分析病险水闸如何运行管理

工程概况

恩城水闸位于广东省恩平市城区，潭江干流锦江河段，于1971年10开始施工，1972年6月竣工。该水闸建筑物包括泄洪闸、船闸、河床式电站，集雨面积约为672km2，主要建筑物由泄洪闸、船闸及河床式电站组成，水闸灌溉面积1.2万亩，是一座以灌溉为主，改善恩平市区及锦江河水环境，兼顾防洪、航运、交通、供水、发电等任务的大（2）型水闸。水闸工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。枢纽建筑物的垂直水流方向宽度为208m，泄洪闸及船闸部分宽度为169m，由26孔闸室组成，其中泄洪闸占25孔闸室，船闸占1孔。水闸闸基为砂砾石层，平均厚度为5m，以下为可塑粘土层，厚度约17m，具有较高的地基承载力。水闸上游粘土铺盖长度为20m；下游出口采用底流消能型式。闸门采用钢筋混凝土平板闸门，高度为2.6m，宽度为5.8m，采用一机三闸或一机四闸启闭形式。电站布置在主河道右岸，装机容量为831kW，设计年发电量为225万kWh；船闸布置在主河道的左岸，按载重50t船只的通航能力设计。

存在问题

经鉴定，恩城水闸为三类闸，主要存在以下问题：一是防洪标准不满足要求。水闸原设计标准偏低，闸顶高程不足；水闸过流能力未能满足50年一遇洪水要求。二是上游粘土铺盖、下游海漫的抗冲刷能力不够。闸后海漫底板存在淘空、断裂、涌砂、沉陷、错位、部分掀翻等问题，损坏面积约1/3，损坏后的长度不满足要求。三是水闸消能不满足要求，主要是消能坎的高度较低、护坦厚度不足。四是闸基渗流稳定不满足要求。五是启闭机排架、工作桥面板、交通桥梁、闸门混凝土等部位，实测强度等级显示，部分达不到现行设计规范≥C20级的要求。六是启闭机排架、闸墩、闸底板等构件，混凝土的碳化深度大于保护层的厚度，导致钢筋锈蚀，部分构件出现开裂、露筋等质量问题。此外，工作桥梁和板上的裂缝多，导致钢筋锈蚀严重，工作桥的主梁配筋不满足规范要求。七是闸门采用钢筋混凝土平板闸门，碳化深度为28mm～35mm。调查发现，多处闸槽混凝土被闸门的压轮压坏，导致混凝土强度不满足要求；部分闸门的止水橡胶老化损坏，存在渗漏现象。此外，采用一机多门启闭方式，机座金属部分锈蚀、吊环锈蚀，影响基座的稳定性；且钢丝绳磨损严重。八是观测设施欠缺。水闸内无观测设施和观测资料，难以实现预警预报目标。

运行管理措施

1 、除险加固

根据鉴定结果，水闸运用指标达不到设计标准及现行规范要求，存在隐患，对此，需考虑对水闸主要建筑物进行除险加固，主要方案如下：一是闸墩加固。考虑到上游堤防的高程低，要达到城市防洪规划的50年标准还需要时间，且水闸上下游都有交通桥，桥面高程只有22.34m，故维持原水闸闸孔数，只对闸墩进行加厚处理，即原来厚度为0.9m，将其加厚至1.2m。二是修补闸底板。保持原堰顶高程不变，对于闸底板的碳化、裂缝、露筋等缺陷采用回补混凝土方法，凿除底板表面碳化的混凝土，在凿毛表面涂一层能对混凝土进行双面渗透的混凝土深层密封剂，然后回补砂浆或者常态混凝土。三是上部结构处理。结合闸墩加固方案，拆除水闸上部的启闭机工作桥并重建，加盖启闭机室。新建的启闭机室，其排架柱位于闸墩顶上方，高程为22.13m，截面尺寸为500mm×500mm，启闭机室的楼面高程为30m。当前工作桥的宽度为2.85m，改成启闭机室后，无法满足设备操作要求，对此可在边线两边各悬臂1.0m，使其宽度达到4.7m。四是闸基抗渗设计。交通桥底板与闸室底板发生不均匀沉降，且两底板间没有设置止水。对此，修复交通桥底板与水闸底板之间的结构缝，增设止水设施，促使交通桥底板参与抗渗；联合水闸上游现有的粘土铺盖，形成完整的水平抗渗体系。五是防冲加固。为了提高防冲能力，在原有基础上，将护坦加厚至0.6m，护坦顶高程提高至16.0m，消能坎加高至0.9m。海漫则从现状末端续接20m，从而延长至47.4m。六是增加安全监测。主要包括：①水位、水面线监测，采用水位标尺；②渗流压力监测，采用测压管，将其沿泄洪闸右侧岸墙布置；使用电测水位计测量测压管内的水位。③设置1条倒垂孔，监测闸室的水平位移情况。④在闸墩上设置2个垂直位移观测点，监测闸室的垂直位移情况。

2 、日常运行管理

受地方财力有限等客观因素影响，恩城水闸除险加固方案迟迟未能实施，处于带病运行状态，为降低水闸运行风险，确保水闸日常运行安全，主要采取以下措施：一是严格落实调度守则。恩城水闸日常调度原则是，枯水期维持正常蓄水位19.30m发电运行；汛期当闸上水位超过19.30m即开闸泄水，洪水期水闸随着来水量情况调整闸门开度，直至全部开启；当下游干旱需要灌溉时，水闸下放灌溉流量。二是根据《水闸技术管理规程》制定闸门控制操作规程并严格执行。开闸前，检查确认卷扬机变速箱、电机地脚螺栓及各部齐全紧固；检查确认钢丝绳符合使用要求，无断股；检查确认各部位润滑良好，闸槽无异物卡阻等。闸门开启时先开中间后两边，开度先小后大：关闸时相反，先两边后中间、开度上由大到小逐步关闭。三是增设水闸安全监测设施。加设水位标尺，观测水位变化情况，在闸墩设置2个垂直位移观测点，观测闸室垂直位移情况，布置倒垂孔1条，观测闸室水平位移情况。四是强化日常巡检。对水闸整体启闭机械、电气设备、防雷等设施每年汛前检测一次，平时按规程定期进行全面检测，备用电源需随时起动，每周交班检查，机电设备每年清扫换油，钢丝绳每年冬上油一次，对闸门止水橡胶老化损坏、启闭机吊环锈蚀、钢丝绳磨损断股等及时更换。五是制定度汛措施及抢险预案。汛期实行24小时专人轮班值守，对水闸整体运行情况进行详细观测记录，交接班时上一班人员需将已发现问题或存在隐患如实、详细地向接班人员进行交底。汛期主要抢险预案有：下游闸基发生管涌时，潜水员需明确管涌发生位置、范围，如管涌孔较小，在冒水孔周围用土袋筑成围井，井内填反滤料，以制止砂砾带出；如涌水较大，可先填碎石、块石，再填筑滤料，直至渗水流畅、无砂砾带出为止。期间需加强观察，防止管涌反复。根据安全鉴定结果，恩城水闸闸后海漫存在底板损坏情况，汛期时如若发生海漫冲毁，威胁水闸整体运行安全时，可抛填内填块石的格宾笼网箱来临时应急处置，待洪峰过后根据海漫实际受损情况进行修复施工。当水闸出现超标洪水持续冲刷，上下游翼墙等底部基土掏空，墙体超标准洪水水闸翼墙、岸墙等出现坍塌险情时，考虑到恩城水闸左右两岸為出行道路，且岸边有民居，为确保周边建筑物安全，可采用钢板桩对挡墙进行临时固定，坍塌处砂包回填来进行处置。

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