗震規范要求。

4 結束語

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、系統檢測、除險加固效果評價等方面的系統研究，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。當然，這些新的轉變也對我們水利工作者提出了新的挑戰，需要我們更加努力的探索和工作，進行檢查、觀測、巡查、維修養護等相關記錄表式和圖片資料，之后通過分析整理并總結，使技術管理資料規范化。

[1]和桂玲.水閘除險加固工程設計[M].北京：中國水利電力出版社，2008.

[2]水利部水利建設與于理總站.水閘安全技術鑒定技術指南[M].河南：黃河水利出版社，2009.

[3]宋萬增，樸哲浩，宋 力，等.水閘安全鑒定技術指南.鄭州：黃河水利出版社，2009.

[4]江蘇省水利勘測設計研究院.《水閘設計規范》（SL265－2001）[S].北京：中國水利電力出版社，2001.

TV698.2+2

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1004-7344（2016）09-0092-02

2016-2-20

何化文（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水利設計工作。