龍海市南溪橋閘運行管理中險情成因分析及對策

黃碧水

（龍海市九龍江北引灌區工作站，福建 漳州363100）

1 基本概況

南溪橋閘位于福建省九龍江支流南溪下游的龍海市東泗鄉松浦村，距龍海市區10 公里，水閘建成于1966 年12 月，是座具有防洪、排澇、擋潮蓄淡、灌溉供水等綜合利用的大（2）型水閘。閘址以上流域面積562 平方公里，水閘全長131 米，共27孔，總凈寬103 米。其中19#～24#閘孔凈寬3 米，27#閘孔凈寬5 米，其余20 孔閘孔凈寬4 米。水閘工程等別為Ⅱ等工程，主要建筑物為2 級。原設計標準按20 年一遇洪水設計、100 年一遇洪水校核，流量分別為1400 立方米/秒、2055 立方米/秒。上游設計洪水位3.58 米，下游3.11 米；上游校核洪水位4.18 米，下游3.11 米。

本次復核設計標準按30 年一遇洪水設計、100 年一遇洪水校核，流量分別為1890 立方米/秒、2500 立方米/秒。上游設計洪水位6.79 米，下游6.65 米；上游校核洪水位7.70 米，下游7.50 米；正常蓄水位2.5 米。

2 水閘運行管理中出現的險情

2.1 洪水漫閘險情

2006 年7 月“碧利斯”臺風來襲，造成南溪橋閘上游水位達到5.9 米，超過閘墩頂高程0.9 米，高于閘上交通橋面0.4 米，出現嚴重的洪水漫閘險情。

2.2 水閘上游鋪蓋及下游海漫出現大面積的沖刷坑

橋閘17#-19#閘孔上游漿砌石鋪蓋發生局部沖刷，沖坑面積85 平方米，長度10.5 米，寬7.8 米，最深處高程為-3.6 米;橋閘下游海漫與河床也出現大面積的沖刷坑，沖坑面積3200 平方米，長20～40 米，寬128 米，最深處高程為-5.26 米。

2.3 存在繞閘滲流現象

水閘上下游翼墻雖未發現明顯的的異常，但水閘下游漸變段干砌塊石護坡及下游岸坡都出現了不均勻沉陷，砌石表面不平整、開裂，局部塌陷，存在繞閘滲流問題。

2.4 消力池局部變形存在及啟閉設施出現小裂縫

南溪橋閘已長期運行60 多年，局限于當時的設計、施工水平，通過觀察，啟閉房出現多條豎向裂縫，表明閘底板局部可能存在不均勻沉陷。由于建閘至今，未設沉降、位移觀測點，無觀測資料可分析閘基現在的穩定情況，但從啟閉房存在裂縫的情況看，閘基局部可能存在不均勻沉降。因此，水閘基礎局部存在安全隱患。

2.5 混凝土閘門等主體設施碳化嚴重且存在開裂、缺口、穿孔等現象

鋼筋混凝土閘門板碳化嚴重，且存在開裂、缺口、穿孔等現象，雖然21 孔閘門在80 年已經更換，但其余6 孔閘門即19#～24#閘孔尚未更換；閘門止水鐵件銹蝕、墊木破損嚴重，造成閘底止水設施漏水嚴重；特別是水閘胸墻老化破損，無法正常起吊；工作橋大梁和樓板存在順筋開裂，局部破損及碳化。且工作高程不足，導致閘門開啟受限。漲潮時，一旦下游潮水高于閘內水位時，大量海水滲入內港，致使內港水質鹽化。

2.6 水閘下游河道淤積日趨嚴重

南溪橋閘至下游出海口河長17.98 公里，河道不順直，間有急彎、緩彎，水流不暢，加之位處九龍江河口感潮區，河口漲潮歷時少于退潮歷時，漲潮進泥量大于退潮挾帶的出泥量，潮水頂托明顯，過流斷面日趨縮小，最窄處河寬只有105 米，淤積日益嚴重。

3 險情成因分析

3.1 水文觀測缺失

九龍江南溪流域內沒有水文站，流量、泥沙等水文資料缺乏，也沒有氣象站，無氣溫和風速等觀測資料。20 世紀80 年代以前資料不完整。只有南溪橋閘、白水站始于1980 年斷續最高水位觀測資料，浮宮站1970 年以來較長系列的水位記錄資料。流域內有漳浦縣的歐寮、南浦、長橋、官潯、龍海市的白水等5個主要控制雨量站，各站均設站較早，20 世紀90 年代歐寮、南浦、官潯停止觀測，長橋、白水兩站至今仍在繼續觀測。

3.2 閘址控制面積出錯

由于南溪橋閘建成于1966 年12 月，限于當時技術水平及水文觀測資料的缺失，原設計計算的流域面積467 平方公里，與2009 年鑒定復核的562 平方公里，相差95 平方公里，存在較大誤差。從2006 年7 月"碧利斯"臺風襲擊出現的漫閘險情，南溪水閘上游洪水位達到5.9 米，超過閘墩頂高0.9 米，高于閘上交通橋面0.4 米的情況來看，與閘址控制面積出錯，水閘工程等別及建筑物級別和洪水設計標準不符合現行規范要求，相互印證。

3.3 不良的水下地形材料X 與水流流態是上下游沖刷破壞不止的主要原因

橋閘上游在龍海市官園村以上南溪河道狹窄，河道坡降非常陡，達8.6‰，集中了主河道的主要落差。官園村以下河段平均坡降僅0.2‰，明顯趨緩，又彎彎曲曲，高低不一，水流方向多次迂回。橋閘上游鋪蓋塌陷嚴重，17＃～19＃閘孔塌陷最嚴重，塌陷高差達0.4 米，均在鋪蓋原高程－1.5 米以下。橋閘下游海漫段沖刷坑面積最大處達3200 平方米。雖經1998 年填砂、鋪土工布和拋石處理，沖刷深度有所緩解，但效果不甚理想，拋填的塊石和鋪設的土工布仍受水流沖刷、掀翻，沖坑深度達3.1 米。

3.4 潮水頂托影響

橋閘下游河道淤積主要受河口感潮區潮水頂托影響，但現狀河道彎曲迂回，坡降趨緩明顯，也是原因之一。特別是水閘下游5.6 公里處，眾多人工圍灘養殖侵占河道、狹窄彎曲處人工丁壩，改變了水流流向，河道最窄處只有105 米，行洪寬度不足，河道淤積嚴重。

3.5 環境水水質影響

不管是從歷次除險加固設計所做地表及地下水規范檢測，PH 值在6.5 左右，呈弱酸性，對砼具有一定的腐蝕性，相對于龍海市其他地方水閘使用情況，南溪橋閘的混凝土結構閘門老化快，易破損開裂，與弱酸性的環境水關系密切。通過現場觀察，閘墩經過長期運行，也有碳化及銹蝕現象，形成了滲水通道。

3.6 未進行基礎灌漿處理

現場檢測閘底板與地基接觸較緊密，無發現結合部的滲漏問題，但從退潮時閘后存在較大的水流量情況來看，基礎局部存在滲漏現象。這與20 世紀60 年代當時的社會生產力條件、施工水平有關，從原始圖紙查閱及核對，橋閘基礎基本位于碎屑狀強風化花崗巖上，建設過程中未對該巖基進行灌漿處理，砌石底板也未進行防滲處理，導致局部閘基滲漏。

4 對策及解決方法

4.1 做好新一輪水閘工程安全鑒定工作

由于該水閘建成于20 世紀60 年代，原設計標準按20 年一遇洪水設計、100 年一遇洪水校核，加上閘址控制面積出錯，按現行30 年一遇洪水設計、100 年一遇洪水校核對比，因此，做好新一輪安全鑒定工作，加深安全鑒定報告深度尤為重要。

4.2 健立水閘沉降、位移、滲壓、上下游河床沖刷監測體系

一是水位觀測。上、下游各設置水位尺一處，測點應設在水流平穩、受風浪和泄流影響較小處。二是水平、垂直位移觀測。可在閘頂處設一條視準線，在閘墩頂布置4 個位移觀測點，采用視準線法進行水平位移觀測，垂直位移觀測在左右岸設工作基點進行水準測量。三是揚壓力觀測。在閘墩設測壓管，通過電測水位計觀測閘基揚壓力。四是現場檢測。混凝土強度采用超聲回彈綜合法進行測試，碳化深度可用指示劑法進行碳化深度值測試。五是全面對水閘水下結構進行檢查觀測。可采取目前較為先進的地質雷達檢測措施，地質雷達測線沿攔河閘走向布置，主要檢測下游海漫部分，摸清水閘發生嚴重沖刷的機理，論證河床發生嚴重沖刷后行洪能力的變化，及時采取行之有效的解決方案。六是水工模型試驗。建立南溪橋閘樞紐水工模型，分析過閘流速、流量及沖刷程度等水力參數，進一步系統研究橋閘的泄水流態、泄流能力、河床沖刷等試驗成果，徹底解決橋閘的防沖消能問題。

4.3 工程措施

4.3.1 實施南溪下游河道綜合治理工程

擬定防洪岸線及河道整治規劃，提出水閘工程改造方案。經批準方案確定：堤頂兩岸間寬度不小于160 米，河槽清淤底寬不小于45 米，河道坡降按1/12000，設計河底高程在－2.5～－4.37 米，堤身采用復式斷面，堤岸邊坡1：2，河槽邊皮1：6。目前，一期整治工程按標準斷面整治河長5.6 公里，退墾還河面積38萬平方米，基本解決了閘址下游的河道淤積問題。

4.3.2 水閘并孔加高

單獨水閘擴孔對降低上游洪水位的作用非常有限，而單獨閘室加高又出現孔數太多不合理問題，采用并孔加高方案，將舊閘孔3 并成1 孔，利用舊墩外包砼，每2 孔增設抗震分縫，上、下游側閘墩頂加高至9.30 米、8.36 米，泄流總凈寬達104 米，可解決標準洪水過流問題。

4.3.3 消能防沖設施加固

下游連接段末端與河床一起形成沖坑，拋石下游測沖坑砂坡過陡，跌水、回流、旋渦等不利流態存在。按照現行標準和規范進行消能防沖驗算，重新設計消力池，對消力池底板進行翻砌加長，并在下面布置排水管。消力池后接長海漫及設拋石防沖槽，沖刷坑可用石渣回填。

4.3.4 閘基防滲

橋閘17#～19#閘孔上游鋪蓋，下游海漫與河床發生沖刷塌陷現象，說明鋪蓋平整性、完整性、穩定性較差。解決方法是采取防滲加固措施，可采用砼防滲墻和防滲帷幕兩種方案進行比較，經測算，防滲墻方案投資較大，采用閘基防滲帷幕處理。至于閘室右岸繞閘滲流問題，考慮到水閘右岸地質多為素填土、全風化花崗巖、強風化花崗巖等，屬弱透水層，可采用單管高壓旋噴樁防滲墻處理。

4.3.5 更換及拆除措施

19#～24#閘孔的鋼筋混凝土閘門板碳化、破損確實嚴重的可更換為鋼閘門；水閘啟閉房及交通橋拆除重建。

4.3.6 必要的修補措施

排架及大梁進行加固修補；對水閘兩岸下游護坡加固修補。

4.3.7 供電系統重新選型改造

根據工程特點及其重要性，負荷按二級重要性等級設計，利用現有10KV 專用架空線路，選用一臺容量160KVA 變壓器，以滿足閘門液壓式啟閉機直接啟動升降要求。應急備用采用柴油發電機組，備用容量選用150KW。

4.4 規范閘門運行操作管理

橋閘位于九龍江入海口，具有沿海水閘的特點，每當潮水漲落時對橋閘泄流影響很大。閘門設置單向受力安全板，反向內外水位差不超過1.5 米。由于水閘上游庫容較少，調洪能力低，汛期中需要頻繁啟閉，對較大洪水需在洪水來臨之前先開閘預泄，降低閘內洪水位。

5 結論

通過對龍海市南溪橋閘實際工作中出現險情，分析了原因，提出了解決問題的方法與措施，并在運行實踐中總結制定了具體可行的操作規程，延長閘門工作壽命，最大限度發揮工程效益。