張集閘影響安全運行的因素及成因分析

李祥娥

摘要：本文闡述了張集閘在運行中存在影響安全運行的因素及其成因分析，為今后水閘的除險加固工程的實施提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：影響運行;成因;分析

1.工程概況：

張集閘位于皂戶李鎮(zhèn)張集村東，1992年底建成，屬海河流域土馬沙河干流惠民縣境內(nèi)的中型攔河閘，工程等別為Ⅲ級。建成至今，在防洪、排澇和灌溉等方面均發(fā)揮了重大的作用。該閘擔(dān)負著沿河3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的蓄水與排澇工作，灌溉面積3萬畝。水閘按“六四”雨型標準設(shè)計排澇，“六一”雨型標準設(shè)計防洪。

水閘為4孔，采用螺旋式升降結(jié)構(gòu)進行啟閉，，鋼筋混泥土灌注樁基礎(chǔ)，分立式大底板，升臥式平板混凝土閘門。閘墩為鋼筋混泥土重力墩，機架橋采用預(yù)制T型截面輕型板，鋪蓋為140#鋼筋混泥土和漿砌石結(jié)構(gòu)，厚度分別為0.4m和0.3m，長度各10m。消力池采用兩道消力坎，間距8m，總長15m;護坦消力坎均為140#鋼筋混泥土，護坦厚0.4m。海漫長20m，80#漿砌石和干砌石各10m，厚度分別為0.5m和0.3m。海漫后布設(shè)防沖槽，長5m，深1.5m。閘室兩側(cè)為170#鋼筋混泥土平板刺墻。左右邊墻為漿砌石重力墩，其中右岸岸墻為灌注樁基礎(chǔ)。啟閉電機為15千瓦，并備有50千瓦發(fā)電機機組一套。

2.工程現(xiàn)狀

由于水閘運行多年很多部位出現(xiàn)老化，水閘前后襯砌沖刷塌陷嚴重，已不能正常使用。2012年根據(jù)汛期度汛需要，積極向上級單位有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)匯報，做出計劃、預(yù)算，籌措資金，對對閘的主體，閘門滯水，護坡襯砌，大閘的電路進行過維護維修。但是隨著近幾年運行，加之2019年8月12日臺風(fēng)“利奇馬”肆意破壞，水閘仍然存在以下問題。

2.1、閘門門槽槽鋼、滑輪及支撐行走結(jié)構(gòu)等銹蝕嚴重，鋼結(jié)構(gòu)不同程度彎曲變形，引起啟閉時受門槽卡阻，震動劇烈;導(dǎo)軌脫落變形，啟閉困難;橡膠止水老化破損，漏水嚴重，角鐵、扁鐵銹蝕嚴重，閘室段砼碳化剝蝕，鋼筋銹蝕嚴重，保護層脹裂脫落，閘墩順筋裂縫嚴重。

2.2、該閘啟閉機運行近30年來，已銹蝕老化，運行困難，坑蝕、磨損、銹蝕嚴重。齒輪硬度低，噪音超標，啟閉機防護設(shè)施為鐵殼式防護罩，因受風(fēng)雨作用已銹蝕嚴重，主軸座斷裂。

2.3、鋼筋混泥土炭化深度已接近或超過鋼筋保護層，鋼筋銹蝕嚴重，部分保護層脹裂脫落，閘墩順筋裂縫嚴重，已危及建筑物安全運行。機架橋梁端承臺鋼筋混泥土壓碎破裂，梁端水平位移明顯。交通橋橫梁及面板破損較嚴重，過梁鋼筋混泥土碎裂。漿砌石護坡砌筑沙漿強度低，剝落嚴重。

2.4、電器設(shè)備老化，輸配線電路老化破損，絕緣層脆化并有破損開裂現(xiàn)象，安全性能差;防護設(shè)備殘缺不全，存在安全隱患。備用發(fā)電機組老化，啟動運行困難，一旦遇到停電發(fā)生，將嚴重影響水閘啟閉。

2.5、由于上游鋪蓋水流重沖刷嚴重，閘基及兩岸滲漏嚴重，防滲和排水實效，在高水位時，下游護坡有滲水明流，部分護坡塌陷，海漫已出現(xiàn)裂縫，砌石砂漿脫落，消力坎沉降斷裂。

2.6、由于上游廠礦及城鎮(zhèn)生活污水大量長期排放，造成河道水質(zhì)污染，變質(zhì)變臭，對工程結(jié)構(gòu)造成一定危害。

3.存在問題成因分析

3.1、設(shè)計安裝存在一定的缺陷

該閘閘門為升臥式平板混凝土閘門，采用雙吊點卷揚式弧形閘門，水下掛鉤。當下游高水位時，人工無法掛鉤。2012年在維修時雖安裝了平衡杠，但仍存在掛鉤困難的缺陷，在緊急情況下，一旦脫鉤，閘門就不能正常啟閉。由于滑輪及閘的支撐及行走部件長期在水中浸泡，銹蝕嚴重，運行不靈，甚至銹死，造成兩吊點拉力不均。油絲繩難以調(diào)到統(tǒng)一長度，致使導(dǎo)軌脫落，啟閉機拉力加大，門槽卡阻，震動劇烈。閘門變形，止水破損嚴重。

3.2、啟閉機制造方面的問題

該閘質(zhì)量較差，經(jīng)檢測，齒輪硬度不夠，致使磨損嚴重，噪音超標。加之設(shè)計存在一定 缺陷，運轉(zhuǎn)機構(gòu)不靈，啟閉機拉力增大，造成啟閉機主軸座斷裂。由于沒有啟閉管理房，長期經(jīng)受風(fēng)吹雨淋，啟閉機護罩封閉不嚴，也是造成啟閉機銹蝕的原因之一。

3.3、鋼筋混泥土損壞的原因

（1）閘運行近30年，自然風(fēng)化嚴重，且養(yǎng)護跟不上，造成構(gòu)件表面炭化嚴重，致使鋼筋銹蝕，混凝土脹裂、脫落;（2）高速水流沖刷、磨損、氣蝕以及凍融、腐蝕等，使混凝土表面形成麻面、骨料外露、疏松脫殼等;（3）二氧化碳、氯化物和水進入已經(jīng)裂縫的砼內(nèi)部，加速了鋼筋的銹蝕，使碳化作用在砼內(nèi)部裂縫的表面產(chǎn)生，碳化一旦到達鋼筋表面，鋼筋表面的碳性鈍化膜就會遭到破壞而產(chǎn)生銹蝕。（4）由于閘門啟閉不靈活，啟閉機兩吊點受力不均，造成集中荷載，使部分承臺破碎;

3.4、上下游連接段過短，造成閘基滲流和側(cè)向繞滲，發(fā)生滲透變形，影響閘體的穩(wěn)定。