水閘運(yùn)行的安全問題及處理措施
——以深圳市為例

曾振雄

（深圳市廣匯源環(huán)境水務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000）

確保水閘的安全運(yùn)行是水利工程管理的關(guān)鍵任務(wù)?；诤芏嗨l工程年久失修，加之技術(shù)管理水平和維修經(jīng)費(fèi)等諸多原因，導(dǎo)致水閘工程的自身的安全性和相應(yīng)的管理水平問題比較嚴(yán)重。因此，研究和改進(jìn)水閘管理單位，促進(jìn)其安全生產(chǎn)工作，對于進(jìn)一步運(yùn)用好水閘，防止發(fā)生安全事故，全面發(fā)揮工程效益具有重要意義。

1 水閘安全的重要性

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)整個(gè)深圳市分布各類水閘183座，其中84座是具備一定規(guī)模，其過流量都在5m3/s及以上。在水利防洪工程中，影響水閘不能正常運(yùn)行的主要因素是水閘設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)低，同時(shí)病險(xiǎn)現(xiàn)象也很嚴(yán)重，致使在汛期來臨的時(shí)候難以按要求及時(shí)攔蓄或排泄洪澇水，對水閘的防洪效應(yīng)造成不良的影響。水閘安全運(yùn)行是水利工程能不能造福社會(huì)的關(guān)鍵，尤其是處在關(guān)鍵位置的水閘，在汛期的時(shí)候是人民群眾財(cái)產(chǎn)安全的最直接的保障，如果水閘出現(xiàn)安全問題，造成的影響和損失將是巨大的。因此對水閘安全管理工作要求越來越高，各級水管單位和部門對水閘運(yùn)行安全監(jiān)管責(zé)任且意義重大，管理更要從混凝土、土石方、機(jī)電設(shè)備、水下工程等多方面人手，確保安全運(yùn)行。

2 水利工程中水閘存在的安全隱患

水利工程在歷史的長河中對國家的發(fā)展起到了重大作用，它的應(yīng)用十分廣泛。經(jīng)過長期的頻繁使用，造成了一定程度的損傷，也由于建筑歷史悠久，存在著許多建筑設(shè)計(jì)、建筑材料和建筑技術(shù)上的不足問題。不間斷不休息的工作性質(zhì)，導(dǎo)致了水閘的工程磨損。加上水利工程一般建設(shè)的時(shí)代都比較久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)理念不夠全面和科學(xué)，存在一定的弊端，在長期的使用中會(huì)出現(xiàn)問題。再者是建筑材料的質(zhì)量不過關(guān)，過去的建筑材料一般采取就地取材的方式，沒有得到較多的科學(xué)技術(shù)的支持，落后的建筑技術(shù)，使水利工程中水閘的消耗磨損加劇。

3 水閘病害及原因分析

設(shè)計(jì)、施工、管理三方面的資料是水閘安全鑒定工作的基礎(chǔ)，唯有對這些情況進(jìn)行掌握，才可以進(jìn)行有目標(biāo)的鑒定，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水閘的病險(xiǎn)，為提升安全和排查險(xiǎn)情奠定基礎(chǔ)。

3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)病害

結(jié)構(gòu)應(yīng)力裂縫是閘門工程的一個(gè)隱患，其形成的原因是混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠、缺乏足夠的配筋；船只對混凝土結(jié)構(gòu)的撞擊也是原因之一，船只在行駛中嚴(yán)重超載、防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)存在缺陷以及管理措施滯后。自拌混凝土墻身開裂也是在混凝土施工中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，誘因是施工標(biāo)準(zhǔn)不高，并且由于是自拌混凝土，裂縫一般會(huì)在竣工初期產(chǎn)生。特別是針對出海閘，在浪濺區(qū)里設(shè)置岸墻、翼墻，鋼筋極其容易被銹蝕，結(jié)構(gòu)耐久性減弱。

3.2 閘門運(yùn)行病害

（1）工業(yè)廢水對閘門的侵蝕性?；跇?gòu)件被腐蝕，面對工業(yè)廢水的侵蝕，致使閘門的涂層嚴(yán)重脫落，形成大面積的蝕坑，上主梁也不同程度被蝕損現(xiàn)象。

（2）閘門發(fā)生卡阻。主要體現(xiàn)在直升式鋼閘門的其典型特征表現(xiàn)在直升式鋼閘門，很多因素會(huì)發(fā)生卡阻。

3.3 自動(dòng)化程度不足

閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是先進(jìn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。系統(tǒng)建立在現(xiàn)代通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)備及現(xiàn)代測量技術(shù)基礎(chǔ)之上，同時(shí)涉及信息論、繼電線路理論和自動(dòng)調(diào)節(jié)理論等，完成對目標(biāo)系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)由中心控制站對被控各子站閘門的運(yùn)行管理。但就目前來看，我國很多水閘運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)還不夠完善，設(shè)計(jì)方面還存在一定問題，如監(jiān)控設(shè)備應(yīng)對外面惡劣環(huán)境的能力差，自動(dòng)化裝置的穩(wěn)定性不高，抗干擾能力不足等。

4 水閘安全運(yùn)行的管理措施

4.1 閘門的日常維護(hù)

閘門的具體維護(hù)措施主要是由日常的清理、檢查、觀測幾方面組成。日常的清潔是閘門安全性保障之一，能確保閘門良好的啟動(dòng)閉合功能。隨著使用年限的增加，一些漂浮物會(huì)積聚在閘門周圍，并且粘附在閘門側(cè)面或軌道內(nèi)部，容易把閘門完全堵塞，造成運(yùn)行中的振動(dòng)強(qiáng)烈，最后造成漏水，故要求管理人員及時(shí)清理閘門周圍的漂浮物。

深圳市防洪（潮）設(shè)施運(yùn)行管理檢查記錄并對水閘進(jìn)行觀測。

（1）水閘觀測內(nèi)容。一般性觀測包括水面、流量、垂直位移、水平位移、揚(yáng)壓力、閘下流態(tài)、沖刷、淤積等。專門性觀測主要包括永久縫、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、地基反力、墻后土壓力、水質(zhì)、泥沙、冰凌等。

（2）水閘觀測項(xiàng)目和測次見表1。

表1 水閘觀測項(xiàng)目與測次統(tǒng)計(jì)表

注：1.*為應(yīng)說項(xiàng)目，o為可選項(xiàng)目，具體觀測項(xiàng)目可根據(jù)工程具體情況說定。2.表中測次均系正常下人工測讀的最低要求。特殊時(shí)期(如洪水、地霧、風(fēng)暴潮等)增加測次，自動(dòng)觀測可根據(jù)需要適當(dāng)加密測次。3.水閘建成初期，測次一般取上限。性態(tài)穩(wěn)定后測次可取下限。4.具有相關(guān)性的觀測項(xiàng)目需同時(shí)進(jìn)行。

4.2 混凝土工程維修

（1）因?yàn)橐恍┳矒艉透g導(dǎo)致水閘的混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損，已經(jīng)影響到運(yùn)行時(shí)，要進(jìn)行如下的操作：對池底板實(shí)施消力和護(hù)坦，在對混凝土實(shí)施修復(fù)的同時(shí)，對墊層進(jìn)行重新敷設(shè)。與此同時(shí)對翼墻部位重新做好墻后回填，及時(shí)進(jìn)行排水及其反濾體。在修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，要對涵洞(管)部位實(shí)施重新回填。

（2）解決混凝土結(jié)構(gòu)承載力不足的問題，最有效的手段是增加斷面、對連接形式進(jìn)行變化、對鋼板或者碳纖維布進(jìn)行粘貼，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。

（3）對混凝土裂縫進(jìn)行處理，必須做好周密的考察，根據(jù)裂縫的位置和周圍環(huán)境，結(jié)合裂縫深度、寬度、結(jié)構(gòu)的操作能力，進(jìn)行合理的修補(bǔ)。

4.3 閘門卡阻及下游護(hù)底沖刷破壞預(yù)防及處理

按照要求通過外觀檢測發(fā)現(xiàn)損傷部。如果閘門主體部位發(fā)生嚴(yán)重彎折或者扭曲，按要求進(jìn)行更換報(bào)廢，其他的不嚴(yán)重情況則要搶修，保障安全運(yùn)行。而一旦發(fā)現(xiàn)直升式鋼閘門卡阻的現(xiàn)象，必須根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行處理。對門槽表面混凝土進(jìn)行局部清除；對滾輪軸端蓋實(shí)施局部切除；對鋼絲長度實(shí)施調(diào)整，達(dá)到兩個(gè)吊點(diǎn)成一線。針對水閘底板嚴(yán)重傾斜形成的卡阻現(xiàn)象，最好的措施是糾偏。下臥式鋼閘門一般利用雙缸液壓啟動(dòng)機(jī)，確保閘門的安穩(wěn)運(yùn)行。

4.4 完善自動(dòng)化控制與調(diào)節(jié)功能

深圳市福田水閘改造采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)要求，利用水閘門構(gòu)造、對啟閉機(jī)的合理選擇、合理控制電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)防洪蘊(yùn)涵的“擋潮閘”轉(zhuǎn)變?yōu)榻匚垡饬x的“擋潮閘”，從而實(shí)現(xiàn)了工程管理的現(xiàn)代化。

水閘閘門的實(shí)際情況是依靠完善自動(dòng)檢測系統(tǒng)來明確，管理部門第一時(shí)間接收現(xiàn)場信號和重要的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些信息進(jìn)行判斷和決策，制定科學(xué)的檢測和管理措施，切實(shí)保證水閘的正常運(yùn)作，同時(shí)要定期實(shí)施防腐處理。對腐蝕現(xiàn)象實(shí)施處理也是管理措施之一，要通過判斷環(huán)境和腐蝕程度的差異，所采取的措施也有所不同。電氣設(shè)備是控制自動(dòng)化主要手段。自動(dòng)控制系統(tǒng)見圖1。

圖1 自動(dòng)控制系統(tǒng)圖

5 結(jié)束語

切實(shí)加強(qiáng)水閘工程安全管理，盡快實(shí)施病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固，既是民生水利的重要體現(xiàn)，又是水利可持續(xù)發(fā)展的自身需要。對于早期建設(shè)的水閘，因建設(shè)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量先天不足，耐久性較差，管理單位應(yīng)加強(qiáng)安全巡查，及時(shí)組織安全鑒定工作，避免發(fā)生安全問題。