水闸运行的安全问题及处理措施——以深圳市为例

曾振雄

（深圳市广汇源环境水务有限公司，广东 深圳 518000）

确保水闸的安全运行是水利工程管理的关键任务。基于很多水闸工程年久失修，加之技术管理水平和维修经费等诸多原因，导致水闸工程的自身的安全性和相应的管理水平问题比较严重。因此，研究和改进水闸管理单位，促进其安全生产工作，对于进一步运用好水闸，防止发生安全事故，全面发挥工程效益具有重要意义。

1 水闸安全的重要性

据有关部门统计整个深圳市分布各类水闸183座，其中84座是具备一定规模，其过流量都在5m3/s及以上。在水利防洪工程中，影响水闸不能正常运行的主要因素是水闸设计防洪标准低，同时病险现象也很严重，致使在汛期来临的时候难以按要求及时拦蓄或排泄洪涝水，对水闸的防洪效应造成不良的影响。水闸安全运行是水利工程能不能造福社会的关键，尤其是处在关键位置的水闸，在汛期的时候是人民群众财产安全的最直接的保障，如果水闸出现安全问题，造成的影响和损失将是巨大的。因此对水闸安全管理工作要求越来越高，各级水管单位和部门对水闸运行安全监管责任且意义重大，管理更要从混凝土、土石方、机电设备、水下工程等多方面人手，确保安全运行。

2 水利工程中水闸存在的安全隐患

水利工程在历史的长河中对国家的发展起到了重大作用，它的应用十分广泛。经过长期的频繁使用，造成了一定程度的损伤，也由于建筑历史悠久，存在着许多建筑设计、建筑材料和建筑技术上的不足问题。不间断不休息的工作性质，导致了水闸的工程磨损。加上水利工程一般建设的时代都比较久远，当时的设计理念不够全面和科学，存在一定的弊端，在长期的使用中会出现问题。再者是建筑材料的质量不过关，过去的建筑材料一般采取就地取材的方式，没有得到较多的科学技术的支持，落后的建筑技术，使水利工程中水闸的消耗磨损加剧。

3 水闸病害及原因分析

设计、施工、管理三方面的资料是水闸安全鉴定工作的基础，唯有对这些情况进行掌握，才可以进行有目标的鉴定，及时发现水闸的病险，为提升安全和排查险情奠定基础。

3.1 钢筋混凝土结构病害

结构应力裂缝是闸门工程的一个隐患，其形成的原因是混凝土结构强度不够、缺乏足够的配筋；船只对混凝土结构的撞击也是原因之一，船只在行驶中严重超载、防护设施设计存在缺陷以及管理措施滞后。自拌混凝土墙身开裂也是在混凝土施工中经常发生的现象，诱因是施工标准不高，并且由于是自拌混凝土，裂缝一般会在竣工初期产生。特别是针对出海闸，在浪溅区里设置岸墙、翼墙，钢筋极其容易被锈蚀，结构耐久性减弱。

3.2 闸门运行病害

（1）工业废水对闸门的侵蚀性。基于构件被腐蚀，面对工业废水的侵蚀，致使闸门的涂层严重脱落，形成大面积的蚀坑，上主梁也不同程度被蚀损现象。

（2）闸门发生卡阻。主要体现在直升式钢闸门的其典型特征表现在直升式钢闸门，很多因素会发生卡阻。

3.3 自动化程度不足

闸门自动监控系统是先进的实时数据采集与控制系统。系统建立在现代通信技术、自动控制技术、计算机技术、自动运动设备及现代测量技术基础之上，同时涉及信息论、继电线路理论和自动调节理论等，完成对目标系统的监测与控制，实现由中心控制站对被控各子站闸门的运行管理。但就目前来看，我国很多水闸运行监控系统还不够完善，设计方面还存在一定问题，如监控设备应对外面恶劣环境的能力差，自动化装置的稳定性不高，抗干扰能力不足等。

4 水闸安全运行的管理措施

4.1 闸门的日常维护

闸门的具体维护措施主要是由日常的清理、检查、观测几方面组成。日常的清洁是闸门安全性保障之一，能确保闸门良好的启动闭合功能。随着使用年限的增加，一些漂浮物会积聚在闸门周围，并且粘附在闸门侧面或轨道内部，容易把闸门完全堵塞，造成运行中的振动强烈，最后造成漏水，故要求管理人员及时清理闸门周围的漂浮物。

深圳市防洪（潮）设施运行管理检查记录并对水闸进行观测。

（1）水闸观测内容。一般性观测包括水面、流量、垂直位移、水平位移、扬压力、闸下流态、冲刷、淤积等。专门性观测主要包括永久缝、结构应力、地基反力、墙后土压力、水质、泥沙、冰凌等。

（2）水闸观测项目和测次见表1。

表1 水闸观测项目与测次统计表

注：1.*为应说项目，o为可选项目，具体观测项目可根据工程具体情况说定。2.表中测次均系正常下人工测读的最低要求。特殊时期(如洪水、地雾、风暴潮等)增加测次，自动观测可根据需要适当加密测次。3.水闸建成初期，测次一般取上限。性态稳定后测次可取下限。4.具有相关性的观测项目需同时进行。

4.2 混凝土工程维修

（1）因为一些撞击和腐蚀导致水闸的混凝土结构严重受损，已经影响到运行时，要进行如下的操作：对池底板实施消力和护坦，在对混凝土实施修复的同时，对垫层进行重新敷设。与此同时对翼墙部位重新做好墙后回填，及时进行排水及其反滤体。在修复混凝土结构时，要对涵洞(管)部位实施重新回填。

（2）解决混凝土结构承载力不足的问题，最有效的手段是增加断面、对连接形式进行变化、对钢板或者碳纤维布进行粘贴，达到加固补强的作用。

（3）对混凝土裂缝进行处理，必须做好周密的考察，根据裂缝的位置和周围环境，结合裂缝深度、宽度、结构的操作能力，进行合理的修补。

4.3 闸门卡阻及下游护底冲刷破坏预防及处理

按照要求通过外观检测发现损伤部。如果闸门主体部位发生严重弯折或者扭曲，按要求进行更换报废，其他的不严重情况则要抢修，保障安全运行。而一旦发现直升式钢闸门卡阻的现象，必须根据实际状况进行处理。对门槽表面混凝土进行局部清除；对滚轮轴端盖实施局部切除；对钢丝长度实施调整，达到两个吊点成一线。针对水闸底板严重倾斜形成的卡阻现象，最好的措施是纠偏。下卧式钢闸门一般利用双缸液压启动机，确保闸门的安稳运行。

4.4 完善自动化控制与调节功能

深圳市福田水闸改造采用自动化设计要求，利用水闸门构造、对启闭机的合理选择、合理控制电气设备，实现防洪蕴涵的“挡潮闸”转变为截污意义的“挡潮闸”，从而实现了工程管理的现代化。

水闸闸门的实际情况是依靠完善自动检测系统来明确，管理部门第一时间接收现场信号和重要的数据，然后根据这些信息进行判断和决策，制定科学的检测和管理措施，切实保证水闸的正常运作，同时要定期实施防腐处理。对腐蚀现象实施处理也是管理措施之一，要通过判断环境和腐蚀程度的差异，所采取的措施也有所不同。电气设备是控制自动化主要手段。自动控制系统见图1。

图1 自动控制系统图

5 结束语

切实加强水闸工程安全管理，尽快实施病险水闸除险加固，既是民生水利的重要体现，又是水利可持续发展的自身需要。对于早期建设的水闸，因建设和设计标准低、质量先天不足，耐久性较差，管理单位应加强安全巡查，及时组织安全鉴定工作，避免发生安全问题。