冯集节制闸病险情况及渡汛措施

胡国华 孔 静

摘要:冯集节制闸为万福河上的一座中型节制闸,因其病险较为严重,采取何种措施使其安全渡汛,是水利人员的一大课题。本文从工程措施、管理措施和抢险预案三个方面对其进行了探讨。

关键词:节制闸;工程措施;管理措施;抢险预案

1概况

1.1工程简要情况

万福河冯集节制闸位于成武县大田集境内,万福河桩号46+480处。该闸建于1971年,共10孔,闸孔净高4M,净宽3.8M,闸身总宽52.8M,闸长77.5M。消能型式为复式消能,闸门型式为钢丝网平板闸门。设计过闸流量226m3/S,控制流域面积440Km2。担负着万福河的防洪除涝和成武5个乡镇的抗旱灌溉任务,下游与济宁地区连接,是一座集防洪、除涝,灌溉于一体的中型水闸。

1.2工程存在的主要问题

由于该闸地基系黄河冲积土层,沙淤相间,且沙土层较厚,淤土层较薄,加之防渗设施不能满足规范要求,反滤置水孔设置不合理。同时,长时间蓄水,在渗水压力作用下,闸底及坡下部的泥土被渗水带走形成空洞,危及节制闸安全。据资料记载,在30多年的运行中,曾多次出现重大事故。特别是1978年,上游来水将铺盖全部冲毁,闸底板掏空,下游跌水损坏,后经底部压力灌浆,砌石等修复,方才重新使用。经过20年运行后,1998年又发现该闸下游消力池内有冒水现象;下游左、右岸砌石护坡有明显裂缝,并伴有渗水,闸底板高低不平,并有数条裂缝。1999年,经省水利专家和市水利工程技术人员检测,该闸存在以下重大问题:

(1)地基产生较大变形,个别构件连接处严重开裂。

(2)防渗设施损坏,存在较大隐患。

(3)排水设施全部失改。

(4)启闭机运行不灵,不能正常使用。

(5)上、下游护坡靠近闸室部位产生严重裂缝。

(6)结构损伤严重。

因存在上述问题,经综合评估结论:该闸安全性,适用性,耐久性均不能满足正常使用要求,可靠性较差,应视为较严重病险水闸,根据《水闸安全鉴定规定》SL214-98应定为四类水闸。因此为确保该闸渡汛安全,使工业生产及人民生命财产不受损失,该闸必须有可靠的渡汛措施。

2渡汛措施

冯集节制闸渡汛措施主要由工程措施、管理措施,制订抢险预案三个方面组成。

2.1针对该闸存在的问题,市水利局及东鱼河管理处于2003年采取了以下工程措施对其进行治理:

2.1.1底部加固

因闸底板下部判明已掏空,故先对底部作了灌浆处理。灌浆材料选用硅酸盐水泥和粘土,灰土重量比为1:1,水与干料的重量比为1:1:4,但在施工中水与干料的重量比应不断变换,先以稀浆冲开裂隙,再逐渐加浓至正常浓度,灌浆方式选用纯压式全孔一次灌浆法,压力控制在0.2-0.25MPa最佳范围之内。闸底部共灌注浆液230m3,耗用水泥126.14吨,粘土72.63m3。灌浆完成后,又在上游砌石铺盖顶现浇C20砼,15cm厚,四周围用齿墙封闭。同时在闸下游陡坡,消力池也现浇C20砼,四周围用齿墙封闭。

2.1.2侧向防渗

对于侧向绕渗,在两岸护坡及边墩先作灌浆处理,灌浆材料选用同底部,但灰土比为1:3左右即可,控制压力也比底部大,一般控制在0.2～0.5范围内。两岸共灌浆113m3,耗水泥36.73吨,粘土49.44m3。灌注密实后,上游左、右岸护坡面层现浇C20砼,厚度为10-100cm,平坡处10cm,扭曲面最厚处100cm,钢筋用φ8@300纵横放置,用φ12锚筋埋入原护坡砌体,锚筋长40cm,外露10cm,排间距均为50cm,成排布置作为绑扎面筋的骨架。这样,闸室上游铺盖,下游消力池及上游护坡形成一封闭整体,确保了该闸的防渗安全。

2.1.3构件损伤补强

部分闸墩因地震而产生裂缝,致使结构抗震能力降低。对此采用了对裂缝部分粘贴碳纤维的方法进行补强加固。对闸门槽及其他部分因各种原因造成砼大面积,剥落的问题采用了在原砼进行清除后,重新浇筑二期闸门槽砼修复,然后再将老化的闸门更换为铸铁闸门,就可解决此问题。

2.1.4因原配机电已属淘汰机型,故将该闸机电设施全部进行了更新,同时改造了原启闭机房。

2.2管理措施

管理的好坏,直接影响到工程安全,因此,制定科学的管理措施,是水闸安全渡汛的关键。根据具体情况,对于冯集节制闸制定了以下管理措施:

2.2.1加强水闸检查观测

(1)每年进行一次沉陷及水平位移测量,并及时对测量资料进行分析。

(2)观察翼墙、底板、闸门有无损坏及止水是否完好。

(3)观察导向轮的偏移情况。

(4)经常观察启闭机械是否运转灵活,有无磨损腐蚀、损坏等。

(5)经常观测水流是否平顺,有无折冲水流、回流、漩涡等不良流态。

2.2.2合理启闭

(1)节制闸启闭应由熟练管理人员进行操作、监护。

(2)开启时可由中间先开,每隔两孔向两边对称开启。

(3)开启时,一次开启不应超过0.5m,不能满足要求时,再按以上程序循环开启。

(4)关闭闸门时,当闸门接近闸底时,严禁强行顶压。

2.2.3经常养护

(1)经常清理闸门表面污垢,对行走支承及导向装置定期加油,防止生锈及时维修止水。

(2)启闭机械经常擦洗上油,紧固连接件,螺栓等,并将启闭设备调整至最佳工作状态。

2.2.4认真落实管理责任制

在管理中,落实管理人员岗位责任制,使其职责明确,谁出了问题,就追究谁的责任。

2.3抢险预案

本着防患于未然,随时准备防御大灾思想,我们编制了该闸与抢险预案:

(1)沿河地方政府负责人分工责任到人,上岗到位,县、乡按计划组织抢险队、预备队、配备水利工程技术人员指导抢险。

(2)针对冯集闸具体情况,备足防汛料物,在大汛到来前,预先提闸放水,腾空库容,增加应变能力,领导分包工程,组织抢险队员,严阵以待。一旦出现险情在水利工程技术人员的指导下奋力抢险。

(3)加强观测,在大汛到来前及时发出汛情预报,同时组织沿河抢险队,堵复所有漏水涵洞和超高不够的路口;对缺口重点险工险段进行加固,遇塌方、冒水等突出险情,请解放军突击抢险,确保人民生命财产的安全。

3措施及效果

渡汛措施实施之后,冯集闸度过了六个汛期;发挥了应有的作用。实践证明该措施是切实可行的。

(1)水闸已趋向稳定,通过对闸底板开裂的处理以及对铺盖、消力池,左右岸护坡的浇筑,使水闸的渗漏得以控制。

(2)冯集节制闸参加流域调洪,每年启闭放水泄洪,发挥了工程效益,为流域减轻洪灾损失起到了重要作用。

防汛工作立足了“防”字,防患于未然,如何使危险工程发挥其效益,这是我们水利人要面对的问题。冯集节制闸渡汛措施说明,只要我们采取了科学合理的措施,水利工程不仅能够安全渡汛,而且可以发挥巨大的工程效益,保障人民的生命财产安全。