基于四類水閘安全管理探討
——以常州小河水閘為例

王亞乒，陳 飛，曹曉東，潘建軍

(常州市城市防洪工程管理處，江蘇 常州 213127)

小河水閘位于太湖流域湖西部，常州市孟河鎮境內新孟河段，距長江口約3 km，南連京杭大運河，北通長江，是治太骨干工程中湖西高片治理的主要工程項目。1958年12月開工建設，1960年10月竣工，具防洪、排澇、灌溉和通航功能。設計水位組合：閘上最高水位(長江側)8.0 m，最低水位2.6 m，閘下(內河側)最高水位6.7 m，最低水位4.0 m。設計引水流量110 m3/s，排澇流量340 m3/s，排水流域面積431 km2。

2009年1月小河水閘被江蘇省水利廳安全鑒定為四類水閘，建議結合新孟河工程立項重建。由于新孟河延伸拓浚工程的主體項目2018年才開始動工，目前仍在建設中。因此小河水閘須在該工程建設期間繼續發揮防汛減災效益，至今未能拆除，小河水閘工程仍在不斷老化，險情隱患依舊存在，影響著常州市的區域防洪和太湖流域的防洪安全。

1 險情分析

在汛期，小河水閘上下游翼墻、護坡等建筑物迎水面及底腳，因急流沖刷，特別是在高水位時，受水流頂沖淘刷與水中漂浮物沖擊而引起翼墻的傾斜或倒塌的險情。在汛期高水位下，可能會產生出現在背水坡或背水坡附近的橫貫堤身的滲流孔洞，稱為漏洞。如漏洞流出渾水，或由清變渾，或時清時渾，均表明漏洞正在迅速擴大，堤身有可能發生塌陷甚至潰決的危險。由于小河水閘年代久遠，車行橋負載加大以及當時的技術條件限制，水閘的質量部分無法保證安全運行，在汛期高水位時，水閘邊孔有破壞風險[1-2]。

小河水閘4扇邊孔閘門都已經改造成鋼結構，但是胸墻混凝土密實性差，已經碳化嚴重，底梁破損，墻內鋼筋銹蝕嚴重，給工程安全運行帶來極大的隱患，尤其是大潮汛擋潮，邊孔一旦經不住巨大壓力而遭到破壞的話，后果不堪設想。

根據安全鑒定報告和現場勘察，水閘主體依舊存在抗滑、抗震系數不滿足規范要求的問題。現將可能導致的工程險情風險分析如下。

由于閘室、翼墻的基底應力不滿足規范要求，水閘各部位可能產生不均勻沉降，同時堤防上的涵閘與土壤結合部位，如岸墻、翼墻、涵洞與土結合部，由于止水失效、動物打洞或雨水沖刷造成縫隙，從而使堤身產生裂縫，發生滲漏險情。裂縫是水閘工程常見的一種險情，它有時很可能是其他險情(如滑坡、崩岸等)的前兆。而且由于它的存在，洪水或雨水易于入侵堤身，常會引起其他險情，尤其是橫向裂縫，往往會造成堤身土體的滲透破壞，甚至更嚴重的后果，必須引起重視。

按裂縫產生的成因可分為不均勻沉陷裂縫、滑坡裂縫、干縮裂縫、冰凍裂縫、振動裂縫。按裂縫出現的部位可分為表面裂縫、內部裂縫。表面裂縫容易引起人們的注意，可及時處理。而內部裂縫是隱蔽的，不易被發現，往往危害更大。按裂縫走向可分為橫向、縱向和龜紋裂縫。其中橫向裂縫比較危險，特別是貫穿性橫縫，是滲漏的通道，屬重大險情。即使不是貫穿性橫縫，由于它的存在，縮短滲徑，易造成滲透破壞，也屬較重要險情[3-4]。

由于閘室和翼墻的抗滑穩定安全系數不滿足規范要求，在汛期時，超標準擋水使滲壓水頭過大，不能滿足抗滑穩定要求，閘身或翼墻發生位移、變形導致堤防邊坡失穩。在汛期，涵閘上下游翼墻、護坡等建筑物迎水面及底腳，因急流沖刷，特別是在高水位時，受水流頂沖淘刷與水中漂浮物沖擊而引起翼墻的傾斜或倒塌的險情。因此，發生漏洞險情，必須慎重對待，全力以赴迅速進行搶護。

2 應急措施

2.1 抗滑安全應急措施

(1)當長江上游有洪峰形成并開始下泄或者長江洪水、臺風、天文潮汐等將同時相遇時，水閘值班人員和巡查人員要加強值班看守，管理所要密切注視水情、雨情、工情，并與水情測報部門聯系，掌握洪水或潮汐動向。

(2)有洪峰或風暴潮來臨前，當預測到有長江高水位時，管理所要立即啟動預案，并及時匯報管理處，同時和水警、海事部門溝通，疏散水閘兩側的船只，要求其遠離閘區拋錨。

(3)管理所應加強對水閘工程，特別是對邊孔閘門和胸墻的巡視檢查力度，防止因水壓力過大發生破壞，形成嚴重后果，若發生破壞要立即啟動《邊孔破壞應急預案》。

(4)管理所應及時和當地政府聯系，必要時要提前封閉公路橋，并有意識地為轉移水閘周圍的群眾和重要物資做準備。

(5)當預測到長江側水位可能達到或超過7.5 m或水閘兩側水位差超過4.0 m時，在水閘兩側水位向平后就要有準備地開啟中孔閘門，先小開度引水，適當抬高內河水位。伴隨著長江水位的升高，4個邊孔也按次序逐步對稱開啟，小開度引水，以降低水閘兩側水位差，防止水閘出現滑移，保證安全運行。

2.2 抗滑應急搶修方法

(1)臨水面滑坡的搶護方法。搶護的基本原則是盡量增加抗滑力，盡快減小下滑力，先固腳，后削坡。具體方法有：做土石戧臺，在滑坡阻滑體部分做土石戧臺，滑坡阻滑體部分一時難以精確劃定，最簡單的辦法是，戧臺從堤腳往上做，分兩級，第一級厚度1.5～2.0 m，第二級厚度1.0～1.5 m；做石撐，該法用于滑坡段較長，水位較高；堤腳壓重，保證滑動體穩定，制止滑動進一步發展，最簡單的辦法是堤腳拋石塊、石籠、編織袋裝土石等抗沖壓重材料，在極短的時間內制止崩岸與坍塌進一步發展；背水坡貼坡補強，當臨水面水位較高且風浪大，做土石戧臺、石撐等有困難時，應在背水坡及時貼坡補強。貼坡材料應選用透水的材料，如沙、沙壤土等，背水坡貼坡的長度要超過滑坡兩端各3 m以上。

(2)背水坡滑坡的搶護方法。基本原則是減小滑動力，增加抗滑力，即上部削坡，下部堆土壓重。如滑坡的主要原因是滲流作用時應同時采取“前截后導”的措施。具體方法有：削坡減載，在臨水面上做截滲鋪蓋，減少滲透力；及時封堵裂隙，阻止雨水繼續滲入；在背水坡面上做導滲溝，及時排水，可以進一步降低浸潤線，減少滑動力。

2.3 抗震裂縫應急措施

由小河水閘安全鑒定報告知，小河水閘閘室和翼墻抗震系數不滿足規范要求，同時在高水位下，會導致裂縫滲水，根據實際情況制定以下措施。

(1)請專業施工隊加固閘室和翼墻，通過設立錨固杠等措施加強閘室和翼墻的抗震系數。

(2)在汛期，加大巡查力度，同時與地震部門密切接觸，防止汛期高水位與地震對水閘安全造成雙重影響，如得知近期有地震產生，需迅速開展工作，討論加固辦法，無法解決的困難，需及時上報主管部門請求協助。

2.4 裂縫險情的搶修方法

(1)開挖回填：這種方法適用于經過觀察和檢查已經穩定，縫寬大于1 cm，深度超過1 m的非滑坡(或坍塌崩岸)性縱向裂縫。沿裂縫開挖1條溝槽，挖到裂縫以下0.3～0.5 m深，底寬至少0.5 m，邊坡的坡度應滿足穩定及新舊填土能緊密結合的要求，兩側邊坡可開挖成階梯狀，每級臺階高寬控制在20 cm左右，以利穩定和新舊填土的結合。回填土料應和原堤土類相同，含水量相近，并控制含水量在適宜范圍內。土料過干時應適當灑水。回填要分層填土夯實，每層厚度約20 cm，頂部高出堤面3～5 cm，并做成弧形，以防雨水入侵。

(2)橫墻隔斷：沿裂縫方向，每隔3～5 m開挖1條與裂縫垂直的溝槽，并重新回填夯實，形成梯形橫墻，截斷裂縫。墻體底邊長度可按2.5～3.0 m來掌握，墻體厚度要便于施工，但不應小于50 cm。

(3)封堵縫口：灌堵縫口適用于裂縫寬度小于1 cm，深度小于1 m，不甚嚴重的縱向裂縫及不規則縱橫交錯的龜紋裂縫，經觀察已經穩定時，可用灌堵縫口的辦法，用細的沙壤土由縫口灌入，再用木條或竹片搗塞密實。沿裂縫作寬5～10 cm、高3～5 cm的小土埂，壓住縫口，以防雨水侵入。裂縫灌漿適用于縫寬較大、深度較小的裂縫，可以用自流灌漿法處理，即在縫頂開寬、深各0.2 m的溝槽，先用清水灌下，再灌水土質量比為1∶0.15的稀泥漿，然后再灌水土質量比為1∶0.25的稠泥漿，泥漿土料可采用壤土或沙壤土，灌滿后封堵溝槽。如裂縫較深，采用開挖回填困難時，可采用壓力灌漿處理,先逐段封堵縫口，然后將灌漿管直接插入縫內灌漿，或封堵全部縫口，由縫側打眼灌漿，反復灌實，灌漿壓力一般控制在50～120 kPa。

3 險情撤離方案

3.1 總體概況

小河水閘流域新孟河上有多項工程正在施工，南部與京杭大運河銜接處有大型水利樞紐正在施工，河道中部各項疏浚工程也在有序開展，施工單位相對較多，首先各施工單位應編制各自的度汛安全預案，并呈交至相關管理部門備案。其次要依據現場勘察，各施工單位做好自身相應的安全度汛措施，成立了各自的防洪度汛領導小組。新孟河上各施工單位的施工圍堰平均高程在5.3～5.6 m之間，填筑質量應良好。本方案在一般高水位下，施工單位人員撤離方案，在特大洪水即新孟河遇50年一遇洪水時，小河水閘周邊密集村莊村民的撤離情況，輻射范圍為小河水閘周邊1.5 km。總體撤離思路按照防汛應急體系流程實施。

3.2 警戒水位人員撤離方案

汛期新孟河水位達到警戒水位4.79 m時，洪水將對河道范圍內所有施工單位工程區造成威脅，但是洪水水位不足以漫過施工圍堰，進而影響施工生產生活區，此時，由常州市新北區新孟河延伸拓浚工程建設管理處通知所有施工單位必須采取相關措施，加強施工場地巡查，杜絕人員靠近水淹區域。當發生人員受傷等情況時，由調度人員協調醫用物資進行相應處理，發現水位有上升趨勢或者其他險情，立即上報。同時可將部分施工人員調離低洼區，盡量在高程相對較高處進行施工作業。如水位有急速上升趨勢，由各單位防汛領導小組指揮與其他部門配合，立即調離河道范圍內所有施工人員，所有施工人員有序向高處撤離，具體撤退線路，各單位防汛領導小組提前開會商討，且下達至各部門，由各部門通知下屬施工隊，具體施工隊人員信息名單由各施工單位提前編制，并且精確核對，保證撤離時不落一人。新孟河河道特征水位如表1。

表1 新孟河河道特征水位

當水位超4.79 m時，各搶險施工隊應調度一切可以調度的資源，組織機械設備運輸度汛物資到生活區域周邊硬化道路，應急救援人員使用編織袋裝滿黏土，在防洪度汛領導小組統一指揮下進行生活區周邊硬化道路沿線堆碼，阻隔洪水向生活區域蔓延。在1 h內將本單位所有人員撤退至安置點。安置點由各單位防汛領導小組事先確定，安置點在附近居民點的，需事先與村部溝通，商議協定，安置點在鎮上街道的，需事先與鎮政府溝通，商議討論可實施性。

4 結 語

隨著我國水利工程建設的逐步深入，四類閘最終會被報廢重建，在報廢之前，雖然有的還在發揮社會效益，但是水閘的安全管理問題不容忽視。本文以小河四類閘為例，簡述了四類閘存在的風險問題，結合實際采取相關措施，制定了相關搶修方法，確保工程能安全度汛，為其他同類閘站管理提供借鑒。