胡付琳
兰陵县水利局 山东省 临沂市 277700
摘要：水闸的作用对于国计民生而言是至关重要的，其在防洪除涝、农业生产灌溉、发电、供水、旅游等方面有重要作用，是最为基础的水利设施。然而，由于受到历史因素、技术条件等的影响，很多工程的设计标准较低，并且后期运管水平很低，对水闸运行安全性、可靠性与耐久性等造成严重影响。
关键词：病险水闸；除险；加固技术
引言
我国水闸主要修建于 20 世纪 50～70 年代，受当时国内客观条件的限制，此阶段修建的水闸普遍存在建设标准低、工程质量差、建成后缺乏有效管理和维修养护等问题，经过几十年运行，工程老化、破坏严重，其服役性态成为社会关注的焦点。对病险水闸除险加固是恢复水闸设计功能、促进社会经济发展等迫切需要解决的问题。本文结合小岭闸除险加固工程，就病险水闸除险加固技术进行探析。
小岭闸位于兰陵县金岭镇沟西村东，坐落在吴坦河上游，距县城4km，属淮河流域中运河水系。小岭闸以上流面积346km2，其中包括小马庄水库控制流域面积90km2，长新桥水库控制流域面积36km2。正常蓄水位为51m，相应闸上库容为140万m3。是一座以防洪为主，兼顾灌溉、交通、观光等综合利用的大（二）型水闸。该闸兴建于1958年，1973年改建为8孔开敞式结构，单孔净宽6.0m。加固后的闸室共8孔，单孔净宽8m，总宽72.4m，闸室长16.85m，设计过闸流量1344m3/s。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）确定工程区地震动峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
工程建设内容为拆除重建拦河闸；拆除重建东、西引水闸；机电及金属结构；管理单位建设；新建交通桥。
工程于2013年11月4日开工、2015年8月10日完工、2016年5月26日完成竣工验收。工程共投资3230万元。小岭闸除险加固工程获得了“山东省水利建设工程文明工地”称号。
1病险水闸加固内容
1.1水闸设计方面
因为水闸除险加固的牵涉的范围较为广泛，其中，主要是结构稳定验算和过流能力。在设计过程中，要重点关注目前的水流情况，全面考虑影响水闸的过流能力的原因，对其孔口断面的形状进行全面的分析，掌握其断面尺寸的状况，将水位的动态进行全面的分析，同时将水流作用下的消能防冲变化结果进行记录和分析。
1.2 闸门与启闭的损坏
闸门启闭出现不顺畅、无法正常关闭、出现卡阻现象的原因：一是闸门门槽的轨道局部变形锈蚀，止水橡皮老化严重，闸门板与梁出现变形或剥落。二是闸门及其内部构件由于保养维修不利而造成构件锈蚀，使原有的滚动摩擦变滑动摩擦，增加了摩擦力。特别是上游水位较深闸门上侧水压力比较大的情况下，摩擦阻力变大，相应启门力和闭门力相应的增大，造成闸门较高水位情况开启出现卡阻。
1.3消能设施的损坏
消力池内混凝土发生冲坑，消力坎混凝土发生裂缝，防冲槽受损，河床严重下切，波及防冲槽下游海曼，造成防冲槽和部分海曼损坏。产生的原因：一是设计标准低，产生不了淹没水头，消力不彻底，属于水闸的固有问题。二是水闸的运行管理水平低，开启闸门的方法缺乏合理性。特别是初始泄流下游水深较浅，随着闸门开启高度的增大，闸下出流由孔口出流到坎流。此时由于下游水位差大，冲刷力强，水流处于急流，不易扩散。水流集中左冲右突、蜿蜒蛇形，掏刷河床的岸坡。
2除险加固措施
在实施病险水闸的状况解决时，必须对新的施工材料和施工工艺实施一定的引进，具体的措施为：
2.1水闸的稳定性不高，地基承载力不够问题的解决
如果存在水闸的稳定性不高，地基承载力不够的问题，应该以地基的具体属性为基础进行振冲加密的处理措施，实现地基承载力的提升。对于不均匀沉降的水闸，应该采取压密灌浆的方法进行处理，在其过程中进行高压浓浆抬动土体的施工操作，目的是保证闸门的正常运行，是闸底高程保持在正常状态。对于因为消功能逐渐丧失，造成溯源冲刷现象，造成闸基严重脱空，应该采取回填砂砾料结合防渗墙围封处理，随后进行灌浆处理，使其恢复。
2.2支撑行走的管理
闸门运行期间全部水压通过闸门支撑装置传递给埋于混凝土中的轨道而落实挡水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆小岭闸是侧向滑块、后滚轮，滑块材质是胶木的，滑块长时间受力易于变形，滚轮的轴承由于细砂或其他杂物的侵入易卡阻不转动，摩擦力增大造成启闭困难。因此要加大对侧向滑块、滚轮专项检查的频次，发现问题及时维修或及时更换，并加强保养。
2.3地基渗漏处理
地基渗漏的处理原则为高效减少渗透坡降，提高基础抗渗坡降，保障坡降满足安全要求。基础渗漏修复：对沉陷缝止水进行修复；对下游排水进行修复；适当延长上游侧防渗铺盖；采取灌浆法对闸基进行全面加固。侧向渗漏修复：闸背填土的开挖与回填；延长刺墙；修复垂直止水；采用灌浆法进行综合处理。
2.4闸门启闭管理
闸门启闭管理主要是启闭策划的健全与启闭操作两种办法，当中启闭策划的选择直接决定着水闸的运行安全及效果。对于小岭闸这样的多孔节制闸而言，尽管不能采用对称开启或多孔均匀启闭的方式，具体而言就是开启闸门时首先中孔而后依次开启两侧闸孔，关闭时与之相反，开启的方法根据水深的实际情况来确定，以此来保证闸门下方产生淹没水跃，使水跃产生在消力池内，从而使过闸流态保持平稳而无折冲水流、集中水流、旋涡等异常现象的出现。在闸门启闭管理措施方面，应充分落实运行操作责任制。针对闸门启闭过程指定具有相关资格的专人负责，严格落实各项操作规程。多孔启闭时有观测人员实行一人操作、一人观测，密切配合，从而保证闸门启闭操作全过程平稳、安全。
2.5结构损害严重的管理
在处理结构损害比较严重的问题中，需要对结构构件安全性不高的水闸进行拆除重建；对于局部碳化和钢筋保护层厚度出现疏松脱落的情况，应该对其进行除碳化层，同时对锈蚀比较严重的钢筋进行及时的除锈，同时，根据实际的情况进行加补钢筋处理，发挥钢筋的作用，同时对该类钢筋进行高强砂浆的修复处理；对于碳化深部不大的保护层进行涂料封闭处理；在进行表面裂缝处理中，需要对其表面进行凿槽。
2.6加强管理队伍的建设
人员素质的培养和管理水准的提高，对水闸运行管理必不可少。根据水闸管理相应的政策法规制定相应的规章制度，加大实施力度，营造学习氛围。规范闸门启闭机操作，工程观测。设备检修，工程维修保养一系列科学管理制度。坚决克服认为水闸运行无非开闸、关闸而已的错误认识。大力推行再教育再培训，不断提高管理者的自身素质和专业水平，适应当今现代化管理不断加快的步伐。
2.7 加强维修养护的力度
依照水闸运行管理有关规章制度等拟定严格的基础性检查检测规章制度。坚持经常性检查、专项检查与安全性检测相结合。做好检查记录，建立台账，为下一步维修养护方案的制定和实施奠定基础。加大维修基金的投入，对出现的问题及时解决，防止病害的发生或阻止病险蔓延。
2.8混凝土表面劣化处理
（1）碳化与钢筋锈蚀解决对于碳化问题，依据碳化具体深度与部位，采用相应的处理方式。通常情况下，先去除碳化部分，清理混凝土表面，再使用高于设计标号的混凝土实施修补；如果外部钢筋存在锈蚀，应先除锈再处理，对于锈蚀严重的部分，应进行换筋处理。此外还要注意，无论使用哪一种碳化处理方法，都要同时采取防碳化措施，比如：针对使用常规混凝土的修补方式，可配合使用环氧厚浆涂料进行封闭。（2）剥蚀损坏处理先清洗原剥蚀面，然后使用特定材料修补。在选取适宜修补材料过程中，应结合产生剥蚀问题的主要原因，使用对应的材料。比如：由冻融问题造成的剥蚀，应使用具备一定抗冻能力的聚合物砂浆完成修补。
2.9闸下的效能防冲设备不健全的管理
对于闸下的效能防冲设备不健全的问题，需要在其处理中全面的分析其原因，然后对其进行消能设施的设置和恢复。一般而言，造成水闸的消能防冲设施损毁的因素是单宽流量过大。
结语
病险水闸除险加固，主要是在已有工程根基上，经过工程措施，消除病险，恢复和完善水闸应有的防洪减灾和兴利效益。由于受原闸的限制，加固对策制定往往较为被动，尤其应弄清病险状况，结合工程特点，研究综合性加固措施，对病险情况严重的四类闸采取拆除重建的措施，对病险情况相对较轻的三类闸采取修复加固的措施。病险水闸险加固后，将使当地群众免受洪水威胁，保证人民群众生命财产安全；通过充分发挥水闸的防洪、灌溉、排涝等作用，可促进当地农业生产，农民增收，有利于改善水闸上下游及两岸区域生态景观。
参考文献
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［2］姚久经． 苏家吉水闸除险加固设计方案探讨［J］． 水利规划与设计，2015（06）：97-99．
［3］张建平． 小型水库除险加固工程设计问题的探讨［J］． 水利规划与设计，2013（04）：81-82．
论文作者:胡付琳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/17
标签：水闸论文; 闸门论文; 启闭论文; 工程论文; 锈蚀论文; 钢筋论文; 措施论文; 《防护工程》2018年第11期论文;