新疆博河流域病險(xiǎn)水閘類型及處理措施

戴榮富

(博樂農(nóng)五師全新勘測設(shè)計(jì)有限公司，新疆博樂833400)

新疆博河流域病險(xiǎn)水閘類型及處理措施

戴榮富

(博樂農(nóng)五師全新勘測設(shè)計(jì)有限公司，新疆博樂833400)

水閘是一種低水頭水工建筑物，具有擋水、泄水的雙重作用。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防洪、城市供水等方面作用較大。新疆博河流域有中小型水閘40余座，這些水閘主要用于農(nóng)業(yè)灌溉及小型水力發(fā)電。大多建成于1950—1970年，因當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量較差，運(yùn)行期間受種種原因的限制，沒有及時(shí)進(jìn)行安全鑒定、除險(xiǎn)加固，導(dǎo)致2/3水閘存在著各種安全隱患。文章對(duì)水閘存在的病險(xiǎn)問題進(jìn)行歸類并分析成因，提出處理措施建議。

博河流域;病險(xiǎn)水閘;類型;形成原因;處理措施

1 博河流域病險(xiǎn)水閘現(xiàn)狀

新疆博河位于新疆西緣，發(fā)源于別珍套山和阿拉套山匯河處的洪別林達(dá)坂，由西向東經(jīng)溫泉縣、博樂市注入艾比湖，全長252 km，多年平均徑流量為3.19億m3。河流洪水主要形成于季節(jié)性積雪融水型洪水和形成于低山帶的暴雨型洪水，以及兩者的混合型洪水。

博河流域內(nèi)已建大中型水閘40余座，主要承擔(dān)向下游引水灌溉、發(fā)電，防洪等作用。這些水閘大部分修建成于1950—1970年，因受修建時(shí)期經(jīng)濟(jì)條件、規(guī)程規(guī)范的限制，工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量較差。除了工程設(shè)計(jì)方面的問題外，水閘工程竣工后期的使用也存在著諸多弊端。水閘工程在使用期間，相關(guān)部門沒有擬定可靠的管理維護(hù)方案，導(dǎo)致水閘結(jié)構(gòu)性能失去了原有的可控制性，這些都不利于水資源的調(diào)度分配。另外，一些結(jié)構(gòu)性病害也引起了水閘病害率的上升，這些都會(huì)擾亂水閘正常作業(yè)的流程。

2 主要病險(xiǎn)類型及形成原因

通過對(duì)博河流域進(jìn)行調(diào)查分析，病險(xiǎn)水閘存在的病險(xiǎn)種類繁多，經(jīng)過分析整理，主要可分為以下5種類型:

2.1 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低

水閘距離現(xiàn)在年代久遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)洪水資料、規(guī)范缺乏，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不夠，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低。導(dǎo)致下泄洪水時(shí)，閘孔泄流能力不夠。

2.2 主要建筑物施工質(zhì)量較差

博河流域上的水閘大部分運(yùn)行至今已經(jīng)70余年，因?yàn)榻ㄔO(shè)時(shí)期，我國水利水電建設(shè)質(zhì)量等管理還沒形成體系，對(duì)水利水電工程認(rèn)識(shí)不到位，對(duì)建筑材料了解不夠，在勘測、設(shè)計(jì)、施工及建設(shè)管理等方面都存在一定的缺陷。水閘工程建好初期，使用時(shí)并沒有發(fā)現(xiàn)任何形式的水閘病害，經(jīng)過一段時(shí)間的輸水應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)水閘建筑開始出現(xiàn)了多種病害問題。一般情況下，水閘使用20 a左右，便會(huì)有明顯的裂縫、滲漏等病害現(xiàn)象，并且設(shè)置帶水閘結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋等逐漸暴露。水閘病害容易造成其輸水功能的局限性，擾亂了內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作的協(xié)調(diào)性。導(dǎo)致水閘存在安全隱患。

2.3 配套設(shè)施不完善

2.3.1 水閘均無閘房

早期政府致力于經(jīng)濟(jì)事業(yè)發(fā)展，對(duì)水利工程建設(shè)沒有給予足夠的重視，水閘工程建造的總質(zhì)量不合格，影響了其配套設(shè)施功能的持續(xù)發(fā)揮。從項(xiàng)目建造情況看，地方政府對(duì)于項(xiàng)目資金的輔助政策不足，水工建筑物未引用各種配套設(shè)施。水閘均沒有配置可用的閘房，這些對(duì)于水閘日常作業(yè)是很不利的。

2.3.2 所有水閘均無觀測設(shè)施

正常情況下，水閘在輸水作業(yè)期間的相關(guān)指標(biāo)會(huì)發(fā)生變化，對(duì)水閘進(jìn)行監(jiān)測是很有必要的。而過去水閘建設(shè)沒有配備專用的觀測設(shè)施，導(dǎo)致水閘內(nèi)出現(xiàn)裂縫、滲漏、水位異常時(shí)，不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)。

2.4 與農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展不相適應(yīng)

修建水閘當(dāng)時(shí)，只考慮了現(xiàn)狀灌溉面積，按照運(yùn)用渠道引水至田間，進(jìn)行地面灌溉。隨著博河灌區(qū)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，灌溉面積增加，節(jié)水灌溉面積已達(dá)到60%。水質(zhì)、水量都不能滿足灌溉要求。

2.5 年久失修，存在諸多問題

問題具體有6個(gè):

1)河勢改變，引水不利。河道運(yùn)行中，主流改變，原來的凸岸變成凹岸，引水極為不利。

2)引水口、引水渠道為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，下游存在安全隱患。引水口、引水渠道為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，運(yùn)行中北洪水沖毀，未及時(shí)維修，勉強(qiáng)運(yùn)行，對(duì)下游造成嚴(yán)重威脅。

3)閘下消能防沖設(shè)施損壞。閘下消能防沖設(shè)施損毀嚴(yán)重，不適應(yīng)設(shè)計(jì)過閘流量的要求，或閘下未設(shè)消能防沖設(shè)施，危及主體工程安全。

4)鋼閘門表面涂層早已剝落，銹跡斑斑;止水螺栓銹蝕，止水橡膠老化斷裂;閘門運(yùn)行時(shí)振動(dòng)劇烈，對(duì)閘體穩(wěn)定有影響。

5)啟閉機(jī)底部出現(xiàn)裂紋，機(jī)體銹蝕，機(jī)身固定螺栓松動(dòng)，部分零部件銹蝕變形，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生異常聲響，機(jī)輪及螺桿嚴(yán)重磨損，螺桿發(fā)生一定彎曲變形，制動(dòng)裝置磨損嚴(yán)重，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，操作過程中有時(shí)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響閘門正常啟閉。

6)機(jī)電設(shè)備嚴(yán)重老化、損壞，供電線路有漏電、斷路現(xiàn)象，電機(jī)及控制設(shè)備老化，安全保護(hù)裝置已不可靠，這使水閘運(yùn)行存在明顯的安全隱患。

3 病險(xiǎn)水閘問題處理措施

除險(xiǎn)加固是消除水閘病害、恢復(fù)水閘原有功能的重要手段。結(jié)合水閘出現(xiàn)病害的原因，提出以下處理措施建議。

3.1 做好水閘安全鑒定

水閘安全鑒定是水閘安全運(yùn)行保障體系中最基本的工作，通過安全鑒定，可以對(duì)博河流域水閘現(xiàn)實(shí)狀況有較全面客觀的認(rèn)識(shí)，根據(jù)鑒定結(jié)果，科學(xué)地安排水閘的運(yùn)行管理。鑒定過程中，若發(fā)現(xiàn)異常問題應(yīng)提前采取措施處理，防止水閘正式作業(yè)后發(fā)生各種問題。

3.2 水閘閘底及閘側(cè)滲漏處理

1)閘底滲漏處理:對(duì)于水閘上游鋪蓋破壞或閘身與鋪蓋之間水平止水破壞的可采取補(bǔ)做鋪蓋和重設(shè)水平止水的措施。水閘鋪蓋宜采用混凝土鋪蓋，對(duì)于漿砌塊石鋪蓋當(dāng)不均勻沉陷會(huì)引起漿砌裂縫漏水。為了鞏固水閘在水利工程中的擋水、泄水功能，要對(duì)水閘結(jié)構(gòu)實(shí)施必要的加固處理，這樣可以增強(qiáng)水閘設(shè)施的抗病害功能，防止?jié)B漏、沉降等病害的發(fā)生［1］。當(dāng)水閘結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)先采用防滲板對(duì)水閘進(jìn)行抗害改造。

2)閘側(cè)繞滲處理:滲漏是由于水閘承受的外力荷載增加，而引起了水工建筑結(jié)構(gòu)的滲水現(xiàn)象，若不及時(shí)處理會(huì)增加滲漏范圍，對(duì)水閘造成更大的破壞。從水閘滲漏的原因分析，造成水閘滲漏多數(shù)是由于閘墻填壓程度不足，使得閘墻體結(jié)構(gòu)留有間隙而引起的。

3.3 防沖處理

水工建筑物是調(diào)配水資源的基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)水流量運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生過大的力作用，水工建筑則會(huì)遇到相應(yīng)的沖蝕危害。為了處理水沖蝕造成的破壞作用，應(yīng)從整個(gè)水閘結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造，從根本上解決水閘沖蝕問題。例如，根據(jù)流域水量大小，調(diào)整水流動(dòng)的速率以減小水作用;適當(dāng)?shù)卣{(diào)整水閘結(jié)構(gòu)，設(shè)置過濾層對(duì)水流量進(jìn)行綜合調(diào)控。

3.4 啟閉系統(tǒng)故障處理

對(duì)于螺桿式啟閉機(jī)，由于各傳動(dòng)部件磨損的原因，時(shí)間久了以后會(huì)由于間隙過大而產(chǎn)生振動(dòng)和螺桿壓彎等現(xiàn)象，對(duì)此類異?，F(xiàn)象的處理辦法是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行大修或更新。

3.5 裂縫處理

裂縫是水閘建筑最常見的病害，造成裂縫的原因多種多樣，這就給病害處理造成了很大的難度。通常，處理裂縫需堅(jiān)持針對(duì)性原則，以水閘結(jié)構(gòu)狀態(tài)為參考擬定有效的處理方法。裂縫處理方法上，有開鑿法、填充法、修補(bǔ)法等，應(yīng)結(jié)合裂縫大小及形態(tài)適當(dāng)?shù)剡x用。

［1］阿地力·艾力.阿瓦提渠首病險(xiǎn)水閘主要問題及處理措施［J］. 黑龍江水利科技，2012，40(07):201-202.

TV698.22

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1007-7596(2014)06-0155-02

2013-12-09

戴榮富(1976-)，男，新疆博樂人，工程師，從事灌區(qū)節(jié)水灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)等工作。