淮河安徽省管中小型水闸工程运维管理措施探讨

王劲松

（凤台淮河河道管理局，安徽 淮南 232100）

1 水闸工程概述

水闸系水利工程的重要组成部分，工程主要功能特点是发挥挡水、泄水作用，从而达到有效控制江河、湖泊、河道、水库蓄水位的目的。水闸配电系统指闸门启闭机动力装置及闸门启闭控制自动化信息监测、照明等提供电能控制的输变电变压器、高低压控制开关控制设备及电源装置。水闸启闭辅助装置是指保障配合启闭设备启闭闸门时开启高度及限高指示、水闸上下游水位指示等功能完整运行的监测指示、控制辅助装置。水闸现代信息化建设是将闸门启闭机电设备运行管理与5G 人工智能信息化管理融入其中，利用计算机、手机远程视频及信息指令终端高效便捷地实现水闸远程全天可视化无人值守运行管理，从而实现江河、湖泊、河道、水库管理区域内水闸调度运用控制智能信息监测、控制与人工监测、控制运行相结合。水闸运行过程会受到极端天气等外界诸多环境因素的影响，轻者影响工程正常启闭运行,严重者可能会造成严重启闭责任事故。闸门启闭装置各组件必须在正常相互配合的条件下才能正常精准高效地完成控制运行工作任务。随着计算机、人工智能技术与水闸启闭机电设备运行技术应用的相融合，水闸闸门启闭机电设备运行自动化应用场景与功能日趋成熟，提升了水闸自动化控制的运行工作效能与质量。同步实现计算机、人工智能技术对水闸的全天候全流程自动化智能化预警监测与操作，同时通过大数据云端技术实现水闸运行全过程全周期参数高效率监测分析，从而实现水闸工程智能化大数据管理。

2 水闸运行管理中常见问题分析

2.1 闸体混凝土结构老化

因管理区域内中小型水闸修建时间跨度周期长，投资建设标准、施工条件参差不齐，水闸闸体混凝土结构保护层部分偏薄，不同程度存在混凝土表观碳化与老化现象。经调查分析，主要原因分为两种:第一种为混凝土结构自身化学成分随时间推移而产生的影响，第二种情况为物理与化学同时作用产生的破坏影响。在一些水环境条件恶劣及养护不及时不到位的水闸中较为突出，主要体现在闸体混凝土结构表观碳化，混凝土内部结构钢筋与空气中有害物质产生化学反应，受空气水分及化学条件影响，混凝土内钢筋氧化锈蚀体积膨胀严重，导致混凝土保护层产生裂缝，经过反复作用，进一步导致结构混凝土剥落破坏的恶性循环。

2.2 闸门腐蚀、锈蚀、漏水、共振

现阶段沿淮区域内的中小型水闸，去除行业淘汰的铸铁闸门，行业内推广成熟应用居多的为钢闸门。钢闸门优点为材料强度、刚度及稳定性安全系数较高，制作运输安装方便易于操作；存在的主要缺点是在潮湿环境内易腐蚀与锈蚀，在闸门体钢板及门槽受到严重腐蚀与锈蚀破坏时，橡皮止水老化断裂松脱，轻者会出现闸门损毁漏水现象，重者会产生严重安全事故隐患。在汛期水闸上下游高水位差开闸泄洪时，因洞身水流湍急产生水流震动波，极易发生闸门体共振问题，此种现象易造成较大安全隐患。

2.3 启闭机械故障

中小型水闸启闭机械发生故障主要原因是工程运管安全检查不到位，日常缺乏正常必要的养护。闸门及门槽油漆防腐处理养护不及时不到位，闸门槽滑轮缺乏油脂养护，当水闸上下游高水位差闸门启闭运行时，因门槽滑轮锈蚀严重造成门槽阻力增大或门槽落入异物，或因闸门吊点重心偏离严重卡槽；启闭机滚筒或螺杆传动齿轮因日常缺乏必要的养护，咬合齿轮出现断裂掉齿错位，启闭机滚筒钢丝绳发生固定脱落、断裂等情况。

2.4 电气故障及自动化建设管理滞后

中小型水闸工程日常运行过程中，极易出现电气线路接地及防雷接地不良漏电、轴承零部件损毁等安全隐患与故障问题，极易造成人员触电伤亡、启闭机电设备无法正常运转工作。如不及时检修，启闭机电设备系统将会出现失调现象，部分机电设备虽可以运转，但其工作稳定性无法得到可靠保证，从而影响水闸正常启闭操作。现阶段安徽省管水利工程推行数字运行控制管理系统建设，中小型水闸工程自动化建设已逐步升级实施水闸水位自动监测数据、视频监控系统。目前因项目建设资金投入不足，其诸多自动化运行监管功能开发应用尚不完善，仍需要通过人工现场观测采集水位数据完成控制启闭运用操作。

2.5 闸室建筑物及附属设施工程运行损毁

闸室建筑物运行损毁主要体现为缺乏日常运行维护，建筑物内外墙渗水、屋面建筑防水年久失效，建筑门窗破损年久失修，密闭性差，轻者影响工程室内卫生装饰美观，重者影响工程建筑结构安全及电气启闭设备正常运行，存在一定安全隐患。水闸附属设施工程损毁包括工程措施损毁和非工程设施损毁。集中体现在上下游护坡、消力坎、水位自动化信息监测设施、现场视频终端、安全警示标牌及安全围网维护装置等的损毁缺失，其危害性直接影响中小型水闸工程的正常安全运行和管理秩序。

3 保障中小型水闸运维管理的有效措施

3.1 建立健全科学可行的运维管理制度

中小型水闸运维管理制度是否科学可行是保证水闸工程安全运行的基础。首先，结合中小型水闸工程运管具体情况制定科学、适用、完整的运维管理计划体系，确保工程运维工作高效有序展开。其次，建立健全工作奖惩制度，中小型水闸管理部门职责权限与管理责任人的责任要落实到位，统筹做好责任人内部分工与奖惩机制，确保中小型水闸工程运行发生故障问题时，管理责任人能第一时间发现问题、及时报告并进行有效的工作处置措施。再次，定期与不定期开展中小型水闸工程安全检查、风险排查工作，排查潜在工程设备故障问题及风险隐患，不断强化工程运维操作人员的安全风险意识，确保工程运维人员严格执行工作操作流程，按章操作管理与维护。

3.2 加强中小型水闸工程安全运维全过程监管

开展中小型水闸工程混凝土结构碳化老化通病防治，强化启闭机械与机电设备安全运维全过程监管是保证中小型水闸工程安全及减少避免启闭故障问题的主要措施。在工程安全运管及维护过程中，运维管理人员必须按照相应的安全操作规程、流程严格规范执行启闭操作及进行各项安全检查。必须及时发现处置启闭设备故障，及时报告安全隐患问题，将各项故障问题隐患消灭在萌芽状态。

结合中小型水闸运行过程中常见的故障问题，总结如下7 项安全对策：

（1）加强中小型水闸结构混凝土碳化监测检查，通过混凝土保护层补强、结构钢筋除锈防腐处理，采取科学有效的处置措施，减少延缓或杜绝中小型水闸闸体混凝土表观碳化、老化现象的发生。

（2）加强闸门运行期间安全检查与维保工作，定期与不定期开展闸门外观安全检查监测评估，加强闸门槽滑轮定期检修养护，及时规范进行闸门及门槽除锈油漆防腐处理工作，减少或延缓闸门门体及门槽腐蚀与锈蚀现象发生。

（3）加强中小型水闸工程日常安全检查及养护工作，杜绝或减少水闸启闭过程中闸门卡槽现象，定期与不定期开展启闭机械安全检查及日常维修养护工作，及时更换启闭机械设备损毁部件，避免发生二次部件损毁。

（4）加强启闭机电设备供电低压开关柜安全管理工作。定期不定期开展启闭电气设备低压开关柜的仪表盘日常运行维护检查监测，检查仪表外表是否存在电击穿损毁、烧坏现象，检查箱体内仪表引线是否存在松脱现象，检查仪表及指示灯精准度;检查开关柜二次系统控制开关接触情况，检查柜体密封性，熔断器和接地是否牢靠安全。电气设备安全检查过程中，发现设备隐患及时消除，确保水闸机电设备安全运行。

（5）加大中小型水闸自动化智能化系统建设与运维项目经费投入，强化中小型水闸自动化监测系统基础配套设施工程建设，不断提升运行网络工作稳定性及工作效能利用率。鼓励运维管理人员对自动化系统在水闸工程中应用方法的学习和分析，强化运维管理人员的技能和意识，扩大自动化系统在水闸工程中的应用范围；强化自动化系统的评估和改进，及时收集和分析系统的运行数据和效果，不断优化和完善系统的功能和性能。同时，利用人工智能技术，对中小型水闸的运行状态、水位、流量、水质等数据进行实时采集、分析和预测，实现水闸的智能监控和调控；对中小型水闸的结构、设备、安全等方面进行智能识别、检测和诊断，实现水闸的智能巡检和维护；对中小型水闸的运行数据和历史数据进行深度学习和挖掘，实现中小型水闸的智能优化和决策；对中小型水闸的运行管理过程进行智能模拟和仿真，实现中小型水闸的数字孪生和虚实融合，打造数字孪生水利工程。密切注意中小型水闸启闭电机设备日常维护与安全管理，逐步实现全过程有效运行监管，做到机电设备运行启动前对工作环境、设备电源电压、电流及相关设备进行安全检查监测；电机运行过程应事先掌握电机电源合闸操作制度和操作规范注意事项，认真开展水闸启闭电气设备模拟操作，杜绝人为因素诱发的设备操作失误故障。

（6）有效进行中小型水闸供电终端设备安全管理。结合中小型水闸供电终端变压器的实际状况，因地制宜加强变电器安全检查及日常维护检修，做好变电器油温的日常检查监测工作。

（7）加强水工建筑物及附属设施工程日常维护。定期与不定期开展水工建筑物外观质量通病排查与维护防治工作。将水工建筑物墙面渗水、屋面防水、建筑门窗破损列为日常重要管护整治工作内容。强化水闸附属设施工程日常维护工作，定期与不定期开展上下游护坡、消力坎、水位自动化信息监测设施、现场视频终端、安全警示标牌及安全围网维护装置的日常检查与维护，减少或杜绝影响中小型水闸工程安全运行管理秩序的事件发生。

3.3 加强中小型水闸运维管理人员业务技能培训

中小型水闸工程的正常运行工作需要长期稳定的运维管理人员来实现。多渠道、多层次开展业务技能培训，不断提升运维管理人员的专业技能水平，让运维管理人员充分了解掌握中小型水闸机电设备工程运行、维护及安全管理中必备的知识。同时加强运维管理人员的业务技能考核及工作制度考核，工作人员持证上岗，专业熟练操作启闭运行设备，不断提升中小型水闸工程整体管理水平；增强安全突发事件的应急处置能力，持续提升中小型水闸工程运维管理队伍的整体工作水平。

4 结束语

淮河安徽省管中小型水闸工程是安徽省沿淮防洪工程的重要组成部分，强化中小型水闸工程日常运维管理是工程正常运行的前提条件；提高工程运维管理人员业务素质水平是中小型水闸正常运行的根本保证；加强沿淮中小型水闸的科技装备及运维经费的投入是提升工程运行效率的有效途径。通过不断完善中小型水闸运维管理措施，确保工程安全稳定运行，充分发挥中小型水闸工程社会效益和经济效益