蘇北運河船閘導航和靠船建筑物病害原因分析及綜合防治措施

朱岱明 京杭運河江蘇省交通運輸廳蘇北航務管理處

京杭運河蘇北段（以下簡稱蘇北運河）北起徐州藺家壩，南至揚州六圩口，全長404公里，通航等級達到國家二級通航標準，是僅次于長江的高等級航道。全程水位落差31米，沿線設有11個航運梯級，建有30座大型船閘，其中船閘導航和靠船建筑物經多年使用，靠船面產生大面積病害，個別導航和靠船建筑物直接倒塌，嚴重危及船閘通航安全。本文就蘇北運河船閘導航和靠船建筑物病害原因以及如何科學、綜合防治提出一些思考，為以后新（改）建、修復導航和靠船建筑物及其它類似水工建筑物設計、施工、養護提供重要參考。

1.蘇北運河船閘導航和靠船建筑物概況

蘇北運河船閘導航和靠船建筑物主要結構形式為岸壁式結構（墩身為漿砌塊石或砼重力式結構，墩間為重力式駁岸墻）、獨立式墩體結構（漿砌塊石或砼）兩種形式。船閘導航和靠船建筑物靠船面一般會在水位變動區設置鋼板（鋼護木）護面或鋼包角等保護措施，有少部分老舊船閘導航和靠船建筑物靠船面未在水位變動區設置保護措施。

2.蘇北運河船閘導航和靠船建筑物病害特征及原因分析

蘇北運河大部分船閘建造于上世紀七八十年代，經多年使用后，船閘導航和靠船建筑物靠船面在水位變動區出現嚴重病害，墩體鋼板（鋼護木）護面或鋼包角焊縫處出現撕裂、翹邊，部分脫落；鋼筋砼墩體面層磨損嚴重，出現大面積露筋，局部裸露鋼筋斷裂，多處出現破損坑洞和凹槽；漿砌塊石墩體局部塊石松動、脫落，有少部分墩體直接倒塌，整體技術狀況堪憂，嚴重危及過往船舶?？堪踩，F將病害特征主要原因分析如下：

2.1 船型變化

隨著水運經濟發展，蘇北運河船舶通過量逐年增長，船閘實際通過能力已超出最初設計通過能力2倍多，如宿遷2號船閘年設計通過量2100萬噸，而現在實際通過量已達4500萬。船舶通過量爆發式增長主要受益于船型的變化和發展，八十年代和九十年初船舶平均載重150T左右，目前船舶平均載重已達2000T左右，是當初的13倍多。而蘇北運河導航和靠船建筑物多年來始終沿用建閘以來的建造標準，基本未作大規模升級改造，已不適應船舶大型化發展趨勢，無法滿足當前使用要求，也勢必會造成船閘導航和靠船建筑物的病害加劇。

2.2 管理因素

蘇北運河管理機構雖對各船閘實行了集中管理，但在船舶過閘方式上還以各船閘管理單位為主，因此出現管理力度、標準、重視程度不一，導致各船閘導航和靠船建筑物病害程度差異較大。部分船閘未能結合各自船閘導航和靠船建筑物、自然氣候、水情等特點，實行差異化調度，導致船舶在進出閘過程中，因惡劣天氣、復雜水情乃至駕駛人員的業務技能不足等因素，偶有船舶操作不當，直接撞擊船閘導航和靠船建筑物，產生“致命傷”；也有少部分船舶在待閘?？繒r依靠帶纜導航和靠船建筑物系船設施進行減速，產生“疲勞傷”。

2.3 設計因素

蘇北運河船閘導航和靠船建筑物系船閘附屬設施，投資額占總體投資比較小，設計人員未能在思想上重視一些細節設計，存在一些缺陷，主要表現在：導航和靠船建筑物靠船面鋼筋砼保護層在設計時鋼筋選型和布置存在缺陷；施工圖中未明確架立筋或架立筋不足，鋼筋間距偏大或偏小，總體剛度不足；設計超前度不夠，設計標準等級較低，相比經濟和船舶大型化發展趨勢明顯滯后；鋼板（鋼護木）護面或鋼包角設計不夠精細，錨固筋與鋼板（鋼護木）護面或鋼包角僅點焊連接，沒有增設節點板，連接強度不足；錨固筋數量不足等。

2.4 施工因素

蘇北運河船閘導航及靠船建筑物有少部分在建造時存在質量把關不嚴，主要表現在：施工人員對砼墩體結構中鋼筋保護層的重要性認識不足，未能對鋼筋保護層厚度進行嚴格檢查，保護層墊塊制作質量差、厚度不一等；船閘導航和靠船建物靠船面鋼板（鋼護木）護面或鋼包角存在焊縫未滿焊、局部焊縫質量較差，未能滿足設計強度；漿砌塊石靠船墩墩體在砌筑時質量控制不到位，塊石坐漿不飽滿，砂漿強度不達標，塊石表面處理較差等。

2.5 養護因素

蘇北運河船閘有部分養護人員存在重建設輕養護現象，未能在精細化管理、預防型養護下功夫，主要表現在：養護人員思想重視程度不夠，不能定期檢查和保養，做不到早發現、早預防；保養過程中未能對鋼筋砼面層露筋、鋼板（鋼護木）護面或鋼包角焊縫處開裂等苗頭性問題及時處理。

3.綜合防治措施

3.1 統籌調度，建立調度規則

蘇北運河沿線11個梯級30座大型船閘，由運河管理機構統一管理。運河管理機構充分利用統一管理資源優勢，從頂層設計以及制度層面，加強運河沿線船舶調度管控，建立了船舶調度規則，充分保護船閘和靠船建筑物等各類設施安全。重點對蘇北運河船閘和靠船建筑物全面梳理和排查，按船閘建成年代、建筑物設計等級以及結構形式進行分類，根據分類等級調度船船過閘。蘇北運河基本做到2000T級以上大型船舶從分類等級高的船閘通過，2000噸級以下船舶從分類等級低的船閘通過，通過一定時期運行，實施效果較好。

3.2 統一規劃，推進專項技改

蘇北運河管理機構針對近年來經濟發展、船型變化趨勢以及船閘和導航靠船建筑物技術狀況，從養護資金使用及技改制度層面進行了統一規劃，穩步推進專項技術改造工作。全面普查船閘導航和靠船建筑物技術狀況，組織專業技術人員及檢測機構對病害情況現場檢查、檢測、分析，從不同維度進行科學評估，按評估結果建立船閘導航和靠船建筑物基礎技術數據庫，并制訂分年實施計劃。對列入技改計劃項目，強化前期設計管理，除滿足功能使用和結構安全外，重點突出建筑物的工程質量通病研究，從設計細節角度提出質量通病病害防治措施，如建筑物靠船面鋼筋保護層、鋼板（鋼護木）護面或鋼包角及系船設施的細部設計等。注重施工過程細節處理，重點對砼靠船面保護層墊塊、砼密實度以及鋼板（鋼護木）護面或鋼包角節點板施工等重點環節管理，確保施工質量。

3.3 精細管理，推行預防性養護

船閘預防性養護主要內涵是針對船閘導航和靠船建筑物等設施做出的一種主動性養護措施。根據船閘導航和靠船建筑物技術特點、工作環境、工作周期等數據模型制訂設施保養周期和養護計劃，應用工程措施解決病害，恢復其技術性能。蘇北運河管理機構在預防性養護方面做了大量探索工作，提出了精細養護管理理念，建立了船閘綜合檢測評估制度，編寫了《京杭運河蘇北段船閘綜合檢測工作手冊》，定期開展船閘綜合檢測，根據檢測結果對船閘導航和靠船建筑物病害進行安全評估，并提出針對性解決措施。此外，隨著大數據時代到來，對數據分析、利用已成為一項重要工作，尤其對船閘預防性養護來說，就是要建立一套科學、完備、準確的數據分析系統，對采集到的海量船閘技術數據進行分析、研判、預測，分析出船閘設施運行技術狀況曲線，為船閘導航和靠船建筑物等設施預防性養護提供決策支持。蘇北運河管理機構投入養護資金800多萬元開發了《京杭運河蘇北段養護管理信息化系統》，通過自動和人工等不同方式采集各類船閘養護數據，涵蓋了船閘基礎信息、船閘實時運行、養護業務工作等內容，建立蘇北運河養護管理綜合數據庫，為全面推行預防性養護打下了扎實基礎。

4.結束語

本文通過對蘇北運河船閘導航和靠船建筑物病害原因分析，認為船舶大型化發展、船舶碰擦、設計標準等級低、施工及養護不到位是船閘導航和靠船建筑物靠船面病害產生的主要原因，提出從船舶統籌調度、專項技術改造及預防性養護等防治措施來降低船閘導航和靠船建筑物病害，對船閘導航和靠船建筑物病害預防及修復有重要的指導意義。