淮河安徽省管中小型水閘工程運維管理措施探討

王勁松

（鳳臺淮河河道管理局，安徽 淮南 232100）

1 水閘工程概述

水閘系水利工程的重要組成部分，工程主要功能特點是發(fā)揮擋水、泄水作用，從而達到有效控制江河、湖泊、河道、水庫蓄水位的目的。水閘配電系統(tǒng)指閘門啟閉機動力裝置及閘門啟閉控制自動化信息監(jiān)測、照明等提供電能控制的輸變電變壓器、高低壓控制開關(guān)控制設(shè)備及電源裝置。水閘啟閉輔助裝置是指保障配合啟閉設(shè)備啟閉閘門時開啟高度及限高指示、水閘上下游水位指示等功能完整運行的監(jiān)測指示、控制輔助裝置。水閘現(xiàn)代信息化建設(shè)是將閘門啟閉機電設(shè)備運行管理與5G 人工智能信息化管理融入其中，利用計算機、手機遠程視頻及信息指令終端高效便捷地實現(xiàn)水閘遠程全天可視化無人值守運行管理，從而實現(xiàn)江河、湖泊、河道、水庫管理區(qū)域內(nèi)水閘調(diào)度運用控制智能信息監(jiān)測、控制與人工監(jiān)測、控制運行相結(jié)合。水閘運行過程會受到極端天氣等外界諸多環(huán)境因素的影響，輕者影響工程正常啟閉運行,嚴(yán)重者可能會造成嚴(yán)重啟閉責(zé)任事故。閘門啟閉裝置各組件必須在正常相互配合的條件下才能正常精準(zhǔn)高效地完成控制運行工作任務(wù)。隨著計算機、人工智能技術(shù)與水閘啟閉機電設(shè)備運行技術(shù)應(yīng)用的相融合，水閘閘門啟閉機電設(shè)備運行自動化應(yīng)用場景與功能日趨成熟，提升了水閘自動化控制的運行工作效能與質(zhì)量。同步實現(xiàn)計算機、人工智能技術(shù)對水閘的全天候全流程自動化智能化預(yù)警監(jiān)測與操作，同時通過大數(shù)據(jù)云端技術(shù)實現(xiàn)水閘運行全過程全周期參數(shù)高效率監(jiān)測分析，從而實現(xiàn)水閘工程智能化大數(shù)據(jù)管理。

2 水閘運行管理中常見問題分析

2.1 閘體混凝土結(jié)構(gòu)老化

因管理區(qū)域內(nèi)中小型水閘修建時間跨度周期長，投資建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、施工條件參差不齊，水閘閘體混凝土結(jié)構(gòu)保護層部分偏薄，不同程度存在混凝土表觀碳化與老化現(xiàn)象。經(jīng)調(diào)查分析，主要原因分為兩種:第一種為混凝土結(jié)構(gòu)自身化學(xué)成分隨時間推移而產(chǎn)生的影響，第二種情況為物理與化學(xué)同時作用產(chǎn)生的破壞影響。在一些水環(huán)境條件惡劣及養(yǎng)護不及時不到位的水閘中較為突出，主要體現(xiàn)在閘體混凝土結(jié)構(gòu)表觀碳化，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋與空氣中有害物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，受空氣水分及化學(xué)條件影響，混凝土內(nèi)鋼筋氧化銹蝕體積膨脹嚴(yán)重，導(dǎo)致混凝土保護層產(chǎn)生裂縫，經(jīng)過反復(fù)作用，進一步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土剝落破壞的惡性循環(huán)。

2.2 閘門腐蝕、銹蝕、漏水、共振

現(xiàn)階段沿淮區(qū)域內(nèi)的中小型水閘，去除行業(yè)淘汰的鑄鐵閘門，行業(yè)內(nèi)推廣成熟應(yīng)用居多的為鋼閘門。鋼閘門優(yōu)點為材料強度、剛度及穩(wěn)定性安全系數(shù)較高，制作運輸安裝方便易于操作；存在的主要缺點是在潮濕環(huán)境內(nèi)易腐蝕與銹蝕，在閘門體鋼板及門槽受到嚴(yán)重腐蝕與銹蝕破壞時，橡皮止水老化斷裂松脫，輕者會出現(xiàn)閘門損毀漏水現(xiàn)象，重者會產(chǎn)生嚴(yán)重安全事故隱患。在汛期水閘上下游高水位差開閘泄洪時，因洞身水流湍急產(chǎn)生水流震動波，極易發(fā)生閘門體共振問題，此種現(xiàn)象易造成較大安全隱患。

2.3 啟閉機械故障

中小型水閘啟閉機械發(fā)生故障主要原因是工程運管安全檢查不到位，日常缺乏正常必要的養(yǎng)護。閘門及門槽油漆防腐處理養(yǎng)護不及時不到位，閘門槽滑輪缺乏油脂養(yǎng)護，當(dāng)水閘上下游高水位差閘門啟閉運行時，因門槽滑輪銹蝕嚴(yán)重造成門槽阻力增大或門槽落入異物，或因閘門吊點重心偏離嚴(yán)重卡槽；啟閉機滾筒或螺桿傳動齒輪因日常缺乏必要的養(yǎng)護，咬合齒輪出現(xiàn)斷裂掉齒錯位，啟閉機滾筒鋼絲繩發(fā)生固定脫落、斷裂等情況。

2.4 電氣故障及自動化建設(shè)管理滯后

中小型水閘工程日常運行過程中，極易出現(xiàn)電氣線路接地及防雷接地不良漏電、軸承零部件損毀等安全隱患與故障問題，極易造成人員觸電傷亡、啟閉機電設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)工作。如不及時檢修，啟閉機電設(shè)備系統(tǒng)將會出現(xiàn)失調(diào)現(xiàn)象，部分機電設(shè)備雖可以運轉(zhuǎn)，但其工作穩(wěn)定性無法得到可靠保證，從而影響水閘正常啟閉操作。現(xiàn)階段安徽省管水利工程推行數(shù)字運行控制管理系統(tǒng)建設(shè)，中小型水閘工程自動化建設(shè)已逐步升級實施水閘水位自動監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前因項目建設(shè)資金投入不足，其諸多自動化運行監(jiān)管功能開發(fā)應(yīng)用尚不完善，仍需要通過人工現(xiàn)場觀測采集水位數(shù)據(jù)完成控制啟閉運用操作。

2.5 閘室建筑物及附屬設(shè)施工程運行損毀

閘室建筑物運行損毀主要體現(xiàn)為缺乏日常運行維護，建筑物內(nèi)外墻滲水、屋面建筑防水年久失效，建筑門窗破損年久失修，密閉性差，輕者影響工程室內(nèi)衛(wèi)生裝飾美觀，重者影響工程建筑結(jié)構(gòu)安全及電氣啟閉設(shè)備正常運行，存在一定安全隱患。水閘附屬設(shè)施工程損毀包括工程措施損毀和非工程設(shè)施損毀。集中體現(xiàn)在上下游護坡、消力坎、水位自動化信息監(jiān)測設(shè)施、現(xiàn)場視頻終端、安全警示標(biāo)牌及安全圍網(wǎng)維護裝置等的損毀缺失，其危害性直接影響中小型水閘工程的正常安全運行和管理秩序。

3 保障中小型水閘運維管理的有效措施

3.1 建立健全科學(xué)可行的運維管理制度

中小型水閘運維管理制度是否科學(xué)可行是保證水閘工程安全運行的基礎(chǔ)。首先，結(jié)合中小型水閘工程運管具體情況制定科學(xué)、適用、完整的運維管理計劃體系，確保工程運維工作高效有序展開。其次，建立健全工作獎懲制度，中小型水閘管理部門職責(zé)權(quán)限與管理責(zé)任人的責(zé)任要落實到位，統(tǒng)籌做好責(zé)任人內(nèi)部分工與獎懲機制，確保中小型水閘工程運行發(fā)生故障問題時，管理責(zé)任人能第一時間發(fā)現(xiàn)問題、及時報告并進行有效的工作處置措施。再次，定期與不定期開展中小型水閘工程安全檢查、風(fēng)險排查工作，排查潛在工程設(shè)備故障問題及風(fēng)險隱患，不斷強化工程運維操作人員的安全風(fēng)險意識，確保工程運維人員嚴(yán)格執(zhí)行工作操作流程，按章操作管理與維護。

3.2 加強中小型水閘工程安全運維全過程監(jiān)管

開展中小型水閘工程混凝土結(jié)構(gòu)碳化老化通病防治，強化啟閉機械與機電設(shè)備安全運維全過程監(jiān)管是保證中小型水閘工程安全及減少避免啟閉故障問題的主要措施。在工程安全運管及維護過程中，運維管理人員必須按照相應(yīng)的安全操作規(guī)程、流程嚴(yán)格規(guī)范執(zhí)行啟閉操作及進行各項安全檢查。必須及時發(fā)現(xiàn)處置啟閉設(shè)備故障，及時報告安全隱患問題，將各項故障問題隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

結(jié)合中小型水閘運行過程中常見的故障問題，總結(jié)如下7 項安全對策：

（1）加強中小型水閘結(jié)構(gòu)混凝土碳化監(jiān)測檢查，通過混凝土保護層補強、結(jié)構(gòu)鋼筋除銹防腐處理，采取科學(xué)有效的處置措施，減少延緩或杜絕中小型水閘閘體混凝土表觀碳化、老化現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）加強閘門運行期間安全檢查與維保工作，定期與不定期開展閘門外觀安全檢查監(jiān)測評估，加強閘門槽滑輪定期檢修養(yǎng)護，及時規(guī)范進行閘門及門槽除銹油漆防腐處理工作，減少或延緩閘門門體及門槽腐蝕與銹蝕現(xiàn)象發(fā)生。

（3）加強中小型水閘工程日常安全檢查及養(yǎng)護工作，杜絕或減少水閘啟閉過程中閘門卡槽現(xiàn)象，定期與不定期開展啟閉機械安全檢查及日常維修養(yǎng)護工作，及時更換啟閉機械設(shè)備損毀部件，避免發(fā)生二次部件損毀。

（4）加強啟閉機電設(shè)備供電低壓開關(guān)柜安全管理工作。定期不定期開展啟閉電氣設(shè)備低壓開關(guān)柜的儀表盤日常運行維護檢查監(jiān)測，檢查儀表外表是否存在電擊穿損毀、燒壞現(xiàn)象，檢查箱體內(nèi)儀表引線是否存在松脫現(xiàn)象，檢查儀表及指示燈精準(zhǔn)度;檢查開關(guān)柜二次系統(tǒng)控制開關(guān)接觸情況，檢查柜體密封性，熔斷器和接地是否牢靠安全。電氣設(shè)備安全檢查過程中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患及時消除，確保水閘機電設(shè)備安全運行。

（5）加大中小型水閘自動化智能化系統(tǒng)建設(shè)與運維項目經(jīng)費投入，強化中小型水閘自動化監(jiān)測系統(tǒng)基礎(chǔ)配套設(shè)施工程建設(shè)，不斷提升運行網(wǎng)絡(luò)工作穩(wěn)定性及工作效能利用率。鼓勵運維管理人員對自動化系統(tǒng)在水閘工程中應(yīng)用方法的學(xué)習(xí)和分析，強化運維管理人員的技能和意識，擴大自動化系統(tǒng)在水閘工程中的應(yīng)用范圍；強化自動化系統(tǒng)的評估和改進，及時收集和分析系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和效果，不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)的功能和性能。同時，利用人工智能技術(shù)，對中小型水閘的運行狀態(tài)、水位、流量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)進行實時采集、分析和預(yù)測，實現(xiàn)水閘的智能監(jiān)控和調(diào)控；對中小型水閘的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、安全等方面進行智能識別、檢測和診斷，實現(xiàn)水閘的智能巡檢和維護；對中小型水閘的運行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行深度學(xué)習(xí)和挖掘，實現(xiàn)中小型水閘的智能優(yōu)化和決策；對中小型水閘的運行管理過程進行智能模擬和仿真，實現(xiàn)中小型水閘的數(shù)字孿生和虛實融合，打造數(shù)字孿生水利工程。密切注意中小型水閘啟閉電機設(shè)備日常維護與安全管理，逐步實現(xiàn)全過程有效運行監(jiān)管，做到機電設(shè)備運行啟動前對工作環(huán)境、設(shè)備電源電壓、電流及相關(guān)設(shè)備進行安全檢查監(jiān)測；電機運行過程應(yīng)事先掌握電機電源合閘操作制度和操作規(guī)范注意事項，認(rèn)真開展水閘啟閉電氣設(shè)備模擬操作，杜絕人為因素誘發(fā)的設(shè)備操作失誤故障。

（6）有效進行中小型水閘供電終端設(shè)備安全管理。結(jié)合中小型水閘供電終端變壓器的實際狀況，因地制宜加強變電器安全檢查及日常維護檢修，做好變電器油溫的日常檢查監(jiān)測工作。

（7）加強水工建筑物及附屬設(shè)施工程日常維護。定期與不定期開展水工建筑物外觀質(zhì)量通病排查與維護防治工作。將水工建筑物墻面滲水、屋面防水、建筑門窗破損列為日常重要管護整治工作內(nèi)容。強化水閘附屬設(shè)施工程日常維護工作，定期與不定期開展上下游護坡、消力坎、水位自動化信息監(jiān)測設(shè)施、現(xiàn)場視頻終端、安全警示標(biāo)牌及安全圍網(wǎng)維護裝置的日常檢查與維護，減少或杜絕影響中小型水閘工程安全運行管理秩序的事件發(fā)生。

3.3 加強中小型水閘運維管理人員業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)

中小型水閘工程的正常運行工作需要長期穩(wěn)定的運維管理人員來實現(xiàn)。多渠道、多層次開展業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，不斷提升運維管理人員的專業(yè)技能水平，讓運維管理人員充分了解掌握中小型水閘機電設(shè)備工程運行、維護及安全管理中必備的知識。同時加強運維管理人員的業(yè)務(wù)技能考核及工作制度考核，工作人員持證上崗，專業(yè)熟練操作啟閉運行設(shè)備，不斷提升中小型水閘工程整體管理水平；增強安全突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力，持續(xù)提升中小型水閘工程運維管理隊伍的整體工作水平。

4 結(jié)束語

淮河安徽省管中小型水閘工程是安徽省沿淮防洪工程的重要組成部分，強化中小型水閘工程日常運維管理是工程正常運行的前提條件；提高工程運維管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)水平是中小型水閘正常運行的根本保證；加強沿淮中小型水閘的科技裝備及運維經(jīng)費的投入是提升工程運行效率的有效途徑。通過不斷完善中小型水閘運維管理措施，確保工程安全穩(wěn)定運行，充分發(fā)揮中小型水閘工程社會效益和經(jīng)濟效益