病险水闸形成原因分析及除险加固思路

林锦伦

【摘要】在经济快速发展的同时，我国的基础设施的建设也越来越多。水利工程是国家发展过程中重要的基础工程，其建设质量以及运行情况与国家的经济发展密切相关，因此必须加强水利工程的维护。水闸是水利工程中的重要部分，近年来出现的病险水闸较多，为了水利工程的正常运行，必须加强对病险水闸的除险和加固，提高水闸的使用效率。因此，文章对病险水闸的形成原因进行分析，并探讨水闸除险加固的思路，为我国水闸管理与维护的提高做参考。

【关键词】病险水闸；形成原因；加固思路；除险

从当前的社会发展状况来看，水利工程是社会发展中必不可少的基础设施，是直接与民生以及社会前进有着密切关系的基础工程，各国对于水利工程的重视度越来越高，如何延长水利工程的使用寿命成为水利工程建设中十分重视的问题。每一个水利工程建设中，水闸均是十分重要的部分，其主要的工程就是通过将谁能转化成电能，然后对闸门实施控制功能，以此来完成挡水、泄水的工作，达到灌溉农田、居民饮水以及水上运输管理等水资源利用效果[1]。基于此，对病险水闸形成原因进行分析并探讨除险加固思路对于水利工程的建设发展具有十分重要的意义。

1、病险水闸形成的成因

由于我国人口庞大，所以人均的水资源占有量并不丰富，且还具有分布不均的情况，这使得我国的水旱灾害发生较多，水利工程是缓解水旱灾害的重要方式。具《2013-2017年中国水利工程行业领先企业经营策略与优劣势分析报告》表示，由于水旱造成的灾害导致的经济损失已经占了我国自然灾害的60%，从1990年至今，我国年均洪涝损失在1100亿左右，大约为同期GDP的2%，当出现流域性大洪水时，当年的比例可上升到3%～4%左右[2]。基于此，加强对水利工程的管理与维护显得十分重要，而病险水闸成为威胁水利工程质量的重要因素，文章对病险水闸的形成原因作以下分析：

1.1 水闸的施工设计问题

目前，我国所使用的水闸大多数是修建年代很早的水闸工程，在水闸施工建设阶段的设计技术以及施工技术均相对落后。另外，当时的经济条件限制了水闸设计中对水文状况、地质状况以及泥沙状况等的勘查不全面或深入，多数水闸施工采取的是边设计边施工的方式。还有部分水闸的施工没有进行全面有效的勘查，采取依葫芦画瓢的方式，将其他水利工程中的水闸设计直接应用，或者将其中的数据等进行大概的调整。

1.2 水闸的使用年限问题

水闸的建设时期较早，建设时期的施工技术以及材料等均比现在要落后，所以水闸在较长时间的使用过后，受到了水流的冲击，造成了或大或小的破坏。目前，我国部分水闸的使用时间已经超出了30年，其中的机电设备、金属结构等早已经超出了正常使用寿命，且在长期的运作情况下，其运行的功率以及安全性均在降低，所以病险水闸也越来越多[3]。

1.3 水闸的管理与维护问题

水闸在建设完工投入使用后，还需要对其进行日常维护以及管理，为水闸的使用年限以及效力才能做出全面的保障。但是，我国在水闸的管理与维护方面，一直以来比较缺乏创新的管理观念以及维护意识，只将水闸的建设作为保障水闸质量的重点，在投入使用阶段没有健全的管理制度以及措施，使得水闸的后期管理与维护不能合理落实，经常出现管理责任不明确。管理机制不灵活、投入资金不足等情况。我国近年来的水利工程管理的重视度有所提高，但是对于水闸等重要部分的管理仍然存在资金匮乏、病险检测、安全鉴定等多方面问题。

1.4 防洪措施不挡问题

防洪措施不挡的问题主要表现在泄洪过程，是因为水闸的过流能力以及闸室的设计方面、下游河床土质的抗冲击能力等不能充分满足泄洪的需求。导致泄洪措施不挡从而损坏水闸的原因，在很大程度上是由于水闸设计不科学，水闸施工设计时没有较高的统一标准，从而出现技术上的匮乏，而水文资料不充分，从而使得防洪的措施以及标准较低等情况。

1.5 混凝土工程恶化问题

经过长时间的水压冲击以及服饰，水闸工程中的混凝土工程恶化是十分常見的。其中，碳化以及钢筋锈蚀是导致混凝土工程恶化的重要原因之一，碳化过程是CO2与碱性材料的反应过程，混凝土中的碳化反应会使得其中的碱度大大降低，从而损坏钢筋表面的钝化膜，导致钢筋的锈蚀发生[4]。此外，在外界氯离子侵入的情况下，也会导致钢筋钝化膜的破坏，从而发生锈蚀。剥蚀损坏也是混凝土工程恶化的重要因素，这是由于混凝土工程的耐久性较差，从而出现剥蚀损坏，其外界原因主要有过流位冲磨、空气腐蚀、水质侵蚀等。

2、病险水闸的除险加固思路分析

2.1 保守的加固思路

保守加固思路是基于水闸的主体结构较为完整，其防洪标准较低以及流量设计存在问题的水闸，可采取对原闸室的主体结构给予保留，采取加高闸孔、闸孔增宽增广等方式来提升流量，并与其他附属的设备加以融合。

2.2 闸基的加固思路

对于地基承载力较差导致的水闸稳定性不高的问题，可采取振冲加密的方式来处理地基建设，达到提升地基承载力的作用。而对于出现不均匀的地基下沉水闸，可通过压密灌浆的方式处理，在施工过程中采取高压浓浆抬动土体的施工操作方式，在确保闸门能正常运行的情况下，保持闸底的高程处于正常运行状态。当出现溯源冲刷情况，使得闸基严重落空的，需要采取回填砂砾料结合防渗墙围封的方式处理，然后通过灌浆施工加固，促进闸基恢复功能。如果闸基出现与两岸的渗流稳定不符合标准的情况，加固施工单位可采取延长水平长度的办法，加强垂直防渗装置，修复排水反滤功能[5]。延长水平长度施工，应在上游防渗铺盖上进行，且加强对裂缝的修复以及止水工作。在进行垂直防渗施工时，主要是在塑性防渗墙、搅拌桩防渗墙、高压喷射防渗墙等三种类型的墙上进行。

2.3 全面加固思路

该种加固方式是基于水闸的处理结构出现了严重的损坏，必须对结构件安全性较低的水闸进行拆除重建。如果混凝土工程中的局部碳化以及钢筋保护层有严重的疏松与脱落的情况，需要将碳化层与锈蚀严重的钢筋材料除去，然后根据实际状况来修补钢筋，使得钢筋的效果得到最大发挥，还需对这部分钢筋实施高强砂浆修复施工。如果碳化深部是太大的保护层，只需要采取涂料封闭处理的方式，在修补混凝土工程的表面裂缝时，应注意对表面实施凿槽处理。

2.4 其他加固思路

针对闸下的防冲设备不健全的情况，应分析其具体的原因，再采取相应的处理措施。通常来说，造成闸下消能防冲设备损坏的原因是单宽流量较大，可适当减少单宽流量进行加固处理。对于河道中淤泥较多导致水闸运行不畅的，可根据处理经验以及实际的施工需要，可采取模拟实验等方式进行处理，采取合理的引水冲沙措施。对于锈蚀度比较高的闸门或者是电气设备比较老旧的水闸，需要根据衣服那个的报废标准和闸门技术检测规程进行合理的改造和报废；在进行抗震问题的水闸处理过程中，需要对其液化地基进行防渗墙围的设置，保证地基的稳定性；对于其软土震陷处理中，需要对其进行桩基础和灌浆相融合的施工处理[6]。

参考文献：

[1]贾会民，刘苏亚，孙缔英.病险水闸运行管理的问题与对策[J].河南水利与南水北调，2017，（07）：71-72.

[2]祖海坤.病险水闸除险加固技术探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（21）：206-207.

[3]张杨.病险水闸成因及其对应加固方式研究[J].河南水利与南水北调，2017，（01）：55-56.

[4]杨丽娜.浅谈水闸除险加固工程等别划分及洪水标准确定[J].水利规划与设计，2016，（04）：56-58.

[5]李凯.浅谈水闸工程安全评价的必要性及理论研究[J].绥化学院学报，2015，（09）：155-156.

[6]钟国锋.当前病险水闸形成原因分析及除险加固思路[J].黑龙江水利科技，2014，（10）：285-286.