浅谈济南引黄闸三类水闸安全应急措施

杜淼　华鑫

【摘 要】引黄闸工程是黄河水利工程供水、抵御洪水的重要组成部分。引黄闸的安全，则是引黄供水的基本保证。为加强水闸的安全管理，保障水闸安全运行，水闸实行定期安全鉴定制度。按照《黄河水闸技术管理办法（试行）》规定，对鉴定为三类、四类的水闸，应采取除险加固、降低标准运用或报废等相应处理措施，在此之前必须制定保闸安全应急措施，并限制运用，确保工程安全。本文以济南北店子引黄闸为例，讨论济南引黄闸三类水闸的保闸安全应急措施。

【关键词】引黄闸；安全鉴定；保闸安全；应急措施

水闸投入运用后每隔15-20年，应进行一次全面安全鉴定工作。济南11座引黄水闸始建于1981年至2000年之间，设计总引水能力225m3/s，设计灌溉面积271万亩。2012-2015年，济南黄河有六座引黄闸进行了首次安全鉴定。鉴定为“三类”水闸的有北店子、杨庄、大王庙、土城子、葛店五座。北店子引黄闸于2012年完成了水闸安全鉴定工作。

1 北店子引黄闸工程概况

北店子引黄闸位于黄河右岸、济南槐荫区境内，建于1981年，相应大堤桩号8+750，1级建筑物，钢筋混凝土箱式涵洞结构，设计防洪水位40.40m（大沽标高，下同），校核防洪水位41.40m，设计上游引水位28.90m，引水流量50.0m3/s。该闸一联3孔，每孔净高3.00m，净宽2.80m，闸前粘土铺盖长27.00m（安全鉴定书上标注）但初步设计文件上是42.00m，涵洞段长72.00m，共分7节，闸室段长12.00m，其余各节均长10.00m。闸底板进口高程26.00m，出口高程25.89m；底板厚0.80m（安全鉴定书上标注）但初步设计文件上是1.20m，中墩厚0.90m，涵洞边墙厚0.50m（安全鉴定书上标注）但初步设计文件上是0.65m；进口闸墩及胸墙顶高程为34.00m，机架桥面高程为39.80m（安全鉴定书上标注）但初步设计文件上是41.90m；设计堤顶高程为39.80m。两节洞身接头处，洞外接缝用热帖三层四油沥青麻布外包一点五米厚粘土环，洞节接缝处，设651型塑料暗止水一道，洞内接缝处，设环氧树脂粘贴橡皮明止水一道，并用槽钢将橡皮压紧。该闸安装同型号固定卷扬式启闭机3台，启门力1×800KN。

该闸前约100 m处为北店子旧引黄闸（下称旧闸），再前与黄河河道相连，新建于旧闸后的新修大堤上，旧闸作为防沙闸保留使用。两闸间两侧各建一扬水站，左侧扬水站为农业供水专用，右侧扬水站为玉清湖水库供水专用。左侧扬水站提水引水时，水流分别经南、北钢筋混凝土输水槽（长度分别是29.92m和31.75m）进入闸前明渠入该闸。该闸涵洞出口设1联3孔节制闸，每孔净宽3m，分别连接一渠道，农业供水有此分三渠供出，为济南市经济社会的发展作出了贡献。

2 北店子引黄闸存在的主要病险问题

根据《山东黄河北店子引黄闸安全鉴定报告书》记载，北店子引黄闸主要存在以下问题。

（1）在现状水位工况下，过流能力不满足要求。

现状情况下，设计大河引水流量211.36m3/s，设计引水水位28.22m，比原设计正常引水位低0.68m，过闸流量为35.25m3/s，小于设计值50m3/s，不满足过流要求。

（2）上游铺盖存在管涌，孔3洞节止水损坏渗水严重，上游防渗系统高程低于防洪水位，渗透稳定不满足规范要求。

（3）闸底板最大沉降量已达541mm，闸基沉降不满足现行规范要求。

（4）闸墩、洞身等存在钢筋锈蚀、保护层剥落、混凝土碳化严重、混凝土设计强度、抗冻等级偏低，不符合现行规范结构耐久性要求。止水钢板锈蚀严重，橡皮老化。

（5）闸门止水脱落，混凝土破损、滚轮锈死、门槽锈蚀严重。

（6）启闭机使用年限超过折旧年限，制动器、开式小齿轮硬度均不符合现行规范要求，电动机属淘汰型号，耗能高，元器件更换维修困难，电气控制系统老化，启闭机房操作空间较小。

（7）观测设施、围护结构护栏损坏。北店子引黄闸沉降观测点共设置30个，其中22个可用，闸基点不符合规范要求。启闭机房测压管共2个，其中1个损坏（设计图纸是启闭机房测压管共1个）。

3 保闸安全应急措施

鉴于该闸存在上述混凝土不符合现行规范结构耐久性要求，过流能力、抗渗稳定性不足，部分混凝土结构钢筋锈蚀、保护层剥落、碳化较重，闸门混凝土破损、止水脱落，启闭机超过折旧年限，电气控制系统老化，闸基沉降量大等问题，安全鉴定为“三类闸”。

按照《水闸安全鉴定规定》（水科技〔1998〕222号）规定，三类闸须经除险加固后，达到正常运行要求。水闸管理单位，除对该闸按规定列入除险加固规划外，在没有实施除险加固恢复其正常功能前，就其存在的问题，采取应急措施，控制运用工程，保证工程安全。

3.1 “在现状水位工况下，过流能力不满足”应急措施

北店子引黄闸设计流量50m3/s，但其运用至今过闸流量均小于35.25m3/s，且今后也不会大于该流量。虽然设计当初大河流量211.36m3/s，相应水位28.22m，引水流量50m3/s，如今大河流量211.36m3/s，水位低0.68m，不满足水闸过流要求，但能满足运用要求。况且，北店子引黄闸闸前水位超过28.22m的时段较长，闸的过水能力就流量、水位两因素而言，只跟水位有关。严格按照控制运用计划和防汛规定运行，确保工程安全。

3.2 “上游铺盖存在管涌，孔3洞节止水损坏渗水严重，上游防渗系统高程低于防洪水位，渗透稳定不满足规范要求”应急措施

上游铺盖管涌、洞节止水渗水部位多处于水下，难以维修处理，若维修且投资较大。水闸管理单位，对该闸上游铺盖管涌部位和洞节渗水要加强日常运行观察、观测，观察有无清水带沙、浑水渗出等现象发生，测验渗水量有无变化。若无变化，可正常运用；若发生清水带沙、浑水渗出、渗水量增加现象，根据大河来水情况，于闸后修做养水盆，建议上级主管部门，停止该闸供水运行，以保工程安全。待除险加固时彻底处理。

上游防渗系统高程设计39.30m，低于设计防洪水位40.40m。由《2013年济南黄河防洪预案》查出，该闸在标准洪水下，防洪任务是北店子站流量11000m3/s，相应水位37.13m，超出设计防渗高程2.16m。因此，工程防御标准洪水符合防渗要求。若工程防御超标准洪水运行，根据黄河来水情况，报上级批准在旧闸前修做闸前围堰（月堤），以保工程安全。事后视黄河水情，报上级批准破除围堰，工程投入正常运行。

3.3 “闸底板最大沉降量已达541mm，闸基沉降不满足现行规范要求”应急措施

根据2012年北店子引黄闸沉陷测量成果，30个沉陷点（其中C15、C16不是涵洞上的点）中，有测量成果的21个（不含C15、C16）。资料显示，累计沉陷量超过150mm以上的有13个，仅有8个累计沉陷量不大于150mm；能做比较的相邻洞节相对沉陷量除C9-C25=60mm外，其余均不大于32mm。而与C9、C25处于同一洞节上的另端C10-C26=-15mm（C9、C10处于同侧、C25、C26处于同侧），同一版面上的对角线上的沉陷点不均匀沉陷量达分别是69mm和24mm，同一侧的沉陷点不均匀沉陷量达分别是9mm和84mm，不符合钢筋砼变形规律。依据《水闸设计规范（SL 265-2001）》规定：“土质地基允许最大沉降量和最大沉降差，应以保证水闸安全和正常使用为原则，根据具体情况研究确定。天然土质地基上水闸地基最大沉降量不宜超过150mm，相邻部位的最大沉降差不宜超过50mm”判断，该闸基础沉陷超出了允许最大沉陷量，相邻部位的最大沉降差不超限。为此，水闸管理单位，要加强日常巡查观测，若发展异常及时上报、处理；否则，根据该闸除险加固规划，待除险加固时处理。

3.4 “闸墩、洞身等存在钢筋锈蚀、保护层剥落、混凝土碳化严重、混凝土设计强度、抗冻等级偏低，不符合现行规范结构耐久性要求，止水钢板锈蚀严重，橡皮老化”应急措施

闸墩、洞身等存在钢筋锈蚀、保护层剥落、混凝土碳化严重，其水上部位列入日常维修养护计划，利用日常维修养护资金进行砼修补、嵌补。按照不同部位、不同成因、不同损坏程度，有针对性的采用修补、嵌补措施，或采用高强砼（沙浆）、环氧砼（沙浆）、灌浆、喷浆、砂浆抹面等修补、嵌补；其水下部分，水闸管理单位，要加强日常运行观测，若发展异常及时上报、处理；否则，待除险加固时处理。

混凝土设计强度、抗冻等级偏低，不符合现行规范结构耐久性要求，水闸管理单位，要加强日常运行观测，若发展异常及时上报、处理；否则，待除险加固时处理。

止水钢板锈蚀严重，橡皮老化，水闸管理单位，要加强日常运行观测，若发展异常及时上报、处理；否则，待除险加固时处理。

3.5 “闸门止水脱落，混凝土破损、滚轮锈死、门槽锈蚀严重”应急措施

闸门止水脱落，混凝土破损、滚轮锈死、门槽锈蚀问题，所述部位均为水下，由于该闸除供水期间，其余时间均处于上下游水位持平状态，难以维修，且投资较大。水闸管理单位，要加强日常运行观测，若发展异常及时上报、处理；否则，待除险加固时处理。

3.6 “启闭机使用年限超过折旧年限，制动器、开式小齿轮硬度均不符合现行规范要求，电动机属淘汰型号，耗能高，元器件更换维修困难，电气控制系统老化，启闭机房操作空间较小”应急措施

启闭机使用年限超过折旧年限，制动器、开式小齿轮硬度均不符合现行规范要求，电动机属淘汰型号，耗能高，元器件更换维修困难，电气控制系统老化问题，列入日常维修养护计划，利用日常维修养护资金，加强日常巡视检查、维修养护，保证正常运行。根据该闸除险加固规划，按照上级主管部门意见，适时进行启闭机性能状态检测或安全鉴定。

启闭机房操作空间较小，待除险加固时处理。

3.7 “观测设施、围护结构护栏损坏。北店子引黄闸沉降观测点共设置30个，其中22个可用，闸基点不符合规范要求，启闭机房测压管共2个，其中1个损坏”应急措施

观测设施、围护结构护栏损坏问题，列入日常维修养护计划，利用日常维修养护资金，加强日常维护和管理，保证正常运行。

闸沉降观测点共设置30个，其中22个可用、8个不可用问题，根据该闸除险加固规划，按照上级主管部门意见，适时进行探寻恢复。

闸基点不符合规范要求问题，选择适宜位置，按照规范规定，及时埋设闸基点。

启闭机房测压管共2个，其中1个损坏问题，根据该闸除险加固规划，按照上级主管部门意见，适时新安装一处测压管。

3.8 险情抢护

按照防汛责任制的要求和《济南市槐荫区黄河防洪预案》和《济南市槐荫区黄河险情抢护方案》的抢护原则及方法，组织抢护。

4 结束语

总之，做好三类引黄水闸的安全应急措施，加强观测，随时维修，及时消除工程隐患，从而确保水闸的安全运行状态，为水闸工程的度汛安全和供水生产的顺利进行提供保障。

【参考文献】

[1]水闸安全鉴定规定SL214-98[S].中国水利水电出版社，1998.

[2]水闸技术管理规程SL75-94[S].中国水利水电出版社，1995.

[3]SL265-2001水闸设计规范[S].中国水利水电出版社，2001.

[责任编辑：杨玉洁]