徒駭河廿里堡閘病險狀況與拆除重建必要性探析

王婷，馬新利

（濱州市海河管理局，山東濱州256616）

徒駭河廿里堡閘病險狀況與拆除重建必要性探析

王婷，馬新利

（濱州市海河管理局，山東濱州256616）

徒駭河廿里堡閘始建于1959年，擴建于1967年，由于年久失修，經長期帶病運行，存在閘門老化破損、拱頂裂縫、交通橋碳化脫皮、閘基滲透破壞、機架橋排架柱傾斜等重大病險因素，嚴重威脅水閘的安全運行。根據廿里堡閘的病險現狀，結合防洪排澇、蓄水興利的社會需求，提出拆除重建的建議。

廿里堡閘；病險；拆除重建

廿里堡閘位于徒駭河下游。徒駭河傳為禹疏九河之一，源于聊城市莘縣，在濱州市沾化縣入海，全長436 km，流經14個縣（區），是山東省海河流域最大的防洪排澇河道。廿里堡閘是徒駭河最早興建的具有防洪排澇和蓄水興利等綜合功能的大型河道節制蓄水工程，位于濱州市濱城區三河湖鎮廿里堡村南。該閘始建于1959年，擴建于1967年，總寬108m。運行50余年來，在調節泄洪、蓄水興利諸方面發揮了巨大效益，年均啟閉50余次，開啟歷時1 400 h，調節泄水1.7億m3，年調節蓄水2 000萬m3，灌溉面積7 000 hm2，并為沿岸的沾化發電廠等企業供水，為區域經濟發展、保障社會穩定和人民生命財產安全發揮了重要作用。

但是，由于該閘建設年久、結構復雜，存在的病險問題多且重，2000年即被鑒定為病險水閘。又經10余年帶病運行，險情日益加重，僅靠維修管理已難以徹底消除病險狀況，因此亟需拆除重建。

1 工程概況

1.1 興建過程

徒駭河流域為黃河沖積平原，地勢平坦，土地肥沃，氣候溫和，物產豐富，是魯北重要的糧棉產地，如遇洪澇，全恃該河排澇泄洪，然而在20世紀50年代，徒駭河河槽窄淺，堤防斷殘，支流淤塞，排水不暢，決溢泛濫不時出現，并無蓄水灌溉之利。1959年，為了調節泄洪、蓄水灌溉和方便交通，由山東省交通廳設計、惠民專署（今濱州市）交通局組織施工，興建了廿里堡閘的右端8孔。1961年遭遇特大暴雨洪水后，因閘短阻洪，將閘左端引道炸開泄洪，次年又在閘左端接建了3孔。1965年河道拓寬加深后，又于1967年在閘左端擴建了13孔。

1.2 結構型式

廿里堡閘結構型式為鋼筋混凝土開敞式河道型平底水閘，共24孔，總寬108m。其中，老8孔每孔凈寬3.5m，閘門高4.5m，閘底板高程1.6m（1956年黃海基面，下同），結構型式為鋼筋混凝土倒拱基礎，閘墩為鋼筋混凝土墩墻，閘門為鋼絲網混凝土平板閘門。后建的16孔，每孔凈寬3.7m，閘門高5.0m，閘底板高程1.1m，結構型式為鋼筋混凝土灌注樁基礎、鋼筋混凝土底板，閘墩為變截面鋼筋混凝土及漿砌石墩墻，閘門為鋼筋混凝土平板閘門（上下兩扇分體結構，中間夾條型橡膠止水，鋼構件聯結），啟閉方式為固定卷揚式雙節點啟閉，配備2×12.5 t卷揚式啟閉機，外接電源100 kVA；機架橋墩為鋼筋混凝土排架，橋面凈寬3.0m，橋面高程15.2m，橋面兩側為鋼筋混凝土欄桿，橋兩端設磚混結構橋頭堡。老8孔交通橋為磚拱結構，新16孔交通橋墩為混凝土墩墻和雙井柱兩種型式，橋面采用鋼筋混凝土微彎板，橋面凈寬7.0m，兩側各設0.75m人行道，橋面高程10.15m。閘室上游鋪蓋分為兩段，一段為長20m、厚1.0m的黏土，一段為長15m、厚0.5m的140#碎磚混凝土和140#鋼筋混凝土阻滑板，下設長15m、厚1.0m的黏土保滲體；在兩段鋪蓋連接處加一道深2.5m的齒墻。閘室下游依次為消力池、海漫、防沖槽。消力池末端設消力坎，坎高0.5m，上下游兩端各設3排直徑5 cm、間距1m梅花狀排列的排水管，下設3級配反濾層。海漫為140#碎磚混凝土底板，厚0.3m，長20m。海漫后設深1.5m倒梯形亂石防沖槽，底寬1.0m，上口寬4.0m。閘室上下游翼墻均為80＃漿砌石護坡，上游砌石護坡長15m，下游長26m，再分別向上、向下20 m為1∶3灰土護坡。

1.3 功能

廿里堡閘的主要功能是調節泄洪、排澇和蓄水興利，閘上設計防洪水位8.6m，流量1 395m3/s；排澇水位7.04m，流量907m3/s。閘前設計蓄水位5.6m，原蓄水量1 250萬m3；最高蓄水位6.1 m，原蓄水量1 459萬m3，灌溉面積7 000 hm2，是沿岸農業灌溉和人畜飲水的重要水源。

2 主要病險問題

2.1 閘基滲透破壞，形成滲漏通道

1997年檢查老8孔閘底部工程時發現，上游鋪蓋有3條較長裂縫，消力池上端的反濾設施已失效。另據調查得知，水閘運行過程中也曾在新16孔閘上游鋪蓋處出現冒泡現象，伸縮縫多處漏水。在上游達不到設計蓄水位時，下游護砌砌石勾縫內即有清水滲出現象。

2000年探查閘室兩岸及閘基滲透情況時，經測試發現左岸存在較嚴重繞滲。

以上情況表明，上游鋪蓋和下游排水都有失效情況，由此產生滲透坡降偏大和下游護坡抗浮不足。閘室上游鋪蓋冒泡、伸縮縫破損漏水、閘底板裂縫、交通橋拱圈裂縫明顯發展、機架橋墩向下游方向傾斜等情況說明，閘基已產生滲透破壞，上下游已形成滲透通道，直接危害閘室安全。

2.2 閘墩混凝土嚴重剝蝕

廿里堡閘閘墩結構型式復雜，老8孔閘墩為鋼筋混凝土墩墻，新16孔閘墩為變截面鋼筋混凝土及漿砌石墩墻。現閘門槽多處存在裂縫，形狀、長度各異，縫寬一般為0.2～0.6mm，個別部位出現松散現象；水位變化區混凝土剝蝕嚴重，鋼筋處于嚴重銹蝕狀態；漿砌石墩墻砂漿剝蝕深度達10mm，嚴重危及水閘安全。

2.3 閘門老化破損，露筋漏水

廿里堡閘建設年久，混凝土老化、碳化嚴重，多數閘門混凝土破損、斷裂，局部保護層脫落，鋼筋裸露、銹蝕嚴重。中部聯結構件銹蝕嚴重，右側滾輪銹蝕和閘門支承行走機構銹死，增加了軌道摩擦力，加大了啟閉機負荷，提閘時中部聯結構件曾多次斷裂。該閘未設檢修閘門，正常檢修與事故檢修十分不便。

2.4 老8孔磚拱拱頂裂縫，新16孔交通橋縱梁碳化、脫皮、裂縫，鋼筋嚴重銹蝕

老8孔交通橋系磚混結構，現磚砌體剝落深度大，整體強度差，破損嚴重，拱頂部位出現縱向貫通性裂縫。交通橋兩側磚砌擋土墻殘破不堪，最大風化深度達10 cm，拱頂錨噴混凝土滲水，有整體下沉跡象。新16孔橋面板縱梁在支座處破碎，箱型梁普遍存在橫向及縱向裂縫；排架柱多處順筋裂縫，縫寬0.2～2.0mm，許多部位保護層碎裂脫落，鋼筋裸露，鋼筋截面損失率20%。交通橋橋面鋪裝層混凝土嚴重破損，已成為危橋，曾一度實行交通管制。

2.5 上下游護坡短、高度低，消力池排水管失效，護坦厚度不夠，海漫長度不足，防沖槽有沖坑

上下游護坡為80#漿砌石與1：3灰土。下游翼墻與護坡受凍融、沖蝕、淘刷作用，破壞已相當嚴重，砌石縫中砂漿剝落，處于嚴重剝蝕狀態。下游護坡頂高程低于5.504m，護坡出現滲水明流，存在較嚴重坍塌現象，相對塌陷面積約20%，深度20 cm，高水位泄流時沖刷邊坡。

下游防沖槽內的沖坑已存在多年，2010年汛后探查發現沖坑深度及范圍均有較大發展，碎磚混凝土海漫末端齒坎底部有空洞。

2.6 橋頭堡及機架橋排架柱傾斜

該閘設左、右岸兩座橋頭堡。左岸橋頭堡自1985年發現向左傾斜，1990年汛后傾斜速度加快，1995年對基礎進行了灌漿處理，經多年觀測仍有繼續傾斜跡象，左岸的繞滲、橋頭堡沉陷、左岸下游護坡塌陷及滲水均與此有關。機架橋25排排架柱均有不同程度的傾斜，且傾斜在不斷發展，最嚴重者傾斜5.3 cm，傾斜度遠遠大于0.1%的規范要求。機架橋排架柱及機架橋面板混凝土碳化深度已接近或超過鋼筋保護層。機架橋縱梁底部不同程度存在裂紋現象，個別部位鋼筋混凝土銹蝕嚴重。

2.7 啟閉設施及電氣設備老化，超正常使用極限狀態

啟閉設備為20世紀60年代的淘汰產品，齒輪硬度值HB偏小，且配置不合理；減速器內有異響；機架底座混凝土壓碎并剝落，個別支座被壓壞，機架底腳螺柱的安裝偏差超出規范要求。電磁制動裝置部分失靈，閘瓦退距和電磁行程調整不好，致使提落閘門斷電時不能及時制動。個別機電傳動軸與制動輪間螺栓脫落，鋼絲繩纏繞不暢，有的鋼絲繩不能按預定軌道卡入凹槽，兩側鋼絲繩不同步。另外，減速箱漏油、機架及電機軸承銹蝕，表明啟閉機及其主要配件使用狀態遠遠超出《水利建設項目經濟評價規范》（SL72-1994）規定的20年的折舊年限。

變壓器距水閘約400m，低壓配電線路嚴重老化，橫擔銹蝕嚴重，輸電電纜包皮多有裂縫，閘刀開關銹蝕且不封閉，已對大閘安全運行造成嚴重影響。

3 拆除重建的必要性

3.1 建設質量差，病險程度重，修修補補難以徹底消除險情

廿里堡閘始建于1959年的“大躍進”后期，擴建于1967年的“文革”時期，由于受當時技術條件、管理水平、建筑材料質量和社會因素的影響，工程質量存在嚴重的“先天不足”。運行50余年來，由于缺乏管理維修資金，除險加固滯后，老化損毀嚴重。這些“先天不足、后天失調”因素造成的病險情況多發生在基礎和關鍵部位，且險情在日益加重，自20世紀90年代即被定為病險水閘，隨時都有發生安全事故的可能。這些重大險情，僅靠修修補補、頭疼治頭、腳痛治腳是難以徹底排除的，目前的工程質量遠遠不能滿足現行的規范要求。根據《水工混凝土結構設計規范》結構耐久性要求，二類環境混凝土最低強度等級應為C25，原閘墩標號只有140#，不能滿足耐久性要求；老閘墩的混凝土抗壓強度推定值為17.0～17.9MPa，亦不滿足現行規范標準。為了徹底消除質量安全隱患和充分發揮其綜合效益，依據現行規范標準，應拆除重建。

3.2 防洪排澇的現實要求

徒駭河源遠流長，閘上流域面積10 250 km2，承載的泄洪排澇任務艱巨。2010年汛期，廿里堡閘最高洪水位7.96m，最大洪峰流量1 180m3/s，自8月13日24時至27日12時超警戒水位（7.04m）運行11 d，僅8月就調節下泄入海水量13.79億m3。就目前的大閘質量而言，如此高水位、大流量泄洪，實則是破釜沉舟的無奈之舉，存在非常大的風險。若再遇魯北“61年雨型”或“64年雨型”暴雨洪水，則現閘不能適應防洪排澇的需要，因此拆除重建是防洪除澇的現實要求。

3.3 工業發展、用水增多的需要

隨著改革開放的逐步深入和地域經濟結構的不斷調整，近幾年已有一大批工業企業在徒駭河流域“安家落戶”，石油、化工、發電、造紙、印染等企業密集于河道兩岸，需水量驟增。現閘的蓄水量和調節蓄水能力大大降低，已不能滿足工業用水的需求，如沾化電廠是建于徒駭河畔的火力發電企業，其冷卻用水全部取自徒駭河，若廿里堡閘調節蓄水、供水的能力喪失，則沾化發電廠就會面臨著限產和停產的危機。為了保證沿岸工業企業的用水、促進區域經濟快速發展，廿里堡閘重建勢在必行。

3.4 高效農業灌溉的需要

位于廿里堡閘上、下游的濱城區和沾化縣農林果蔬物產豐富，土特產品獨具特色。近幾年，二縣（區）以打造區域特色經濟為主要目標，規劃建成1.4萬hm2冬棗、2.1萬hm2優質小麥和棉花、3 500 hm2無公害蔬菜和雞鴨兔禽養殖基地，高效農業的用水量與日俱增，僅廿里堡閘目前的帶病蓄水是難以滿足農林果蔬等用水需求的。高效農業和農村養殖各業發展迫切要求廿里堡閘擴大蓄水量，以保證高效農業灌溉所需。

3.5 人畜飲水的需要

廿里堡閘上、下游的濱城區和沾化縣是退海之地，淡水資源貧乏，自古就是人畜飲水困難的地區，徒駭河兩岸的人畜飲水基本是依賴廿里堡閘蓄水維持生計。近十余年來，由于廿里堡閘病險程度加重和閘前淤積，蓄水量逐年減少，給人畜飲水造成了一定的困難。為了促進流域經濟發展、提高人民生活質量、壯大農村養殖業和畜牧業，廿里堡閘也應拆除重建，以增加蓄水量，滿足流域內人畜飲水的需要。

3.6 生態環境效益的要求

廿里堡閘拆除重建后，將大大提高干流與支流兩岸土壤涵養水源的能力，使流域內的水環境得到優化，從而促進地表植物的繁殖，對優化動植物環境、增加區域生物的多樣性大有裨益。廿里堡閘重建后，其上、下游三河湖風景區的建設也將會得到極大促進，加快濱州市“糧豐林茂、北國江南”宏偉規劃實施進程。

3.7 環境影響的要求

廿里堡閘長期帶病運行，不能按設計標準蓄水，對干流上游和支流土馬沙河、付家河、秦口河等河道修復造成了極為不利的影響，沿河群眾缺水時無水可取，土地出現沙化，土壤流失嚴重，惡化了生態環境。廿里堡閘重建后，可大大提高河道蓄水能力，使徒駭河干流與支流的水源相通、功能互補，既可充分發揮支流蓄水興利的作用，又可改善生態環境。

[1]山東省濱州市水利局，徒駭河濱州市廿里堡閘工程現狀調查分析報告[R].濱州：山東省濱州市水利局，2000.

[2]山東省濱州市水利局，徒駭河濱州市廿里堡節制閘安全鑒定綜合報告[R].濱州：山東省濱州市水利局，2000.

[3]山東省水利勘測設計院，山東省濱州市徒駭河廿里堡閘除險加固工程初步設計報告[R].濟南：山東省水利勘測設計院，2011.

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1004-7328（2014）06-0031-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.011

2014-07-23

王婷（1980-），女，助理工程師，主要從事水利工程建設與管理工作。