探討水閘安全監測技術規范關鍵要點

高起林

摘 要：水閘工程具備水資源調控、防洪保安效果，可以確保水利工程運行安全與穩定。為了規范水閘安全監測，全面掌握水閘運行狀態，科學評估施工質量，必須編制水閘安全監測技術規范，同時研究關鍵要點和要素。聯合水閘缺陷處理實力，提出水閘安全監測的關鍵要素、監測項目、監測點布設等，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：水閘工程;安全監測;技術規范;關鍵要點

水閘工程在我國的修建時間比較長，隨著水閘引水的發展，開始出現較多新型建閘技術和建筑材料，水閘建設工程數量也日益增加。多數工程建設規模比較小，且多應用在灌溉引水上，很少應用到防洪、分洪處理中。然而為了確保防洪安全、生態安全和供水安全，開始建設大量水閘工程，且每年都有新建水閘工程。水閘在水利工程體系中占據重要地位，屬于國民經濟的重要設施，能夠有效作用于水資源優化配置中，具備發電功能、蓄水功能、防洪功能、生態環保功能。各地區主管部門開始關注到水閘安全問題，且開展大規模除險加固工程。為了對施工質量進行評價，明確水閘運行狀態，在設計施工期間需要設置安全監測儀器，全面維護水閘運行的安全性。

1、水閘安全監測概述

現階段，我國水閘安全監測技術及規范已經比較完善，但在水閘工程設計及施工應用中，還存在諸多問題，從而導致監測項目、測點布設、設備選型無法滿足水閘安全運行需求。且安裝工藝和資料整理不明確，從而降低檢測儀器的使用效率，極易影響工程設計與施工，還會增加工程管理難度，無法起到水閘安全監測作用。為了確保水閘設計的科學性，維護工程建設質量，必須確保水閘安全監測系統建設的規范化和制度化。我國水利部門在2015年下發安全監測技術編制任務，組織人員調查水閘安全監測現狀，同時研究關鍵技術要素，為安全監測技術規范提供科學依據。

2、水閘安全監測技術規范應用中的問題

為了對水閘安全監測技術規范實際應用情況進行了解，項目組對多個地區的水閘安全監測資料進行現場調研，收集相關資料文件，并且與水閘運行管理人員進行交流，分析梳理現有工程資料，因此水閘安全監測現狀如下：

第一，大部分中小型水閘缺乏安全監測設施，只有少數水閘具有水位監測，導致該項現狀的原因主要是由于行業規范不到位，設計管理人員認為水閘規模比較小，及時發生安全事故，也不會造成嚴重危害，所以導致水閘設計與加固改造時缺乏安全監測項目。比如A水閘為大型水閘，初步設計只是設置了水位監測、沉降監測項目。通過調研可知，地區水文地質條件復雜，砂紙粉土覆蓋層比較厚。雖然在設計階段提出基礎加固措施，然而還是出現液化、沉降、滲透變形等問題。在后期檢驗中發現，水閘底板出現裂縫。由于安全監測設施缺乏，因此不能及時了解水閘狀態，導致工程運行盲目。

第二，水閘初步設計時設置安全監測設施，然而由于人為因素、管理體制因素，導致具體實施期間，將監測體系劃入到土建工程中，從而沒有按照標準標定監測儀器，直接埋設到地下。監理單位不注重工程監理，導致儀器性能差，無法發揮出安全監測效果。

第三，盡管部分水閘安裝安全監測設施，并且應用自動化遙測技術。然而由于不注重日常檢修與維護，監測設施存在嚴重損壞問題，無法應用到安全監測中。此外，水閘管理機構的技術能力低下，不注重監測數據的整編，導致水閘工程運行存在安全隱患。

聯合上述工程調研，大部分水閘工程缺乏安全監測系統，沒有及時整編監測資料。為了全面了解水閘運行情況、評估施工質量，必須編制詳細的技術規范，以此確保水閘安全監測的有序開展。

3、水閘病害特征與監測要點

3.1水閘常見病害

通過對多個地區水閘工程進行安全普查，了解到水閘存在的病險種類，危害水閘結構安全的病險主要包括以下幾種：

第一，閘室和翼墻穩定性差。該類問題多表現在閘室和翼墻的抗浮、抗傾、抗滑等安全系數中，且基底應力不滿足標準要求。導致該類病險的原因主要是由于工程建設缺陷所致，存在嚴重結構破損問題，且工程沉降超標，從而導致整體承載力不足，極易引發工程破壞。

第二，消能防沖設施毀壞。該類病害主要是為閘下消能防沖設施嚴重損毀，無法滿足過閘流量要求;閘下位置沒有設置消能防沖設施，主體工程安全的危害影響非常大。導致該種現象的原因比較多，例如結構嚴重破損、基礎軟弱、運行管理不到位、人為破壞等。

第三，閘基和兩岸滲流破壞。導致該類病害的原因主要是由于滲透所致滲透變形問題，嚴重破壞涵閘。滲透破壞形式多產生于管涌、基礎掏空、流土等破壞問題。在水閘工程建設期間，沒有徹底處理閘基礎，閘上游河道存在嚴重淤積，導致原有設計條件發生變化，影響邊墩與岸墻后側填土滲透的穩固性。此外，由于閘基晨間不均勻，出現結構貫穿裂縫、止水破壞等問題。在后期運行期間，反濾失效、止水老化、地基土缺陷等，都會導致滲流破壞問題，對涵閘安全性造成危害。同時，滲流破壞與閘室沉降不均勻、止水失效會產生影響作用，進一步形成惡性循環。

3.2監測項目和測點布設

（1）監測項目：按照水閘特性與病害特征，水閘檢測項目涉及到閘墩和翼墻變形、閘墩傾斜、基礎沉降、閘基揚壓力、上下游水位、水流沖刷等。

（2）分析測點布設的合理性：為了全面了解水閘的運行狀態，應當設置多個監測測點，然而測點設置數量過多，也會引發較多問題。既會增加工程投資，還會對施工進度造成影響，加大監測與分析任務量，增加不同監測數據的協調難度。所以，水閘安全監測規范要求，在布設監測設備和儀器時，應當充分考慮到工程四級情況，全面反映出工程運行狀態，突出重點監測部位。水閘工程安全監測必須遵循上述原則。由于水閘具備特殊屬性，因此在布置監測點時也會存在不同。相比于土石壩、混凝土壩來說，水閘安全監測的差異如下：

第一，大部分水閘設置在土基上，在布設不均勻沉降測點時，應當選擇閘室結構塊體四角位置、水閘兩岸結合位置、頂部結構分縫兩側位置。

第二，對于建設在河口位置的擋潮閘，則需要采用雙向擋水形式，垂直水流與順水流方向的監測斷面，均采用雙向布置方式。

第三，對水閘工程的地基條件比較差，則必須做好基礎處理。設置地基反力監測。將監測點沿著閘室結構的垂直水流與順水流方向，分別設置監測斷面。此外，基反力監測必須聯合揚壓力監測設置。

第四，如果翼墻背部存在高填土水閘，則應當將土壓力計設置在翼墻與填土的結合面，同時在翼墻和填土結合面的中下部位置，布置監測點，沿著高度方向選擇布置部位。

4、結束語

綜上所述，按照水閘運行特點與受力特點，梳理相關技術資料，對水閘安全監測實施調研，深入分析監測項目與測點布置問題，比較分析土石壩、混凝土壩、水閘的安全監測技術規范的差異性，嚴格按照水閘安全監測技術規范，對水閘安全監測內容與方法進行規范，維護水閘工程運行安全與穩定。

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（浙江省水利水電勘測設計院? ? 浙江? 杭州? ?310002）