德州市病险水闸存在的问题及对策

【摘要】为完善河道防洪、排涝、调蓄功能，德州市从上世纪70 年代左右，陆续在干、支流河道上兴建水闸近1 000 余座，这些水闸为德州市工农业生产做出了重要贡献，发挥了巨大的经济和社会效益。但由于受当时设计、施工条件的限制，随着40 多年的超负荷运行，目前绝大多数水闸存在不同程度的病险隐患。结合德州市实际情况，分析了病险水闸存在的主要问题及形成的原因，并提出了一系列有针对性的除险加固措施。

【关键词】病险水闸；安全隐患；除险加固

【中图分类号】TV663 【文献标识码】B 【文章编号】1009-6159（2011）-03-0011-02

德州市隶属海河流域，南临黄河，北依漳卫河，总面积10 346 km2，辖区内主要防洪排涝河道有徒骇河、马颊河、德惠新河，另有潘庄、李家岸两大引黄干渠，300 km2 以上支流13 条。自上世纪60 年代中期开始，按照“61 防洪、64 排涝”标准对徒骇河、马颊河进行了扩大治理，并按此标准在徒骇河马颊河之间低洼地带开挖了德惠新河，治理了流域内的支流河道，在干、支流河道上修建了大量的涵闸工程。目前，全市登记注册的涵闸760 座，其中大（2）型水闸4座，中型水闸37 座，小（1）型水闸149 座。其中，徒骇河干流在德州市境内长60.6 km，流域面积1 963 km2，在干支流上有1 座大型水闸及10 座中型水闸，31 座小型水闸；马颊河干流在德州市境内长189.61 km，流域面积3 704.37 km2，在干支流上有2 座大型水闸，16 座中型水闸，59 座小型水闸；德惠新河干流境内长121.59 km，流域面积2 138.51 km2，干支流上有中型水闸6 座，小型水闸15 座。另外漳卫河流域，潘庄、李家岸干渠市、县两级管理的大型水闸1 座，中型水闸5 座，小型44 座。这些工程的建成运用，为德州市的水资源调控、防洪调度、保障流域的防洪安全有极其重要的作用，但这些水闸绝大部分建于上世纪六、七十年代，由于当时技术经济条件的限制，大多数工程设计标准较低，施工质量差，有很多是“三边”工程，同时建成后运行管理制度不完善，工程正常维修养护经费无正常渠道投入，工程更新改造、除险加固费用投入不足，在运行过程中逐渐产生老化病害，导致工程的安全性、适用性和耐久性下降，功能得不到正常发挥，甚至产生安全隐患。

1 存在问题及原因分析

为了更好地了解全市病险水闸工程当前的工情、险情，德州市水利部门近几年分别对全市存在问题较为严重的病险水闸进行了实地现状调查及现场检测，根据各闸工程现状调查及现场检测的情况并结合工程运行管理情况，对全市病险水闸主要病险情况及原因分析如下：

1.1 水闸存在的主要病险问题

1）主体工程包括闸墩、胸墙、交通桥、机架桥、混凝土闸门等部位混凝土碳化、裂缝，致使钢筋混凝土结构混凝土表层剥落严重，钢筋裸露锈蚀，严重影响到主体工程的安全性。

2）金属构件普遍存在超年限运行现象，多数构件锈蚀严重，影响工程正常运行。且机电、启闭等设备陈旧落后，多数超期运行，无法保证工程正常运转，不能正常发挥工程效益。

3）基础工程存在渗透变形，如反滤失效，裂缝、沉陷、位移，护坡坍塌等。

4）工程观测设施损坏严重，设备陈旧，不能正常观测，无法掌握工程运行情况。

1.2 主要原因分析

1）设计标准偏低。由于这些水闸建设年代久远，受当时各方面条件限制，防洪标准、结构强度、主要建筑物的整体稳定性、抗渗稳定、消能防冲等设计标准均达不到现行规范要求。

2)主要建筑物施工质量差。这些水闸很多是建于六、七十年代，由于当时建设管理程序不完善，加上当时经济实力、施工技术条件、施工水平和国民经济发展所限，以及对洪水认识上的不足，致使很多建筑物混凝土强度、浆砌石砂浆强度等均偏低，建筑物内配置钢筋不合理，存在严重的安全隐患。

3)建筑物老化破损严重。经过40 多年运行，随着河床演变，多数水闸下游消力设施不能适应现状河床，导致消力池消力不力，产生水流冲刷，引起海漫及防冲槽破损，甚至引起河床下切；经多年运行加之近年来环境恶化、污水侵蚀，建筑物表面碳化及裂纹、裂缝严重，甚至产生露筋锈蚀现象；闸门止水及观测设施老化损害严重；启闭设备老化，缺乏防护装置，钢丝绳老化，闸门锈蚀严重，启闭时甚至有卡阻现象；电气设备老化严重，绝缘差，损耗大，存在极大的安全隐患，尤其在汛期，由于闸门不能正常启闭，给工程度汛带来极大压力。

4)受前些年重建轻管思想的影响，工程建成后，维修资金不足，或者根本没有投入，造成资金短缺，无法进行正常的维修养护，造成工程老化失修。

5)管理设施、管理机构不健全，管理人员不足，技术人员缺乏，无法保证对工程的正常管理和维修养护，工程运行管理不规范。

6)环境影响加剧了工程老化进程，混凝土、金属构件，受水质冻融等因素的影响，加快了混凝土碳化，金属锈蚀的速度。

2 病险水闸除险加固的主要措施

为保证水闸工程设施安全稳定，保障全市防洪工程体系建设，并充分发挥水闸工程的经济效益和社会效益，结合德州市病险水闸存在问题及其产生的原因，建议有针对性的采取以下措施进行处理。

2.1 闸室及闸底板裂缝处理

对闸室及上下游连接段河道淤积严重的，进行彻底清淤，以减少闸门启闭时的压力，并恢复铺盖、护坦和上下游两岸护坡的功能。针对闸底板裂缝严重、防渗性能差的水闸，采取重新做闸底板，整修水闸底部工程，对闸基及水闸段堤防灌浆。

2.2 裂缝碳化修补

对存在主体工程混凝土碳化剥落、钢筋裸露问题的水闸，主要措施是：结构强度没有影响的裂缝，将裂缝内杂质碎片等清除干净后，可采取压力灌浆法对裂缝进行化学灌浆，也可根据裂缝情况凿成V字型或倒梯形，并清洗干净后，槽内用水泥砂浆、丙乳砂浆及环氧砂浆等嵌补；对因结构强度不够而产生裂缝，应认真对结构进行受力分析计算，根据实际荷载情况，采取锚贴钢板法、加大截面法、粘贴玻璃钢法、增设杆件法等，这些加固方法在很多工程中均有应用，不再赘述。

2.3 金属结构及止水的更换

对于六、七十年代兴建的水闸，机电及金属结构均早已达到报废标准，且自动化程度低，应考虑全部更换较为合适。但更换时应注意与原水工结构的协调问题。

由于绝大多数水闸均已运行40 多年，闸门橡皮止水老化破损严重，甚至有的闸门橡皮止水已全部丢失，闸门漏水严重，应立即更新闸门橡皮止水。

2.4 输配电设备等改造

由于运行年代已久，多数水闸电气设施老化失修，漏电严重，运行管理存在极大的安全隐患，建议对老化失修的电气设备和变压器等进行更换，对输电线路进行更新。

2.5 消能防冲及观测设施的改造

对于消力池、海漫及防冲槽不满足要求的，可采取加深或延长消力池、增设消力坎或二级消力池、延长海漫长度、增加防冲槽深度、在消力池或海漫末端增设板桩墙等工程措施来解决。

由于这些水闸的观测设施陈旧，设备老化，缺少自动化监测系统，观测设施不完善，不能准确掌握水闸运行情况，对水闸调度、控制运行极其不利，因此，必须对观测设施进行彻底更新改造，配套建立自动化水情测报、监控系统；配套完善管理设施。

3 结语

病险水闸的除险加固要结合水闸自身问题综合考虑，通常几种措施结合起来，并进行技术经济比较后确定加固方案。截至目前，德州市病险水闸除险加固工作大部分均未开始，因此，要特别注意这些病险水闸的管理工作，除加强安全监测、完善应急预案外，还需要在调度运用等方面做相应调整，以确保工程运行安全。

作者简介：王志强（1976—），男，工程师。