当前病险水闸形成原因分析及除险加固思路

钟国锋

(江西省抚州市水电勘测设计院，江西 抚州 344000)

当前病险水闸形成原因分析及除险加固思路

钟国锋

(江西省抚州市水电勘测设计院，江西 抚州 344000)

在水利工程中，水闸是一项重要组成部分，关系到当地工农业生产以及防洪排涝效果，对于当地经济发展同样重要。但由于中国水闸工程建设时期较早，多方面原因使得其已经出现了较严重病险，影响到水闸使用效力。文章基于这一背景，简单阐述了水闸的作用，分析了病险水闸产生原因，研究了病险水闸加固内容，并在此基础上提出了几点加固思路。

病险水闸；成因；除险加固；使用年限；防洪标准

1 病险水闸成因分析

主要包括4个方面的内容：

1.1 工程设计问题

现有使用中的水闸大多修建年代较早，当时的技术以及设备相对落后。受到经济社会环境影响，水闸设计时可能在水文状况、泥沙状况、地质状况等方面调查程度不深，属于边设计边施工工程。有些水闸甚至缺少有效地勘察，属于依葫芦画瓢，将其它水闸设计图纸生搬硬套，导致设计并不符合当地水流情况。例如水流较大地段使用的是普通设计，当洪水到来时水闸必定无法承受巨大冲击从而出现断口或破损情况。

1.2 使用年限问题

由于水闸建设时间较早，加上当时使用的材料以及技术不如现在，因此不少水闸在经过长时间使用以及水流冲击，已经形成了大大小小的破损。我国水闸已经有部分使用时间>30a，其机电设备以及金属结构可能早已超出了使用年限，在长时间运行下，其功能程度以及安全性已得不到保障，因此更易出现不同种类的病险。

1.3 管理模式问题

水闸不仅在建设上需要投入人力物力财力来管理，在建成之后同样需要统筹管理，保障水闸使用年限与效力。长期以来，我国水闸在管理方面由于缺乏创新，多使用传统管理体制，只将重点放在建设上，建成之后的管理则存在机制不灵活、责任不清晰以及投入不充分现象，造成水闸长期处于资金不足、设施简陋状态[1]。虽然近年来对水利工程的管理力度有所加强，但短短几年的强化管理尚未让水闸管理效果达到明显有效程度，尤其是水闸除险以及安全鉴定方面存在较严重资金匮乏状况，安全运行问题无法根本性解决。

1.4 防洪标准问题

主要是当水闸在宣泄洪水的过程中，由于过流能力问题或是闸室本身设计问题，以及下游河床土质的抗水流冲击能力等并不能满足宣泄设计流量洪水。在这一方面，很大程度上是由于初期设计不规范造成，当时设计时没有采用统一标准，且由于技术上的匮乏，水文资料较少或存在错误，容易造成防洪标准偏低现象。

2 病险水闸加固内容

2.1 水利设计方面

水利设计包含的项目较多，主要有闸门控制方法以及过流能力的验算两方面。在除险加固设计环节，应考虑到当前状态下水流状况，同时综合影响水闸过流能力的因素展开分析：涵洞长度变化影响、涵洞(过水部分)断面尺寸、孔口断面型式、孔口断面尺寸、水位变化情况以及消能防冲在不同水流下的效果变化等。

2.2 工程布置

加固思路中少不了安全鉴定环节，在实施原则方面，应以不改变原有水闸的建筑形式以及工程总体上的安排规划为主。若水闸需要消能防冲或是延长渗径，需要根据原有水闸轴线来布置，同时新规划的水闸需符合2001年颁布的《水闸设计规范》。

另外，一些水闸现如今已经出现钢筋锈蚀、过度碳化情况，必须拆除之后重新建设。这就要求对原有水闸在总体规划上重新安排，保障工程实施处于有效状态，避免由于原有水闸工程布置影响到加固设计，造成因噎废食现象。

2.3 合理划分等级

水闸在实施加固设计时，应注意对其级别以及等别展开研究。目前我国使用中的水闸大多数修建于20世纪90年代以前，由于历时较久，不同时期下对于水闸的等级评定标准或是对工程级别的判断标准各不相同。因此若需要对水闸实施修复，需根据上下游、左右岸及水闸是整个枢纽中所处地位重新鉴别其等级，保障其自身防洪功能并确保可正常使用。

2.4 闸室结构布置

对水闸的除险加固除了要加强对现有损伤的修复之外，还应注意对闸室的原结构展开分析，了解多年前的设计是否符合现阶段闸室功能需要。同时还应注意鉴定现有结构中存在的问题，在加固之后需要按照已经加固之后的尺寸对其结构重新分析并验算其稳定性。

3 不同险情水闸除险加固方案分析

主要包括5个方面的内容：

3.1 结构老化水闸的除险加固

一些水闸在结构上已经出现了整体上的老化，例如钢筋呈现出严重锈蚀情况或是已经过度碳化，通常这类型构建需要完全拆除，彻底重建。若水闸只是局部炭化，可直接将碳化层凿除并针对已经被锈蚀的钢筋进行除锈操作，之后用混凝土或是高强砂浆将凿除部分修补。若碳化情况不重，可使用优质涂料修补。

一些部件表面可能由于水流冲击存在裂缝情况，处理上可将裂缝表面凿出一条槽沟，使用环氧砂浆、防水快凝砂浆、丙乳砂浆或是预缩水泥砂浆来修复。若裂缝已经出现了贯穿现象或是在防渗上有特别要求，则应凿槽封闭，再钻孔灌浆处理。

3.2 渗流稳定复核不合格的除险加固

对于这类型病险，处理上可以通过增设或修复出逸段排水反滤或是增加垂直与水平防渗长度来实现。垂直处理方面，主要在于设置塑性防渗墙、搅拌桩防渗墙以及高压喷射防渗墙等；水平处理方面，主要在于在水流上游部位加强修补防渗铺盖的止水与裂缝。若水闸已经出现地基脱空现象，应注意灌浆操作，保障地基与地板之间接触的紧密性。同时还应加强对地基桩基的监控，尤其是淤泥质的地基，一旦发现脱空现象需及时补灌，避免接触渗流产生更大程度破坏。

3.3 隐患病险的除险加固

除险加固除了要对现有问题实施修复外，还应注意对潜在隐患的排查。在汛期阶段，只能够将水位降低来运行，此阶段水闸调蓄能力相对较弱，一些存在潜在危险的部位会直接对整个水闸的使用效力产生影响。因此除险加固也应注意对潜在病险的排查工作，同时注意修复使用材料的有效性，避免修复时仍使用劣质材料，否则可能需反复修复，造成物力财力的无端浪费。

3.4 闸室稳定性的除险加固

由于部分水闸的闸室已经不再满足于现有防洪要求，因此应针对地基承载能力不足以及整体稳定性缺失的水闸注意振冲加密或灌浆操作。若闸室整体上已经出现了不均匀沉降，沉降影响到闸门的正常开合，可采用高压浓浆将闸基以及土体抬起，将闸底高程恢复。若水闸已经存在闸基掏空(由溯源冲刷或消能工失效造成)情况，应使用防渗墙围封，之后灌浆处理；也可将局部掏空部分拆除之后再回填。

3.5 完善水闸除险加固后管理机制

存在病险的水闸加固工程周期长、投资大，因此应实施分级管理，由政府拨款建立专项除险加固资金，保障水闸修复管理的有效性，避免由于资金不足影响到加固除险工程的进展。相关人员应尽快建立适合市场运行的管理机制，让水闸产权明晰化、投资多元化、服务优质化，逐步实现水闸管理的良性运行。同时应加强水闸管理人员的培训工作，在管理细则上明确规定，让管理机制实现规范化与科学化。

[1]马桥,李桂保.浅析病险水闸形成原因分析及除险加固建议[J].科技创新导报,2010(26):103.

1007-7596(2014)10-0285-02

2014-04-29

钟国锋(1972-)，男，广东五华人，工程师。

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