德州市病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固措施及效益

劉 永，李 巖，馬 飛

（德州市水利局，山東 德州 253014）

德州市轄區(qū)內(nèi)主要防洪排澇河道有徒駭河、馬頰河、德惠新河，有潘莊、李家岸兩大引黃干渠，300 km2以上支流13條。登記注冊(cè)的涵閘760座，其中大（2）型水閘4座，中型水閘37座，小（1）型閘149座。

根據(jù)全國水利工作會(huì)議精神和省水利廳的部署，德州市根據(jù)水利工程現(xiàn)狀對(duì)已登記注冊(cè)的大中型水閘進(jìn)行了全面普查，確定28座水閘為病險(xiǎn)水閘，其中7座水閘已于2000年進(jìn)行了水閘鑒定。2009年，省水利廳組織專家組到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際勘察，通過現(xiàn)場檢測(cè)、現(xiàn)狀調(diào)查、工程復(fù)核計(jì)算等工作，對(duì)該市28座病險(xiǎn)水閘進(jìn)行了鑒定：21座被鑒定為三類病險(xiǎn)水閘，7座被鑒定為四類病險(xiǎn)水閘。

1 工程現(xiàn)狀

德州市所屬水閘大部分建于上個(gè)世紀(jì)六、七十年代，受當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，一些水閘在缺少前期調(diào)研、現(xiàn)場地質(zhì)勘探、綜合設(shè)計(jì)等基本需要的條件下，一躍而上，全面開工。由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、施工機(jī)械簡陋，施工質(zhì)量無法得到保證。工程運(yùn)行多年后，老化嚴(yán)重，其安全性及使用功能日益衰退。另外，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，污水排放越來越嚴(yán)重，水質(zhì)的連續(xù)下降造成水閘運(yùn)行環(huán)境的下降，水閘主體混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重碳化、涉水設(shè)備受到不同程度的侵蝕。加之2010年德州市遭遇幾十年未見的強(qiáng)降雨、雷電天氣影響和上游大流量泄水，進(jìn)一步加劇了28座病險(xiǎn)水閘的病險(xiǎn)程度，對(duì)全市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來了更大的隱患。

通過對(duì)各閘工程現(xiàn)狀調(diào)查及現(xiàn)場檢測(cè)，存在問題主要有以下幾個(gè)方面：

1）主體工程包括閘墩、交通橋、機(jī)架橋、混凝土閘門等部位混凝土裂縫、碳化，造成了混凝土剝落，鋼筋裸露，嚴(yán)重影響了主體工程的安全性。

2）金屬構(gòu)件銹蝕，影響工程正常運(yùn)行。如三劉節(jié)制閘閘門長期受到污水的侵蝕，現(xiàn)11 孔閘門銹蝕面積均在90%以上，多處閘門的邊縱梁已嚴(yán)重銹蝕、穿透，穿孔直徑最大已到30 cm 左右，閘門主、側(cè)輪銹蝕不轉(zhuǎn)，造成閘門啟閉摩擦力增大，啟閉十分困難，嚴(yán)重影響水閘的作用。

3）機(jī)電、啟閉設(shè)備落后陳舊，多數(shù)超期運(yùn)行，無法保證工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不能正常發(fā)揮工程效益。如大劉閘配有手搖電動(dòng)兩用單吊點(diǎn)螺桿式啟閉機(jī)15 臺(tái)，啟閉能力均為10 t/臺(tái)。第5 孔閘門與絲杠連接處的銷釘已脫落，此閘門已不能啟閉，多條絲桿存在不同程度的彎曲變形，由于閘門落下困難，頂托力很大造成啟閉機(jī)的底座斷裂，影響啟閉機(jī)的穩(wěn)定性。

4） 基礎(chǔ)工程存在滲透變形，存在反濾失效，裂縫、沉陷、位移，護(hù)坡坍塌等現(xiàn)象。如趙棒槌節(jié)制閘屬四類病險(xiǎn)水閘，閘底板存在裂縫，致使橋頭堡和個(gè)別閘墩發(fā)生位移、沉降，一旦有大水通過，很難保證工程的安全性。

5）工程觀測(cè)設(shè)施損壞嚴(yán)重，設(shè)備陳舊，不能正常觀測(cè)，無法掌握工程運(yùn)行情況。

6） 對(duì)水閘安全鑒定工作的重要性認(rèn)識(shí)不足,安全鑒定經(jīng)費(fèi)投入少，難以全面準(zhǔn)確地掌握工程的安全問題。

7）水閘運(yùn)行維護(hù)管理所需的必要的經(jīng)費(fèi)來源沒有保證,工程日常維修、養(yǎng)護(hù)管理工作跟不上，經(jīng)多年運(yùn)行，水閘的防洪（潮）、排澇、供水、灌溉等除害興利能力逐年下降，并造成水閘使用壽命縮短和工程效益降低，不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

位于徒駭河上的宮家節(jié)制閘興建于1968年10月，次年9月竣工啟用。該閘設(shè)計(jì)蓄水量850萬m3，最大蓄水量1 140萬m3，屬大型水閘。開始蓄水后，下游兩岸砌石護(hù)坡末端出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，河道淤積嚴(yán)重，下游的淤積已接近河道斷面20%，河床逐年抬高，攔河閘的過流能力不足，嚴(yán)重影響流域內(nèi)的田間排水，增加洪澇災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率，降低工程的防洪排澇功能。特別當(dāng)遭遇大洪水時(shí)，容易造成洪水漫頂、倒灌，甚至使堤防決口、使農(nóng)田因長時(shí)間浸泡而減產(chǎn)，給上下游廣大人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)安定。

2 除險(xiǎn)加固主要措施

結(jié)合德州市病險(xiǎn)水閘存在的諸多問題，主要采取以下除險(xiǎn)加固措施：

1）對(duì)閘室及上下游連接段河道進(jìn)行清淤，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及水工模型試驗(yàn)，合理增設(shè)攔砂、沖砂等設(shè)施，減輕河道淤積。

2）閘底板裂縫嚴(yán)重、防滲性能差的情況，可重建閘底板；閘室整體穩(wěn)定經(jīng)復(fù)核不合格，地基沉降或不均勻沉降量較大的情況，可采用新增樁基方式處理；閘基淘空的情況可采用增設(shè)防滲墻、對(duì)閘室進(jìn)行灌漿處理的方式處理。

3）維修加固鋪蓋、護(hù)坦和上下游兩岸護(hù)坡。處理要因地制宜，分析損毀原因，通過加深消力池深度、長度，設(shè)置尾檻、齒坎或消力墩等輔助消能工，用來提高消能效率；水閘下游沖刷破壞可通過改造海漫長度、坡度和加設(shè)柴排設(shè)施，設(shè)置合理的防沖槽布局。

4）閘墩、排架柱、機(jī)架橋、交通橋等部位混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)并進(jìn)行防碳化處理。對(duì)于混凝土表面的裂縫，可通過表面涂抹水泥砂漿或者用膠粘劑把橡皮或其他材料粘貼在裂縫部位的方法處理；內(nèi)部裂縫可通過鉆孔灌漿處理。對(duì)碳化深度過大，鋼筋銹蝕明顯，危及結(jié)構(gòu)安全的構(gòu)件經(jīng)復(fù)核計(jì)算，不滿足規(guī)范要求的，一般拆除重建。

5）金屬結(jié)構(gòu)。若閘門銹蝕嚴(yán)重，經(jīng)檢測(cè)后，可更換閘門；閘門除銹噴鋅；防腐維修閘門內(nèi)部銹蝕的鋼絲網(wǎng)、滾輪與埋件；更換閘門附件；更換啟閉設(shè)備，新建啟閉機(jī)房。

6）更換閘門止水。配備電氣設(shè)備和變壓器、輸電線路，可新（重）建橋頭堡。更新完善觀測(cè)設(shè)施；配套自動(dòng)化水情測(cè)報(bào)、監(jiān)控系統(tǒng)；配套完善管理設(shè)施。

3 病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固綜合效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固實(shí)施后，一是確保水利工程的安全運(yùn)行，為振興德州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；二是提高防洪標(biāo)準(zhǔn)、增大蓄水量、提高農(nóng)田灌溉能力、減少抗旱投入、增加農(nóng)業(yè)收入，對(duì)于解決水資源短缺起到了一定的積極作用；三是有利于完善并提高水閘安全建設(shè)和防洪工程建設(shè)，形成適時(shí)適量蓄泄兼顧的水利工程體系，為有效地治理洪水創(chuàng)造基本條件；四是有利于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，節(jié)省人力、物力和財(cái)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

3.2 社會(huì)效益

病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固實(shí)施后，首先美化了水閘外觀，有助于提升城市形象，優(yōu)化生存環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和發(fā)展環(huán)境；其次能夠促進(jìn)水資源良性循環(huán)；第三能夠改善水閘基層管理單位的工作生活條件，提高基層水利人的工作積極性，有利于進(jìn)一步開展水閘工程的維護(hù)管理。

4 結(jié) 語

在綜合考慮大中小型病險(xiǎn)水閘的環(huán)境特點(diǎn)、險(xiǎn)情程度、主要功能和效益的情況下，將病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固提高到保障防洪安全、供水安全、糧食安全和生態(tài)安全的高度上，提高水利人的責(zé)任感和緊迫感。要堅(jiān)持全面規(guī)劃、突出重點(diǎn)、兼顧一般、區(qū)分輕重緩急，以水閘安全鑒定為依據(jù)，確保大中小型病險(xiǎn)水閘得到除險(xiǎn)加固統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，與海河流域防洪規(guī)劃及德州市相關(guān)專業(yè)規(guī)劃相銜接，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固與河道治理的關(guān)系，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上下游、左右岸的關(guān)系，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水閘防洪、供水與水資源保護(hù)的關(guān)系，工程措施與非工程措施相結(jié)合，進(jìn)一步保證水閘的安全運(yùn)行及其在防洪、供水、生態(tài)環(huán)境等方面效益的充分發(fā)揮。

［1］秦毅，顧群.全國病險(xiǎn)水閘成因分析及加固的必要性［J］.水利水電工程設(shè)計(jì)，2010（29）：25-26.

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