苏北运河船闸导航和靠船建筑物病害原因分析及综合防治措施

朱岱明 京杭运河江苏省交通运输厅苏北航务管理处

京杭运河苏北段（以下简称苏北运河）北起徐州蔺家坝，南至扬州六圩口，全长404公里，通航等级达到国家二级通航标准，是仅次于长江的高等级航道。全程水位落差31米，沿线设有11个航运梯级，建有30座大型船闸，其中船闸导航和靠船建筑物经多年使用，靠船面产生大面积病害，个别导航和靠船建筑物直接倒塌，严重危及船闸通航安全。本文就苏北运河船闸导航和靠船建筑物病害原因以及如何科学、综合防治提出一些思考，为以后新（改）建、修复导航和靠船建筑物及其它类似水工建筑物设计、施工、养护提供重要参考。

1.苏北运河船闸导航和靠船建筑物概况

苏北运河船闸导航和靠船建筑物主要结构形式为岸壁式结构（墩身为浆砌块石或砼重力式结构，墩间为重力式驳岸墙）、独立式墩体结构（浆砌块石或砼）两种形式。船闸导航和靠船建筑物靠船面一般会在水位变动区设置钢板（钢护木）护面或钢包角等保护措施，有少部分老旧船闸导航和靠船建筑物靠船面未在水位变动区设置保护措施。

2.苏北运河船闸导航和靠船建筑物病害特征及原因分析

苏北运河大部分船闸建造于上世纪七八十年代，经多年使用后，船闸导航和靠船建筑物靠船面在水位变动区出现严重病害，墩体钢板（钢护木）护面或钢包角焊缝处出现撕裂、翘边，部分脱落；钢筋砼墩体面层磨损严重，出现大面积露筋，局部裸露钢筋断裂，多处出现破损坑洞和凹槽；浆砌块石墩体局部块石松动、脱落，有少部分墩体直接倒塌，整体技术状况堪忧，严重危及过往船舶停靠安全。现将病害特征主要原因分析如下：

2.1 船型变化

随着水运经济发展，苏北运河船舶通过量逐年增长，船闸实际通过能力已超出最初设计通过能力2倍多，如宿迁2号船闸年设计通过量2100万吨，而现在实际通过量已达4500万。船舶通过量爆发式增长主要受益于船型的变化和发展，八十年代和九十年初船舶平均载重150T左右，目前船舶平均载重已达2000T左右，是当初的13倍多。而苏北运河导航和靠船建筑物多年来始终沿用建闸以来的建造标准，基本未作大规模升级改造，已不适应船舶大型化发展趋势，无法满足当前使用要求，也势必会造成船闸导航和靠船建筑物的病害加剧。

2.2 管理因素

苏北运河管理机构虽对各船闸实行了集中管理，但在船舶过闸方式上还以各船闸管理单位为主，因此出现管理力度、标准、重视程度不一，导致各船闸导航和靠船建筑物病害程度差异较大。部分船闸未能结合各自船闸导航和靠船建筑物、自然气候、水情等特点，实行差异化调度，导致船舶在进出闸过程中，因恶劣天气、复杂水情乃至驾驶人员的业务技能不足等因素，偶有船舶操作不当，直接撞击船闸导航和靠船建筑物，产生“致命伤”；也有少部分船舶在待闸停靠时依靠带缆导航和靠船建筑物系船设施进行减速，产生“疲劳伤”。

2.3 设计因素

苏北运河船闸导航和靠船建筑物系船闸附属设施，投资额占总体投资比较小，设计人员未能在思想上重视一些细节设计，存在一些缺陷，主要表现在：导航和靠船建筑物靠船面钢筋砼保护层在设计时钢筋选型和布置存在缺陷；施工图中未明确架立筋或架立筋不足，钢筋间距偏大或偏小，总体刚度不足；设计超前度不够，设计标准等级较低，相比经济和船舶大型化发展趋势明显滞后；钢板（钢护木）护面或钢包角设计不够精细，锚固筋与钢板（钢护木）护面或钢包角仅点焊连接，没有增设节点板，连接强度不足；锚固筋数量不足等。

2.4 施工因素

苏北运河船闸导航及靠船建筑物有少部分在建造时存在质量把关不严，主要表现在：施工人员对砼墩体结构中钢筋保护层的重要性认识不足，未能对钢筋保护层厚度进行严格检查，保护层垫块制作质量差、厚度不一等；船闸导航和靠船建物靠船面钢板（钢护木）护面或钢包角存在焊缝未满焊、局部焊缝质量较差，未能满足设计强度；浆砌块石靠船墩墩体在砌筑时质量控制不到位，块石坐浆不饱满，砂浆强度不达标，块石表面处理较差等。

2.5 养护因素

苏北运河船闸有部分养护人员存在重建设轻养护现象，未能在精细化管理、预防型养护下功夫，主要表现在：养护人员思想重视程度不够，不能定期检查和保养，做不到早发现、早预防；保养过程中未能对钢筋砼面层露筋、钢板（钢护木）护面或钢包角焊缝处开裂等苗头性问题及时处理。

3.综合防治措施

3.1 统筹调度，建立调度规则

苏北运河沿线11个梯级30座大型船闸，由运河管理机构统一管理。运河管理机构充分利用统一管理资源优势，从顶层设计以及制度层面，加强运河沿线船舶调度管控，建立了船舶调度规则，充分保护船闸和靠船建筑物等各类设施安全。重点对苏北运河船闸和靠船建筑物全面梳理和排查，按船闸建成年代、建筑物设计等级以及结构形式进行分类，根据分类等级调度船船过闸。苏北运河基本做到2000T级以上大型船舶从分类等级高的船闸通过，2000吨级以下船舶从分类等级低的船闸通过，通过一定时期运行，实施效果较好。

3.2 统一规划，推进专项技改

苏北运河管理机构针对近年来经济发展、船型变化趋势以及船闸和导航靠船建筑物技术状况，从养护资金使用及技改制度层面进行了统一规划，稳步推进专项技术改造工作。全面普查船闸导航和靠船建筑物技术状况，组织专业技术人员及检测机构对病害情况现场检查、检测、分析，从不同维度进行科学评估，按评估结果建立船闸导航和靠船建筑物基础技术数据库，并制订分年实施计划。对列入技改计划项目，强化前期设计管理，除满足功能使用和结构安全外，重点突出建筑物的工程质量通病研究，从设计细节角度提出质量通病病害防治措施，如建筑物靠船面钢筋保护层、钢板（钢护木）护面或钢包角及系船设施的细部设计等。注重施工过程细节处理，重点对砼靠船面保护层垫块、砼密实度以及钢板（钢护木）护面或钢包角节点板施工等重点环节管理，确保施工质量。

3.3 精细管理，推行预防性养护

船闸预防性养护主要内涵是针对船闸导航和靠船建筑物等设施做出的一种主动性养护措施。根据船闸导航和靠船建筑物技术特点、工作环境、工作周期等数据模型制订设施保养周期和养护计划，应用工程措施解决病害，恢复其技术性能。苏北运河管理机构在预防性养护方面做了大量探索工作，提出了精细养护管理理念，建立了船闸综合检测评估制度，编写了《京杭运河苏北段船闸综合检测工作手册》，定期开展船闸综合检测，根据检测结果对船闸导航和靠船建筑物病害进行安全评估，并提出针对性解决措施。此外，随着大数据时代到来，对数据分析、利用已成为一项重要工作，尤其对船闸预防性养护来说，就是要建立一套科学、完备、准确的数据分析系统，对采集到的海量船闸技术数据进行分析、研判、预测，分析出船闸设施运行技术状况曲线，为船闸导航和靠船建筑物等设施预防性养护提供决策支持。苏北运河管理机构投入养护资金800多万元开发了《京杭运河苏北段养护管理信息化系统》，通过自动和人工等不同方式采集各类船闸养护数据，涵盖了船闸基础信息、船闸实时运行、养护业务工作等内容，建立苏北运河养护管理综合数据库，为全面推行预防性养护打下了扎实基础。

4.结束语

本文通过对苏北运河船闸导航和靠船建筑物病害原因分析，认为船舶大型化发展、船舶碰擦、设计标准等级低、施工及养护不到位是船闸导航和靠船建筑物靠船面病害产生的主要原因，提出从船舶统筹调度、专项技术改造及预防性养护等防治措施来降低船闸导航和靠船建筑物病害，对船闸导航和靠船建筑物病害预防及修复有重要的指导意义。