沿海擋潮閘加固改造中安全技術控制

朱國賢，項 明

（江蘇省鹽城市水利工程管理處，224002，鹽城）

沿海擋潮閘地理環境、工況條件和功能要求特殊，致使加固改造過程中的結構穩定、施工作業、工程運行等方面的安全技術控制尤為重要。江蘇省鹽城市水利工程管理處（以下簡稱“管理處”）管轄的射陽河閘、黃沙港閘、新洋港閘、斗龍港閘以及與新洋港閘合港入海的西潮河閘，是江蘇沿海典型的擋潮閘，相繼建成于20世紀50—70年代。由于幾十年的風雨侵蝕和頻繁運行，工程出現嚴重老化，存在較大安全隱患，被分別評定為“三類閘”。1999—2008年，根據水利部SL 214—98《水閘安全鑒定規定》，經江蘇省水利廳批準，對上述閘陸續進行了加固改造。由于重視沿海擋潮閘的固有特點，堅持多層次、多角度、多方位強化安全技術控制，總投資達8633萬元的5個單位工程、19個分部工程實施進展順利，未發生任何工程、機械、人身事故。射陽河閘加固改造工程被評為“江蘇省水利文明工地”，工程質量為優良等級。

一、結構穩定安全技術控制

1.精細復核計算，減少受力荷載

通常情況下，列入加固改造項目的沿海擋潮閘均已運行年代久遠，受力條件和狀況發生了較大改變，加之加固改造時還要增加一定程度的荷載，所以在前期工作中，就要對建筑物進行全面檢測，同時對閘墩、工作橋大梁等部位的受力情況，特別是對閘基的穩定性進行精細的復核計算。根據檢測和復核計算結果，進行加固項目的可行性研究和初步設計，對其中需要改變目前荷載狀況的項目實行多方案比選，盡量減少建筑物的受力荷載?？紤]到運行設備的防護和操作條件的改善，大部分沿海擋潮閘在加固改造時增加了啟閉機房，主要選擇輕質結構作為其主體結構。如新洋港閘、斗龍港閘啟閉機房采用彩鋼板結構；射陽河閘采用ALC加汽混凝土結構；西潮河閘更換了工作橋大梁，采用空心磚填充框架結構。輕型結構的選擇，有效減輕了閘上荷載，保證了閘身結構穩定。

2.認真安全演算，慎重卸載加載

沿海擋潮閘加固改造周期較長，往往需要跨汛施工。而汛期極易出現不利的上下游水位組合，當建筑物的荷載狀況發生變化時，就有可能導致險情。認真進行安全演算，慎重確定卸載、加載方案，制定出現緊急情況的搶險措施十分必要。黃沙港閘公路橋和閘墩拆除后，閘身下游側荷載將大幅度減輕，此時若遇到下游高潮位、上游低水位的最不利工況，則會引起閘身側翻。在進行安全演算時，充分考慮近年極端氣候頻發的特點，按照百年一遇潮位組合 （上游水位0.55 m，下游潮位4.17 m）和公路橋卸載后的工況進行復核。經過演算得出結論：公路橋拆除后，如遇特殊水位組合，每孔需加載40t，方能保證閘身抗滑穩定不受影響。又由強度復核計算，得出閘墩抗震加固施工期水位為閘上 0.55～0.9 m， 閘下－1.81～2.9 m。若出現上下游臨界水位組合（上游0.55 m，下游2.9 m）的不利情況，立即停止施工，同時對已拆除拱圈排水孔利用先行預制完成的橋面板進行加載，以防險情發生。工程實施中，不斷根據安全需要調整施工方案，加強技術控制。汛期避免閘墩、橋墩大體積混凝土拆建，對正拱橋等確需拆建的分單元進行，隨拆隨建，均衡加載、卸載，嚴防發生閘身滑動。

3.加強檢查觀測，實行動態跟蹤

在加固改造期間，除了公路橋拆建、閘門更換等項目施工的加載、卸載較為頻繁外，大多數閘還增加了啟閉機房。盡管在設計時經過了安全復核，建筑材料也選用了輕型結構，但畢竟增加了荷載，且啟閉機房均在建筑物的下游側，存有一定程度的不對稱性。這些因素對閘身穩定是否產生影響，問題如何及時發現并得到糾正，必須依賴于嚴格的檢查觀測和動態跟蹤。射陽河閘加固改造拆建了公路橋，更換了鋼閘門，增加了啟閉機房，加載、卸載幅度較大，工程一開始就對閘身垂直位移進行嚴密觀測，并加密測點布置和增加觀測頻率，及時對測量結果進行研究分析，密切注視閘身變化。根據2005—2007年加固期間和2008—2010年加固后幾年的檢查觀測資料對比分析，射陽河閘閘基沉陷變化均勻，間隔位移量在正常范圍內；測壓管水位過程線未出現異常，地基揚壓力正常，閘身穩定。

二、施工作業安全技術控制

1.進行安全技術交底，把握安全施工關鍵

加固改造工程安全技術交底主要包含運行管理和工程施工兩個方面。通過安全技術交底，讓運行管理和施工作業人員吃透安全技術控制要領，把握工程運行和安全施工關鍵，實現工程運行和施工作業安全。在射陽河閘、黃沙港閘、新洋港閘、斗龍港閘和西潮河閘的加固改造中，設計單位設計時就提出施工中需要采取的安全技術措施，監理單位把安全技術控制的要點寫進監理大綱，施工單位的安全施工方案特別是跨汛施工預案則是施工組織設計的重中之重，管理單位在施工期間根據加固和施工情況編制防汛預案。安全技術交底由建設單位組織牽頭，設計單位、監理單位、施工單位、運行管理單位共同參加，堅持單位工程統一交底，分部工程分頭交底，關鍵工序層層交底，特殊時段特別交底，讓安全技術控制貫穿于加固改造施工作業的始終。

2.搭好水下臨時設施，保障水下施工安全

水下干式施工方式很多，新洋港閘消力池止水銅片修補、黃沙港閘閘墩抗震加固采用鋼圍堰作為臨時設施以營造水下干式施工環境。鋼圍堰的制作、安裝和堵漏每道工序都很關鍵。黃沙港閘閘墩加固鋼圍堰制作時，實行現場丈量，精算尺寸，根據承受水壓力的大小選擇鋼板材料的厚度和強度，尤其是針對反拱底板與墩腳異型進行特殊制作。鋼圍堰安裝避免跨伸縮縫安裝，并重點考慮支撐牢固問題，嚴防因圍堰移動或出現向閘墩方向擠壓威脅施工安全，為克服順水流方向水壓力的不平衡，采用木方和型鋼對鋼圍堰進行了對稱支撐。鋼圍堰的堵漏，難度在于底部與反拱底板及異型墩腳接觸部分，如果堵漏不當，圍堰底部堵漏物會受水壓力作用被沖走，圍堰內瞬間充滿水而造成人員傷害。施工中采取了內外雙層堵漏措施，即在內側用土工布包裹舊棉胎成條狀，綁扎在鋼圍堰下方，再用鋼筋作為活動插銷，每孔底板形狀不同，插銷插入長短不一，這樣當鋼圍堰內水抽干時，圍堰外底部水壓力大擠壓棉絮時，鋼筋受力，使得棉絮不被沖走；在圍堰外側鋪土工布，再用砂袋壓腳，從而達到良好的堵漏效果。

3.嚴格控制施工程序，減少不利工況延時

以黃沙港閘為例，該閘系16孔反拱底板整體不分縫連拱結構，對受力變化比較敏感。而在加固改造中需拆除重建公路橋、胸墻和部分閘墩，加載、卸載量較大且十分頻繁。為了減小閘身一次性卸載量，同時縮短卸載和加載的時間，實現卸、加載平衡，對拱形公路橋等的拆建程序作了嚴格要求，實行“梯度分層次、均衡卸加載”的安全技術控制。立面施工程序為自上而下分層進行：橋面系（含欄桿等附屬物）拆除→煤渣層清運→拱圈整體吊裝拆除→2.0m以上閘墩漿砌塊石拆除 （含原撐梁）→澆筑閘墩至2.0m→澆筑撐梁2根，同時澆筑閘墩至3.5 m→澆筑蓋梁等→水下拆除墩頭至0.5 m→安裝鋼圍堰→墩頭干法拆除→澆筑墩頭、抗震柱及第3根撐梁。平面施工程序為從南到北分段進行：按4跨一個工作面間隔拆除，待上一個工作面新建公路橋荷載全部加載后，開始吊拆下一個工作面拱圈，從而縮短最不利工況的延續時間，保證施工安全。

三、工程運行安全技術控制

1.合理調度水情，確保流域澇水排得出

由于施工原因，射陽河閘、黃沙港閘、新洋港閘、斗龍港閘、西潮河閘在加固改造期間，特別是在主體工程施工階段，有時不能完全開全開足，西潮河閘施工期間還實行了短期整體封閉。為了確保流域范圍內澇水外排不受影響，建設單位會同規劃、水文等部門認真進行水系、水情和水文分析調研，編制加固改造期間導流方案，并以此請求防汛指揮部門進行科學合理的水情調度，主要是通過調節管理處下屬其余擋潮閘和相鄰縣屬沿海水閘的開啟，有效控制貫穿南北的通榆運河水位，及時將流域內澇水導流外排入海。

2.加強協調聯系，確保施工運行雙安全

擋潮閘加固改造期間通常要求繼續運行，遇到重大汛情，即使停止施工，也要保證全力搶排。如何處理好施工與運行的矛盾，實現施工與運行“雙安全”，是加固改造過程中必須解決的一大難題。施工時，閘門更換、設備更新、啟閉機大修以及閘身混凝土拆建等，都直接影響閘門開啟的孔數和孔號。處理不當，既有可能因施工影響運行，又有可能因運行影響施工。管理處所屬閘在加固改造期間建立和實行了聯系單制度，取得了較好的效果。施工單位根據施工安排和需要，提前5天向建設單位出具聯系申請單，注明施工孔數和具體孔號；建設單位在核實無誤并征得防汛調度部門同意后，開出通知單至管理單位，確定在某一時段停開的孔數和孔號；管理單位按通知單正式操作前，運行人員還需與施工單位項目經理當面簽字確認，然后根據操作規程啟閉閘門；施工人員聽到閘門啟閉警報后密切觀察，若發現所開閘孔有誤，立即與管理單位聯系，防止意外發生。

3.保護中樞系統，確保閘門啟閉不耽誤

電氣及自動化控制設備是閘門啟閉運行的中樞系統。而在加固改造中，往往電纜槽、控制室等會需要更新維修或被全部拆建。保護中樞系統，不耽誤閘門啟閉，不影響工程運行是管理單位必須全力配合做好的重要工作。射陽河閘和西潮河閘加固改造時電纜槽改成電纜橋架，管理人員臨時采用竹竿撐起電纜沿工作橋下游側架設，并樹立警示標志牌，提示施工人員注意和加強保護；射陽河閘和新洋港閘控制室拆除時，在控制屏上方搭設鋼管架并用油布封閉，以防電氣及自動化控制設備遭受雨雪而引起損壞；黃沙港閘拆除通航孔工作橋時專門架設臨時液壓油管路和動力電纜，確保水閘中樞系統正常運行。加固改造期間，管理處所屬各閘還分別制定了特殊時段安全運行操作技術規程。運行人員上閘戴安全帽，穿平跟鞋；暫時停開的閘孔切斷線路，掛牌明示，以防誤操作；閘門啟閉運行和檢修門吊裝規范操作，發現異常情況采取措施，及時處理。

四、結 語

沿海擋潮閘加固改造中安全生產管理的核心是安全技術控制。保證結構穩定安全，加固改造就有了可靠的基礎和前提；保證施工作業安全，加固改造才能得到有序、健康和順利實施；保證工程運行安全是加固改造的根本所在，通過加固改造，消除安全隱患，改善運行條件，更加充分地發揮工程的防洪排澇效益，為流域范圍內經濟發展、社會穩定和人民安居樂業作出更大的貢獻。

[1]鹽城市斗龍港閘除險加固工程技術總結[R].鹽城市水利工程管理處，2003.

[2]鹽城市新洋港閘除險加固工程施工管理工作報告[R].中港第三航務工程局第五工程公司，2003.

[3]鹽城市黃沙港閘安全復核分析報告 [R].揚州大學水利科學與工程學院，2005.

[4]鹽城市射陽河閘加固改造工程設計工作報告[R].江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，2007.