德州市病险水闸除险加固措施及效益

刘 永，李 岩，马 飞

（德州市水利局，山东 德州 253014）

德州市辖区内主要防洪排涝河道有徒骇河、马颊河、德惠新河，有潘庄、李家岸两大引黄干渠，300 km2以上支流13条。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）型闸149座。

根据全国水利工作会议精神和省水利厅的部署，德州市根据水利工程现状对已登记注册的大中型水闸进行了全面普查，确定28座水闸为病险水闸，其中7座水闸已于2000年进行了水闸鉴定。2009年，省水利厅组织专家组到现场进行实际勘察，通过现场检测、现状调查、工程复核计算等工作，对该市28座病险水闸进行了鉴定：21座被鉴定为三类病险水闸，7座被鉴定为四类病险水闸。

1 工程现状

德州市所属水闸大部分建于上个世纪六、七十年代，受当时社会经济环境的影响，一些水闸在缺少前期调研、现场地质勘探、综合设计等基本需要的条件下，一跃而上，全面开工。由于当时经济技术力量薄弱、施工机械简陋，施工质量无法得到保证。工程运行多年后，老化严重，其安全性及使用功能日益衰退。另外，随着经济社会的发展，污水排放越来越严重，水质的连续下降造成水闸运行环境的下降，水闸主体混凝土结构出现严重碳化、涉水设备受到不同程度的侵蚀。加之2010年德州市遭遇几十年未见的强降雨、雷电天气影响和上游大流量泄水，进一步加剧了28座病险水闸的病险程度，对全市的经济社会发展带来了更大的隐患。

通过对各闸工程现状调查及现场检测，存在问题主要有以下几个方面：

1）主体工程包括闸墩、交通桥、机架桥、混凝土闸门等部位混凝土裂缝、碳化，造成了混凝土剥落，钢筋裸露，严重影响了主体工程的安全性。

2）金属构件锈蚀，影响工程正常运行。如三刘节制闸闸门长期受到污水的侵蚀，现11 孔闸门锈蚀面积均在90%以上，多处闸门的边纵梁已严重锈蚀、穿透，穿孔直径最大已到30 cm 左右，闸门主、侧轮锈蚀不转，造成闸门启闭摩擦力增大，启闭十分困难，严重影响水闸的作用。

3）机电、启闭设备落后陈旧，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。如大刘闸配有手摇电动两用单吊点螺杆式启闭机15 台，启闭能力均为10 t/台。第5 孔闸门与丝杠连接处的销钉已脱落，此闸门已不能启闭，多条丝杆存在不同程度的弯曲变形，由于闸门落下困难，顶托力很大造成启闭机的底座断裂，影响启闭机的稳定性。

4） 基础工程存在渗透变形，存在反滤失效，裂缝、沉陷、位移，护坡坍塌等现象。如赵棒槌节制闸属四类病险水闸，闸底板存在裂缝，致使桥头堡和个别闸墩发生位移、沉降，一旦有大水通过，很难保证工程的安全性。

5）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。

6） 对水闸安全鉴定工作的重要性认识不足,安全鉴定经费投入少，难以全面准确地掌握工程的安全问题。

7）水闸运行维护管理所需的必要的经费来源没有保证,工程日常维修、养护管理工作跟不上，经多年运行，水闸的防洪（潮）、排涝、供水、灌溉等除害兴利能力逐年下降，并造成水闸使用寿命缩短和工程效益降低，不能满足社会经济发展的要求。

位于徒骇河上的宫家节制闸兴建于1968年10月，次年9月竣工启用。该闸设计蓄水量850万m3，最大蓄水量1 140万m3，属大型水闸。开始蓄水后，下游两岸砌石护坡末端出现坍塌现象，防洪标准偏低，河道淤积严重，下游的淤积已接近河道断面20%，河床逐年抬高，拦河闸的过流能力不足，严重影响流域内的田间排水，增加洪涝灾害发生的机率，降低工程的防洪排涝功能。特别当遭遇大洪水时，容易造成洪水漫顶、倒灌，甚至使堤防决口、使农田因长时间浸泡而减产，给上下游广大人民的生命和财产带来巨大损失，影响经济发展和社会安定。

2 除险加固主要措施

结合德州市病险水闸存在的诸多问题，主要采取以下除险加固措施：

1）对闸室及上下游连接段河道进行清淤，根据工程经验及水工模型试验，合理增设拦砂、冲砂等设施，减轻河道淤积。

2）闸底板裂缝严重、防渗性能差的情况，可重建闸底板；闸室整体稳定经复核不合格，地基沉降或不均匀沉降量较大的情况，可采用新增桩基方式处理；闸基淘空的情况可采用增设防渗墙、对闸室进行灌浆处理的方式处理。

3）维修加固铺盖、护坦和上下游两岸护坡。处理要因地制宜，分析损毁原因，通过加深消力池深度、长度，设置尾槛、齿坎或消力墩等辅助消能工，用来提高消能效率；水闸下游冲刷破坏可通过改造海漫长度、坡度和加设柴排设施，设置合理的防冲槽布局。

4）闸墩、排架柱、机架桥、交通桥等部位混凝土结构加固补强并进行防碳化处理。对于混凝土表面的裂缝，可通过表面涂抹水泥砂浆或者用胶粘剂把橡皮或其他材料粘贴在裂缝部位的方法处理；内部裂缝可通过钻孔灌浆处理。对碳化深度过大，钢筋锈蚀明显，危及结构安全的构件经复核计算，不满足规范要求的，一般拆除重建。

5）金属结构。若闸门锈蚀严重，经检测后，可更换闸门；闸门除锈喷锌；防腐维修闸门内部锈蚀的钢丝网、滚轮与埋件；更换闸门附件；更换启闭设备，新建启闭机房。

6）更换闸门止水。配备电气设备和变压器、输电线路，可新（重）建桥头堡。更新完善观测设施；配套自动化水情测报、监控系统；配套完善管理设施。

3 病险水闸除险加固综合效益

3.1 经济效益

病险水闸除险加固实施后，一是确保水利工程的安全运行，为振兴德州市经济社会发展奠定了基础；二是提高防洪标准、增大蓄水量、提高农田灌溉能力、减少抗旱投入、增加农业收入，对于解决水资源短缺起到了一定的积极作用；三是有利于完善并提高水闸安全建设和防洪工程建设，形成适时适量蓄泄兼顾的水利工程体系，为有效地治理洪水创造基本条件；四是有利于农业种植结构的调整，节省人力、物力和财力，促进农业产业化进程。

3.2 社会效益

病险水闸除险加固实施后，首先美化了水闸外观，有助于提升城市形象，优化生存环境、生态环境和发展环境；其次能够促进水资源良性循环；第三能够改善水闸基层管理单位的工作生活条件，提高基层水利人的工作积极性，有利于进一步开展水闸工程的维护管理。

4 结 语

在综合考虑大中小型病险水闸的环境特点、险情程度、主要功能和效益的情况下，将病险水闸除险加固提高到保障防洪安全、供水安全、粮食安全和生态安全的高度上，提高水利人的责任感和紧迫感。要坚持全面规划、突出重点、兼顾一般、区分轻重缓急，以水闸安全鉴定为依据，确保大中小型病险水闸得到除险加固统筹协调，与海河流域防洪规划及德州市相关专业规划相衔接，统筹协调病险水闸除险加固与河道治理的关系，统筹协调上下游、左右岸的关系，统筹协调水闸防洪、供水与水资源保护的关系，工程措施与非工程措施相结合，进一步保证水闸的安全运行及其在防洪、供水、生态环境等方面效益的充分发挥。

［1］秦毅，顾群.全国病险水闸成因分析及加固的必要性［J］.水利水电工程设计，2010（29）：25-26.

［2］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.

［3］李柳沆.广西病险水闸除险加固的必要性和紧迫性［J］.企业科技与发展，2009（22）：170-172.