阜宁腰闸病险工程成因及处置措施分析

严凯，高民望，陈剑，项德银

（江苏省灌溉总渠管理处，江苏 淮安 223200）

水闸在我国生产生活中起着举足轻重的作用，不仅为城市和工农业生产供应着无穷无尽的水资源，而且在防洪、排涝中扮演着重要角色。随着社会发展水平的逐步提高，工程的安全和稳定运行成为必需。由于国内大多数的水闸都是在20世纪中期才建成的，在技术和经费等诸多因素的制约下，容易出现许多水闸质量或者管理上的问题，这些问题不仅会对工程的日常运行管理造成一定的负面作用，还会对工程安全造成很大的隐患。

阜宁腰闸位于阜宁县境内陈集镇闸东村与芦蒲镇范荡村交界的苏北灌溉总渠上，是总渠上继洪泽高良涧闸、淮安运东闸之后的第三级水工节制闸，2级建筑物，设计抗震烈度为6度。该闸始建于1956年12月，建成于1957年5月。因原闸址处为粉质黏土地基，土质较松软，建闸时换用沙土地基。

闸身为轻型框架矩形箱式涵洞结构，两侧各设三节空箱岸墙，靠近闸身的两侧第一节空箱岸墙内各设2台容量为125kW的立式水轮发电机组。闸身分7块底板，底板长18.0m，三孔一联，共21孔，每孔净宽米，设计流量为800m3/s。闸门为平面直升钢质门式，分上下扉门，其中下扉门用于控制涵洞过流，上扉门兼作胸墙，在行特大洪水时开启使用，用于控制洞顶过流。下扉门配21台QP-1×160kN卷扬式启闭机，上扉门启闭较少，采用5t电动葫芦起吊。

阜宁腰闸已建成使用65年，工程质量变差、沉降量大、老化严重，虽经多次加固，仍存在较大安全隐患。根据《水闸安全评价导则》（SL214-2015）5.0.3条规定，评定防洪标准为A，工程质量、渗流安全、结构安全、金属结构和电气设备等均为C，综合评定阜宁腰闸工程安全类别为4类闸。

1 病险水闸的成因分析

（1）历史原因。由于工程建设时施工技术和施工水平有限、施工技术水平较低、施工技术人员对水患的了解不够、施工水闸用的原材料质量不达标、施工方法落后等多种因素造成了许多水闸的“三边”施工，既要勘测又要设计，又要进行施工，造成了施工水平较低、防洪水平较低、无法适应现场需要。

（2）自然原因。由于淤积、地震、洪水、海啸等自然条件，会对水闸的结构产生不同的损伤，从而导致水闸的表层出现裂缝，除此之外，人为的非理性活动对水体环境的破坏，也会对水闸的构造产生负面的作用，加速水闸的老化。

（3）技术原因。因为建造年代太过久远，建筑的强度、抗冲击能力、防洪标准以及总体的稳定程度都无法满足目前的需要。在建造水闸前，必须进行大规模的测量，采集大量的水文数据，精确地进行洪水的预测，以决定水闸的设计标准。但由于当时的技术和经济状况，没有做好充分的前期工作，导致水闸的总体设计水平较差，远远没有达到防洪要求。

（4）管理原因。水闸管理人员专业技能不足，管理制度不完善、管理经费短缺、维护费用投入不足，导致部分大中型病险水闸的安全性和耐久性下降，少数水闸处于失修状态。设备配置的问题的处理。目前，在许多水闸工程中，因维修保养不到位，造成了一些设备不能正常工作，致使水闸的功能不能完全的被利用。

（5）水闸防洪标准偏低。由于项目建设初期没有搜集到足够的水文资料，技术标准不统一，致使闸门高程不够，泄洪能力不强，致使洪水标准较差。其次，建筑结构设计的地震等级较低。在河流、海滩、沙滩上、以及在内陆的砂岩地层中，都极有可能发生地震液化，这意味着由于地震造成了缺乏稳定的岩石或疏松的沙子，从而引发了一系列的液化问题，从而使基础渐渐变得柔软，工程沉降较大。

（6）水闸的构造有问题。其原因有：工程整体稳定性差，在水闸工程中，因未做好相关的设计，造成水闸和翼墙体的抗滑性不足，产生不均衡的沉陷，最后不能承受较大的压力，严重时会对水闸的整体稳定性产生不利的影响，造成各类安全事件。水闸结构的陈旧问题。在水闸施工中，因施工工艺的限制，选用的原材料质量和数量都不够，致使工程出现碳化、开裂等问题，影响工程安全。

2 主要存在问题及控制运用方案

2.1 主要存在问题

（1）水闸地基土质差，建闸时采用换砂基础，目前闸室及岸墙底板沉降量过大，底板沉降量整体呈两侧大中间小，上游大下游小的拱形态势，不均匀沉降量大。

（2）工程砼结构裂缝、破损、露筋、碳化等情况严重；洞身顶出现数条裂缝；闸墩填料缺失、有漏水现象；闸墩联系梁部分损坏，排架钢筋有锈胀现象，下扉门横撑大面积破损露筋；水下检查消力池破损严重；上下游砼护坡裂缝较多，局部破损。检测砼抗压强度、保护层厚度大部分不满足规范要求。

（3）闸门在上游水位较高时，下扉门大多关不到底，普遍存在漏水现象。

（4）启闭机机架表面油漆剥落，有漏油现象。电气设备性能较差，不能满足安全运行的要求。

（5）上游护坦防渗结构单薄、局部破损，存在较大安全隐患；闸底板最上配筋率不满足现行规范要求。

2.2 控制运用要求

（1）腰闸上游最高洪水位不超过7.8m。

（2）任何水位组合下，流量均应控制不超过800m³/s。

（3）下游水位达4.5m时，方可开足下扉门；下游水位达5.5m时，才可开启上扉门。

（4）当下游水位在5.0～5.3m，闸门开高 1.5～3.0m时，泄水涵洞会发生水击现象，造成闸身振动，应适当调节闸门开度。

（5）闸门应采用对称开启方式，初次开启高度不超过0.5m；初始泄洪过程中应加强对闸下冲刷的监测。

表1 阜宁腰闸设计水位组合（流量）表

3 应急处置措施

3.1 应急措施

在工程开展加固改造前，管理单位制定应急预案，对工程存在问题采取针对性的措施，保证工程安全运行。一旦工程有突发情况时，可以紧急正确应对。管理单位应成立以主要负责人为组长的应急领导小组，并在每年汛前修订工程防汛预案、反事故预案，落实防汛、应急抢险队伍和物资。

严格执行管理处调度指令，严肃值班纪律，实行24h值班制度和汛期领导带班制度。同时，加强工程巡视检查。每天巡视1次，腰闸大流量泄洪时每天巡视2次；每周检查1次，随时掌握工程状态。

3.2 存在问题对策

（1）为及时掌握工程沉降变化情况，垂直位移观测由原来的每年1次增加到每季度1次。对于工程结构破损、露筋，砼护坡局部破损现象，利用年度养护经费进行修补，并定期进行检查，一经发现，立即修补。

（2）对于水下检查发现消力池破损严重现象，破损主要为2004年加固时丙乳砂浆层脱落，管理所将每年1次的水下检查调整为每年2次，大流量泄洪后及时进行水下检查，确保及时发现消力池破损情况有无增加。若有增加，将及时上报维修计划。对于砼结构存在其他问题，管理单位加强巡视检查，发生变化及时向管理处汇报。

（3）上游水位较高时，下扉门关不到底的现象依然存在，管理所已制作了顶压工具，遇到此种情况时，管理所领导、技术人员将在现场带班进行闸门顶压作业，处理可能出现的情况，保证闸门关闭到位。

（4）对于启闭机机架表面油漆剥落，漏油现象，管理单位每年汛前应对启闭机械进行保养。对于电气设备性能较差，不能满足安全运行的要求的现象，应每年对机电设备进行预防性试验，管理所将根据试验情况，及时更换不合格的电气仪表设备。

（5）上游护坦防渗结构单薄、局部破损，存在较大安全隐患。在2013年水下检查时发现护坦压盖剥落流失，2014年实施了维修，使用管理处筒型钢围堰进行了水下无水修补，局部及沿边处由潜水工进行水下砼修补。经历年水下检查，修补处尚完好，表面比较粗糙，其他可检查部位未发现新的压盖剥落流失现象。管理所每年2次的水下检查都会认真检查护坦压盖现状，发生问题及时上报，立项维修。同时，腰闸测压管一直在观测中，数据一旦发生突变，将及时进行分析汇报。

4 结语

阜宁腰闸自建成投运以来，充分发挥了其综合效益。它解决了运东闸至六垛闸间的用水矛盾，调节总渠水位，灌溉农田120万亩，排泄洪水，配合渠北地区分级排涝800多平方公里。另外，它还起着协调航运、服务水力发电等功能，关系着沿线群众的生活。通过工程病险原因分析、控制运用方案制定、应急处置措施实施确保了病险工程的安全运行提供了保障，为工程进一步的加固改造提供了技术支持。