新沂河海口南深泓閘安全綜合檢測評價

徐廣忠

（丹東市水務服務中心，遼寧丹東118000）

0 引言

在長期使用過程中，水閘病害現象將逐步顯露，對水閘的正常使用造成巨大的威脅[1-3]。針對長期使用的水閘進行安全檢測分析是十分必要的，準確劃分水閘病害等級，可為水閘后期治理提供參考[4-6]。針對不同危害程度的水閘，采用不同的治理措施，如除險加固、拆除重建等方案，可以有效節約工程投資，改善水利工程的安全性，具有十分重要的研究意義[7,8]。下文結合南深泓閘工程，采用多種方法對水閘安全進行初步鑒定，為后續除險工作提供基礎資料。

1 工程概況

新沂河自嶂山閘始至燕尾港鎮入灌河，全長146 km。新沂河始建于1949年，初建設計流量3 500 m3/s，隨著實際洪水量加大，標準提高至6 000 m3/s。新沂河海口控制工程是重要工程項目。南深泓閘建成于1999年6月，南深泓閘共12孔，單孔凈寬10.0 m，一期工程設計過閘流量為2 340 m3/s，二期工程設計流量為2 425 m3/s。閘身為鋼筋混凝土結構，總寬為134.1 m，閘型為開敞式實用堰型，基礎為沉井群，底高程為-21.5 m。閘底高程為-2.0 m，閘頂高程為5.5 m。

2 工程觀測

根據工程規模、結構特點及管理運用要求，管理單位對該閘進行的觀測項目有垂直位移觀測、河床變形觀測和測壓管觀測。

2.1 垂直位移觀測

南深泓閘為開敞式實用堰型，基礎為沉井群，兩側各設立1個沉井式岸墻和6個空箱岸墻。工程底板結構設計為左岸墻底板7塊，閘身底板6塊，右岸墻底板7塊，從左到右依次編號；并從上游至下游，從左到右順時針方向對每塊底板布設觀測標點，共計布設80個。

1）工程整體沉降情況

南深泓閘各測點整體位移量較大，其中底板1-1和底板6-4累計位移量最大，為264.7 mm。初步分析為，海邊土質較差，促使工程整體下沉，但相鄰標點間隔沉陷量相對平均，沒有突變，符合工程沉陷變化規律。

從觀測數據來分析，工程垂直位移還未趨于穩定，平均每年整體下沉約2 cm，從長遠角度考慮，該情況已經對建筑物擋潮高度產生影響，極有可能出現原擋潮高度不足的情況。

2）一、二期工程對建筑物沉降影響

觀測工作開始于1999年8月，高程引自管理所院內國家水準點Ⅱ連六15—1，在建成后到2006年之間沉降較小，且基本趨于穩定，但在2006到2010年之間呈現逐年上浮的趨勢，初步分析是自2006年燕尾港化工園區企業增多，大量開采地下水導致引測管理所院內國家水準點Ⅱ連六15—1下沉較多，且引測的國家水準點高程值未及時修正所致。2010年10月，工程工作基點考證引測改為距離工程10 km的國家水準點Ⅱ連六14高程，修正了該點高程值，工程各測點出現較大的沉降，各點高程呈現較大幅度回歸。2012年，在新沂河中深泓閘的北岸、交通道路的西側通過鉆探成井，安裝了巖基觀測標點，2013至2015年，每年對巖基點高程考證2次，2015年至今，高程均由巖基點引測。

2.2 河床變形觀測

按照觀測規程要求，在南深泓閘上、下游各布設8個斷面進行河床變形觀測，每年汛前觀測一次，此次取上下游各1個斷面進行比較分析，如圖1所示。對比河床設計斷面形狀、2015年及2016年河床斷面形狀。通過對比，上下游河床均有較為明顯的侵蝕、沖刷現象，河床標高有所降低。

圖1 河床斷面比較圖

工程共布設測壓管21根，均分布在底板上，其中13根測壓管已堵塞，經用高壓水泵沖洗，未見明顯效果，012、013、031、032、041、042、043、044共8根測壓管能正常觀測。測壓管每月觀測一次，此次數據為2016年觀測數據，選取其中靈敏度較好的測壓管數據進行分析，見圖2。

圖2 南深泓閘3個測點水位過程線圖

管中水位變化與上下游水位變化的關系符合規律，且未發現底板揚壓力異常。

3 水閘結構安全存在的問題

根據管理單位日常巡查、定期檢查及特別部位檢查情況，目前南深泓閘存在的主要問題有：

3.1 混凝土結構

1）混凝土多處出現脹裂、脫落現象，其中情況較嚴重的有：1號孔左墩大面積脹裂混凝土剝落露筋；4號孔右墩大面積脹裂；7號孔右墩現有頭部混凝土剝落，鋼筋銹蝕；9號孔左墩下游墩頭開裂嚴重，左墩大面積脹裂；10號孔左墩大面積脹裂等。鋼筋大面積露出銹蝕，混凝土普遍碳化嚴重。

2）部分排架混凝土質量差，有蜂窩麻面現象，局部出現混凝土內部嚴重砂漿缺失。岸墻之間的伸縮縫出現較大開裂，左側第一、二節岸墻伸縮縫頂部寬12 cm。

3.2 啟閉機、電氣設備及自動化設備

南深泓閘共有12臺2×160 kN卷揚式啟閉機，1998年投入運行，目前運行良好。但部分制動器左右閘瓦間隙大小不一，齒輪磨損。

自動化及視頻監控系統2007年投入使用，由于常年化工廠腐蝕性氣體的排放及臨海的鹽化作用，對自動化設備造成較大影響，目前系統損壞嚴重，PLC柜CPU損壞，控制主機無法正常運行，上下游球機、硬盤錄像機等損壞。

供電線路原由燕尾鎮10 kV變電所通過架空線路接入中深泓閘配電柜，再通過低壓出線架空線路供給南、北深泓閘動力和照明，受臺風影響及淤土層基礎情況不好，架空線路桿線經常傾斜，影響線路安全，雖然經常進行維護但仍存在較大隱患。

備用電源采用的柴油發電機組老化嚴重，閘區無照明設施。

3.3 閘門及埋件

南閘鋼閘門涂層厚度局部不符合要求；門體及其主要構件銹蝕嚴重；閘門的導輪、壓板、軌道等零部件銹蝕。2017年4月，管理所通過申請省級維修養護經費95萬元對閘門等進行了噴鋅防腐處理。

3.4 公路橋

公路橋凈寬4.0 m，橋面高程6.0 m，按汽－10設計，履－50校核。根據定期檢查和檢測，存在問題如下：

1）板梁混凝土普遍存在裂縫，部分混凝土脫落，鋼筋外露、銹蝕嚴重，其中：1號孔板梁縱向通長裂縫4條，局部露筋嚴重；2號孔板梁上游端混凝土脫落露筋，鋼筋銹蝕，跨中6 m范圍內開裂；3號孔板梁脹裂露筋嚴重；4號孔板梁混凝土脫落鋼筋銹斷；5號孔板梁脹裂露筋嚴重；6號孔板梁開裂；7號孔板梁露筋，鋼筋銹斷；8號孔板梁脹裂混凝土脫落露筋；9號孔板梁右墩脹裂；10號孔板梁縱向開裂最大縫寬4 mm；11號孔板梁混凝土剝落露筋嚴重；12號孔板梁混凝土剝落露筋嚴重。

2）欄桿出現露筋、混凝土脹裂現象，破損嚴重。加之工程所在道路溝通灌云燕尾港化工區和灌南堆溝化工區，前幾年來往車輛流量大、重載車多、超重現象普遍，公路橋現狀難以滿足安全運行的要求。

3.5 上下游引河

從歷年的河床變形觀測成果看，上下游現狀河道河床容積及行洪斷面積在減少，尤其是上游河道淤積嚴重，淤積量達到10萬m3。

3.6 觀測設施

工程垂直位移觀測設施及河床變形觀測斷面樁正常。測壓管存在的問題：施工時，施工方未按規范布設。有的底板一根未布設，有的底板布設5～6根，且每塊底板布設的數量、位置不統一。堵塞嚴重，目前21根測壓管中，13根堵塞，其余靈敏度不高，滲透系數較小；海口閘各閘均無上下游水位、流量測量等水文觀測設施，在新沂河大流量行洪時，為了測得各閘實際行洪流量，保證閘運行安全，需采用人工在下游船測，危險性較大。

3.7 其他問題

新沂河海口控制工程管理所位于連云港燕尾港化工園區（也稱臨港產業園），園區擁有近60家的化工企業。管理所處于化工企業的包圍之中，生存環境惡劣。未來園區規模將進一步擴大，周圍空氣質量將進一步惡化，嚴重影響管理所職工的正常生活。目前，燕尾鎮政府已全部完成整體搬遷，在遠離園區的地方新建新區用于辦公居住生活，新沂河海口控制工程管理所也將面臨搬遷和管理的問題。

4 采取措施

1）成立組織機構。針對在工程管理過程中出現的建筑物、機電設備、自動化設備等問題，成立了江蘇省新沂河海口控制工程南、北深泓閘現狀調查領導小組開展現狀調查工作。

2）檢查和檢測。委托對南、北深泓閘進行全面檢查，管理所對脹裂、露筋、剝落等部位長期跟蹤觀察。并邀請資質單位對南、北深泓閘進行安全綜合評價，評定新沂河海口控制工程南、北深泓閘為三類閘。

3）維修養護。為更準確地進行建筑物沉降觀測及校驗地區沉降，新建了海口巖基觀測點；為保障下游導流墻穩定，緩解墻后淤積的土壓力，每年都進行清淤工程；為消除沿海臺風對架空線路的影響，取消10 kV架空線路，將中深泓閘配電柜低壓出線供給南、北深泓閘動力和照明。

4）針對南深泓閘公路橋的板梁混凝土普遍存在裂縫，部分混凝土脫落，鋼筋外露、銹蝕嚴重的情況，現已采取限行措施，禁止機動車通行。

5）收集相關臺賬形成調查報告。

5 結論與建議

目前，工程設施定期進行維修養護，安全檢測結果為能滿足日常運行要求。但同時也存在較多問題，建議針對該閘進行現場安全檢測（混凝土結構強度檢測、混凝土碳化深度檢測、鋼筋保護層厚度及銹蝕狀況檢測、結構病害檢測、鋼閘門檢測、啟閉機和電氣設備檢測等）和安全復核（過流量復核、效能復核、滲流復核、穩定復核、結構復核），進行全面的安全鑒定，盡快除險加固。