徒骇河廿里堡闸病险状况与拆除重建必要性探析

王婷，马新利

（滨州市海河管理局，山东滨州256616）

徒骇河廿里堡闸病险状况与拆除重建必要性探析

王婷，马新利

（滨州市海河管理局，山东滨州256616）

徒骇河廿里堡闸始建于1959年，扩建于1967年，由于年久失修，经长期带病运行，存在闸门老化破损、拱顶裂缝、交通桥碳化脱皮、闸基渗透破坏、机架桥排架柱倾斜等重大病险因素，严重威胁水闸的安全运行。根据廿里堡闸的病险现状，结合防洪排涝、蓄水兴利的社会需求，提出拆除重建的建议。

廿里堡闸；病险；拆除重建

廿里堡闸位于徒骇河下游。徒骇河传为禹疏九河之一，源于聊城市莘县，在滨州市沾化县入海，全长436 km，流经14个县（区），是山东省海河流域最大的防洪排涝河道。廿里堡闸是徒骇河最早兴建的具有防洪排涝和蓄水兴利等综合功能的大型河道节制蓄水工程，位于滨州市滨城区三河湖镇廿里堡村南。该闸始建于1959年，扩建于1967年，总宽108m。运行50余年来，在调节泄洪、蓄水兴利诸方面发挥了巨大效益，年均启闭50余次，开启历时1 400 h，调节泄水1.7亿m3，年调节蓄水2 000万m3，灌溉面积7 000 hm2，并为沿岸的沾化发电厂等企业供水，为区域经济发展、保障社会稳定和人民生命财产安全发挥了重要作用。

但是，由于该闸建设年久、结构复杂，存在的病险问题多且重，2000年即被鉴定为病险水闸。又经10余年带病运行，险情日益加重，仅靠维修管理已难以彻底消除病险状况，因此亟需拆除重建。

1 工程概况

1.1 兴建过程

徒骇河流域为黄河冲积平原，地势平坦，土地肥沃，气候温和，物产丰富，是鲁北重要的粮棉产地，如遇洪涝，全恃该河排涝泄洪，然而在20世纪50年代，徒骇河河槽窄浅，堤防断残，支流淤塞，排水不畅，决溢泛滥不时出现，并无蓄水灌溉之利。1959年，为了调节泄洪、蓄水灌溉和方便交通，由山东省交通厅设计、惠民专署（今滨州市）交通局组织施工，兴建了廿里堡闸的右端8孔。1961年遭遇特大暴雨洪水后，因闸短阻洪，将闸左端引道炸开泄洪，次年又在闸左端接建了3孔。1965年河道拓宽加深后，又于1967年在闸左端扩建了13孔。

1.2 结构型式

廿里堡闸结构型式为钢筋混凝土开敞式河道型平底水闸，共24孔，总宽108m。其中，老8孔每孔净宽3.5m，闸门高4.5m，闸底板高程1.6m（1956年黄海基面，下同），结构型式为钢筋混凝土倒拱基础，闸墩为钢筋混凝土墩墙，闸门为钢丝网混凝土平板闸门。后建的16孔，每孔净宽3.7m，闸门高5.0m，闸底板高程1.1m，结构型式为钢筋混凝土灌注桩基础、钢筋混凝土底板，闸墩为变截面钢筋混凝土及浆砌石墩墙，闸门为钢筋混凝土平板闸门（上下两扇分体结构，中间夹条型橡胶止水，钢构件联结），启闭方式为固定卷扬式双节点启闭，配备2×12.5 t卷扬式启闭机，外接电源100 kVA；机架桥墩为钢筋混凝土排架，桥面净宽3.0m，桥面高程15.2m，桥面两侧为钢筋混凝土栏杆，桥两端设砖混结构桥头堡。老8孔交通桥为砖拱结构，新16孔交通桥墩为混凝土墩墙和双井柱两种型式，桥面采用钢筋混凝土微弯板，桥面净宽7.0m，两侧各设0.75m人行道，桥面高程10.15m。闸室上游铺盖分为两段，一段为长20m、厚1.0m的黏土，一段为长15m、厚0.5m的140#碎砖混凝土和140#钢筋混凝土阻滑板，下设长15m、厚1.0m的黏土保渗体；在两段铺盖连接处加一道深2.5m的齿墙。闸室下游依次为消力池、海漫、防冲槽。消力池末端设消力坎，坎高0.5m，上下游两端各设3排直径5 cm、间距1m梅花状排列的排水管，下设3级配反滤层。海漫为140#碎砖混凝土底板，厚0.3m，长20m。海漫后设深1.5m倒梯形乱石防冲槽，底宽1.0m，上口宽4.0m。闸室上下游翼墙均为80＃浆砌石护坡，上游砌石护坡长15m，下游长26m，再分别向上、向下20 m为1∶3灰土护坡。

1.3 功能

廿里堡闸的主要功能是调节泄洪、排涝和蓄水兴利，闸上设计防洪水位8.6m，流量1 395m3/s；排涝水位7.04m，流量907m3/s。闸前设计蓄水位5.6m，原蓄水量1 250万m3；最高蓄水位6.1 m，原蓄水量1 459万m3，灌溉面积7 000 hm2，是沿岸农业灌溉和人畜饮水的重要水源。

2 主要病险问题

2.1 闸基渗透破坏，形成渗漏通道

1997年检查老8孔闸底部工程时发现，上游铺盖有3条较长裂缝，消力池上端的反滤设施已失效。另据调查得知，水闸运行过程中也曾在新16孔闸上游铺盖处出现冒泡现象，伸缩缝多处漏水。在上游达不到设计蓄水位时，下游护砌砌石勾缝内即有清水渗出现象。

2000年探查闸室两岸及闸基渗透情况时，经测试发现左岸存在较严重绕渗。

以上情况表明，上游铺盖和下游排水都有失效情况，由此产生渗透坡降偏大和下游护坡抗浮不足。闸室上游铺盖冒泡、伸缩缝破损漏水、闸底板裂缝、交通桥拱圈裂缝明显发展、机架桥墩向下游方向倾斜等情况说明，闸基已产生渗透破坏，上下游已形成渗透通道，直接危害闸室安全。

2.2 闸墩混凝土严重剥蚀

廿里堡闸闸墩结构型式复杂，老8孔闸墩为钢筋混凝土墩墙，新16孔闸墩为变截面钢筋混凝土及浆砌石墩墙。现闸门槽多处存在裂缝，形状、长度各异，缝宽一般为0.2～0.6mm，个别部位出现松散现象；水位变化区混凝土剥蚀严重，钢筋处于严重锈蚀状态；浆砌石墩墙砂浆剥蚀深度达10mm，严重危及水闸安全。

2.3 闸门老化破损，露筋漏水

廿里堡闸建设年久，混凝土老化、碳化严重，多数闸门混凝土破损、断裂，局部保护层脱落，钢筋裸露、锈蚀严重。中部联结构件锈蚀严重，右侧滚轮锈蚀和闸门支承行走机构锈死，增加了轨道摩擦力，加大了启闭机负荷，提闸时中部联结构件曾多次断裂。该闸未设检修闸门，正常检修与事故检修十分不便。

2.4 老8孔砖拱拱顶裂缝，新16孔交通桥纵梁碳化、脱皮、裂缝，钢筋严重锈蚀

老8孔交通桥系砖混结构，现砖砌体剥落深度大，整体强度差，破损严重，拱顶部位出现纵向贯通性裂缝。交通桥两侧砖砌挡土墙残破不堪，最大风化深度达10 cm，拱顶锚喷混凝土渗水，有整体下沉迹象。新16孔桥面板纵梁在支座处破碎，箱型梁普遍存在横向及纵向裂缝；排架柱多处顺筋裂缝，缝宽0.2～2.0mm，许多部位保护层碎裂脱落，钢筋裸露，钢筋截面损失率20%。交通桥桥面铺装层混凝土严重破损，已成为危桥，曾一度实行交通管制。

2.5 上下游护坡短、高度低，消力池排水管失效，护坦厚度不够，海漫长度不足，防冲槽有冲坑

上下游护坡为80#浆砌石与1：3灰土。下游翼墙与护坡受冻融、冲蚀、淘刷作用，破坏已相当严重，砌石缝中砂浆剥落，处于严重剥蚀状态。下游护坡顶高程低于5.504m，护坡出现渗水明流，存在较严重坍塌现象，相对塌陷面积约20%，深度20 cm，高水位泄流时冲刷边坡。

下游防冲槽内的冲坑已存在多年，2010年汛后探查发现冲坑深度及范围均有较大发展，碎砖混凝土海漫末端齿坎底部有空洞。

2.6 桥头堡及机架桥排架柱倾斜

该闸设左、右岸两座桥头堡。左岸桥头堡自1985年发现向左倾斜，1990年汛后倾斜速度加快，1995年对基础进行了灌浆处理，经多年观测仍有继续倾斜迹象，左岸的绕渗、桥头堡沉陷、左岸下游护坡塌陷及渗水均与此有关。机架桥25排排架柱均有不同程度的倾斜，且倾斜在不断发展，最严重者倾斜5.3 cm，倾斜度远远大于0.1%的规范要求。机架桥排架柱及机架桥面板混凝土碳化深度已接近或超过钢筋保护层。机架桥纵梁底部不同程度存在裂纹现象，个别部位钢筋混凝土锈蚀严重。

2.7 启闭设施及电气设备老化，超正常使用极限状态

启闭设备为20世纪60年代的淘汰产品，齿轮硬度值HB偏小，且配置不合理；减速器内有异响；机架底座混凝土压碎并剥落，个别支座被压坏，机架底脚螺柱的安装偏差超出规范要求。电磁制动装置部分失灵，闸瓦退距和电磁行程调整不好，致使提落闸门断电时不能及时制动。个别机电传动轴与制动轮间螺栓脱落，钢丝绳缠绕不畅，有的钢丝绳不能按预定轨道卡入凹槽，两侧钢丝绳不同步。另外，减速箱漏油、机架及电机轴承锈蚀，表明启闭机及其主要配件使用状态远远超出《水利建设项目经济评价规范》（SL72-1994）规定的20年的折旧年限。

变压器距水闸约400m，低压配电线路严重老化，横担锈蚀严重，输电电缆包皮多有裂缝，闸刀开关锈蚀且不封闭，已对大闸安全运行造成严重影响。

3 拆除重建的必要性

3.1 建设质量差，病险程度重，修修补补难以彻底消除险情

廿里堡闸始建于1959年的“大跃进”后期，扩建于1967年的“文革”时期，由于受当时技术条件、管理水平、建筑材料质量和社会因素的影响，工程质量存在严重的“先天不足”。运行50余年来，由于缺乏管理维修资金，除险加固滞后，老化损毁严重。这些“先天不足、后天失调”因素造成的病险情况多发生在基础和关键部位，且险情在日益加重，自20世纪90年代即被定为病险水闸，随时都有发生安全事故的可能。这些重大险情，仅靠修修补补、头疼治头、脚痛治脚是难以彻底排除的，目前的工程质量远远不能满足现行的规范要求。根据《水工混凝土结构设计规范》结构耐久性要求，二类环境混凝土最低强度等级应为C25，原闸墩标号只有140#，不能满足耐久性要求；老闸墩的混凝土抗压强度推定值为17.0～17.9MPa，亦不满足现行规范标准。为了彻底消除质量安全隐患和充分发挥其综合效益，依据现行规范标准，应拆除重建。

3.2 防洪排涝的现实要求

徒骇河源远流长，闸上流域面积10 250 km2，承载的泄洪排涝任务艰巨。2010年汛期，廿里堡闸最高洪水位7.96m，最大洪峰流量1 180m3/s，自8月13日24时至27日12时超警戒水位（7.04m）运行11 d，仅8月就调节下泄入海水量13.79亿m3。就目前的大闸质量而言，如此高水位、大流量泄洪，实则是破釜沉舟的无奈之举，存在非常大的风险。若再遇鲁北“61年雨型”或“64年雨型”暴雨洪水，则现闸不能适应防洪排涝的需要，因此拆除重建是防洪除涝的现实要求。

3.3 工业发展、用水增多的需要

随着改革开放的逐步深入和地域经济结构的不断调整，近几年已有一大批工业企业在徒骇河流域“安家落户”，石油、化工、发电、造纸、印染等企业密集于河道两岸，需水量骤增。现闸的蓄水量和调节蓄水能力大大降低，已不能满足工业用水的需求，如沾化电厂是建于徒骇河畔的火力发电企业，其冷却用水全部取自徒骇河，若廿里堡闸调节蓄水、供水的能力丧失，则沾化发电厂就会面临着限产和停产的危机。为了保证沿岸工业企业的用水、促进区域经济快速发展，廿里堡闸重建势在必行。

3.4 高效农业灌溉的需要

位于廿里堡闸上、下游的滨城区和沾化县农林果蔬物产丰富，土特产品独具特色。近几年，二县（区）以打造区域特色经济为主要目标，规划建成1.4万hm2冬枣、2.1万hm2优质小麦和棉花、3 500 hm2无公害蔬菜和鸡鸭兔禽养殖基地，高效农业的用水量与日俱增，仅廿里堡闸目前的带病蓄水是难以满足农林果蔬等用水需求的。高效农业和农村养殖各业发展迫切要求廿里堡闸扩大蓄水量，以保证高效农业灌溉所需。

3.5 人畜饮水的需要

廿里堡闸上、下游的滨城区和沾化县是退海之地，淡水资源贫乏，自古就是人畜饮水困难的地区，徒骇河两岸的人畜饮水基本是依赖廿里堡闸蓄水维持生计。近十余年来，由于廿里堡闸病险程度加重和闸前淤积，蓄水量逐年减少，给人畜饮水造成了一定的困难。为了促进流域经济发展、提高人民生活质量、壮大农村养殖业和畜牧业，廿里堡闸也应拆除重建，以增加蓄水量，满足流域内人畜饮水的需要。

3.6 生态环境效益的要求

廿里堡闸拆除重建后，将大大提高干流与支流两岸土壤涵养水源的能力，使流域内的水环境得到优化，从而促进地表植物的繁殖，对优化动植物环境、增加区域生物的多样性大有裨益。廿里堡闸重建后，其上、下游三河湖风景区的建设也将会得到极大促进，加快滨州市“粮丰林茂、北国江南”宏伟规划实施进程。

3.7 环境影响的要求

廿里堡闸长期带病运行，不能按设计标准蓄水，对干流上游和支流土马沙河、付家河、秦口河等河道修复造成了极为不利的影响，沿河群众缺水时无水可取，土地出现沙化，土壤流失严重，恶化了生态环境。廿里堡闸重建后，可大大提高河道蓄水能力，使徒骇河干流与支流的水源相通、功能互补，既可充分发挥支流蓄水兴利的作用，又可改善生态环境。

[1]山东省滨州市水利局，徒骇河滨州市廿里堡闸工程现状调查分析报告[R].滨州：山东省滨州市水利局，2000.

[2]山东省滨州市水利局，徒骇河滨州市廿里堡节制闸安全鉴定综合报告[R].滨州：山东省滨州市水利局，2000.

[3]山东省水利勘测设计院，山东省滨州市徒骇河廿里堡闸除险加固工程初步设计报告[R].济南：山东省水利勘测设计院，2011.

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1004-7328（2014）06-0031-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.011

2014-07-23

王婷（1980-），女，助理工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。