徐 徐
(連云港市市區(qū)水工程管理處,江蘇 連云港 222000)
水利設(shè)施是關(guān)乎國計民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施,其安全高效運行和國民經(jīng)濟穩(wěn)定健康發(fā)展息息相關(guān)。據(jù)相關(guān)調(diào)研,絕大部分水災害的發(fā)生都和水利設(shè)施后期管理養(yǎng)護不善直接相關(guān)。水閘作為擋水和泄水建筑物,同時影響著流域內(nèi)和下游相關(guān)城鎮(zhèn)的防汛抗旱任務(wù)[1]。因此,保證水閘嚴格按照設(shè)計文件要求安全穩(wěn)定運行顯得十分重要。本文結(jié)合西南某地東豐節(jié)制閘運行后期出現(xiàn)的安全隱患,分析探究相關(guān)管理維護措施。
東豐節(jié)制閘閘室位于原址上游約170 m處,水閘共設(shè)11孔,單孔凈寬10 m,總過水凈寬110 m;攔河閘閘室段長131.08 m,閘墩、閘底板長20.00 m,閘頂高程為6.50 m;p=2.0%設(shè)計洪峰流量1030 m3/s,p=0.5%校核洪峰流量1410 m3/s。水閘樞紐工程等別為Ⅱ等,工程規(guī)模為大(2)型,水閘過流能力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、消能防沖、閘門啟閉等無法達到設(shè)計標準,工程存在嚴重安全問題;該水閘設(shè)計最大過洪流量僅為870 m3/s,亦無法達到水閘設(shè)計標準。閘頂上設(shè)有7.5 m寬交通橋、檢修橋、上游人行橋及啟閉機房等建筑物,水閘上下游布置鋪蓋、消力池、海漫和拋石防沖槽,在右岸布置水閘管理區(qū)。
東豐水閘運行多年,過閘流量、消能防沖標準等均無法達到設(shè)計標準。經(jīng)過深入的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)主要原因是設(shè)計標準低,管理制度不健全等,體現(xiàn)在如下幾個方面。
閘門因建設(shè)年代久遠,啟閉機等結(jié)構(gòu)部件長期暴露在空氣中出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象;部分構(gòu)件破損嚴重,螺桿出現(xiàn)彎曲,造成啟閉機已無法正常運行,嚴重影響了閘門的開啟。在汛期水位高漲時存在無法及時下泄洪峰流量的隱患。
滾輪是協(xié)助閘門在門槽內(nèi)滑移的構(gòu)件,長期浸泡在水面線以下或處在陰暗潮濕的門槽內(nèi),極易出現(xiàn)銹蝕卡阻現(xiàn)象。通常情況下,塵土以及泥沙摻入滾輪內(nèi)部空隙,缺乏保養(yǎng)維護和密封措施,使?jié)L輪難以轉(zhuǎn)動。強制開啟啟閉機提升閘門時滾輪和門槽之間的滾動摩擦轉(zhuǎn)變成滑動摩擦,極大地增加了啟閉機的功率負擔。這些問題極易導致門體抖動,損壞閘門、啟閉機和門槽。
在混凝土結(jié)構(gòu)占絕大部分的閘室內(nèi),長期承擔較重荷載以及缺乏養(yǎng)護,鋼筋混凝土表皮出現(xiàn)風化脫落,某些部位因為配筋數(shù)量不足,構(gòu)造筋布置不合理等出現(xiàn)應力裂縫,在浸水和潮濕環(huán)境下加劇了混凝土部件的侵蝕危害。
東豐水閘于上世紀70年代設(shè)計,年代久遠,設(shè)計標準偏低,同時受到施工技術(shù)、材料和器械的限制導致施工質(zhì)量無法滿足水閘長期高負荷運行。歷經(jīng)數(shù)次洪水造成下游河道下切嚴重,消能防沖設(shè)施損毀,最大過閘流量均不能滿足設(shè)計標準要求,水閘的安全可靠性能大幅度降低。
東豐節(jié)制閘所在河道頻繁開發(fā),水流量較大,沿途沖刷嚴重,造成河流大量攜沙以至閘門前淤積嚴重,影響到閘門的正常開啟,同時降低了其防洪效能。調(diào)查發(fā)現(xiàn),淤積物以黏土和生活垃圾為主,泥沙淤積后產(chǎn)生的粘滯力和土壓力嚴重擠壓閘門的滑軌路徑,可能導致閘門面板和導軌變形,造成閘門永久性的失靈,在洪峰來臨時將導致不可挽回的損失。
目前,我國的水利工程建設(shè)普遍存在“重建設(shè),輕管理”現(xiàn)象。相關(guān)單位對水閘的建后維修管理重視不足。盡管東豐節(jié)制閘有專門的管理機構(gòu),但是對水閘的養(yǎng)護投入人手不足,管理人員的技術(shù)水平和素質(zhì)偏低,導致水閘頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問題。
水閘出現(xiàn)損壞以及無法運行,可分為自然因素和人為因素。自然因素包括洪水、泥沙以及空氣潮濕等;人為因素包括人員素質(zhì)和管理制度兩方面。自然因素是無法直接受控的,但是可以采取相關(guān)措施及時修正彌補損失;而人為因素是可以通過管理、培訓,完善制度等措施改進的。
明確管理人員的職責,可確保水閘的日常檢查巡視工作順利推進。管理人員主要完成的工作內(nèi)容包括:①及時檢查水閘的工作狀況,收集整理相關(guān)資料,及時了解當?shù)厮楹蜌庀笠?guī)律,為水閘的科學管理準備好資料。②對水閘出現(xiàn)的任何異常狀況時刻保持警覺性。聘請高素質(zhì)的水利人才,全面負責水閘的運行維護,要求具有專業(yè)知識技能,熟悉水閘各部件運行方式及保養(yǎng)方法。同時,注重工作人員的崗前培訓,要求充分掌握和理解專業(yè)知識,能夠高效地完成檢查工作。③注重收集保存水閘的規(guī)劃設(shè)計文件,深入研究設(shè)計思路,尤其涉及水閘后期運行方式的控制理念。充分熟悉水閘各部件構(gòu)造及需要注意的隱患點。④落實安全責任制,按照“誰帶班,誰負責”的原則壓實相關(guān)責任,確保管理人員能夠能夠認真負責地進行巡視和檢測。同時積極完善考核與評估機制,加強對管理人員的行為約束和組織領(lǐng)導,提高工作效率。
水閘的養(yǎng)護管理離不開充足的資金支持。管理機構(gòu)應結(jié)合所轄水利設(shè)施使用年限,現(xiàn)狀以及水文情勢預報等按需每年向上級水行政主管部門報送預算,相應費用由轄區(qū)財政承擔。堅持??顚S?,常態(tài)維修和專項維修相結(jié)合的使用方式。常態(tài)維修即在巡視檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題進行及時處理,如修補閘墩,混凝土脫落,更換損壞的金屬部件等。專項維修:針對構(gòu)造復雜,技術(shù)含量較高的相關(guān)結(jié)構(gòu)進行專項維修,如工作橋,啟閉機、閘墩的開裂及不均勻沉降等。專項維修應視部件的損壞程度合理確定維修時段,評估維修所需資金量和對水閘正常運行的影響程度。
結(jié)合水閘的具體情況,對管理模式進行改革創(chuàng)新,以便更好地適應新時期水利設(shè)施的管理養(yǎng)護需求。從長效管理養(yǎng)護方面出發(fā),包括設(shè)施養(yǎng)護、日常運行和設(shè)施維修等三個方面的內(nèi)容。設(shè)施養(yǎng)護維修的頻率應該按照規(guī)范進行[2][3]。同時完善體制來保證相應的執(zhí)行力。
土工建筑物作為施工期澆筑完建的永久性設(shè)施,隨著水利設(shè)施的長期運行,出現(xiàn)老化、剝落和侵蝕等現(xiàn)象。東豐節(jié)制閘由于經(jīng)歷了超標準洪水,造成防沖槽損毀、翼墻后填土塌陷等問題。針對此現(xiàn)象,應及時重新澆筑,對受損部位展開修復以保證工程的安全穩(wěn)定。
閘門啟閉設(shè)施包括啟閉機,傳動軸,滾輪和門槽等[4]。而養(yǎng)護工作主要集中在傳動部件,如齒輪、滾珠、變速箱、以及制動部件。針對傳動部件通常出現(xiàn)卡阻、銹蝕和變形等故障,應定期進行清潔和保養(yǎng),做好密封措施;更換損壞部件,涂刷保養(yǎng)漆面以防止銹蝕。螺桿等部件應定期進行校正和校直工作。
鋼閘門經(jīng)常浸泡在水體中,閘門附近水體表面漂浮著雜物,富營養(yǎng)化影響閘門表面,門槽內(nèi)會滋生水生物和藻類[5]。應經(jīng)常清理,防止污物會嚴重腐蝕閘門構(gòu)件,防止傳動構(gòu)件的正常運行。
(1)水利設(shè)施的養(yǎng)護和管理是工程整個壽命周期內(nèi)發(fā)揮設(shè)計作用的必要條件,相關(guān)管理部門必須從思想認知層面高度重視,杜絕“重建設(shè),輕管理”現(xiàn)象。
(2)科學制定水閘的養(yǎng)護管理方案,按照相應標準定期開展維護保養(yǎng),對水閘的運行狀況具有明顯的促進作用。
(3)我國幅員遼闊,水利設(shè)施星河遍布。本文通過東豐閘出現(xiàn)的典型病害,從自然因素和人為因素分析了病害出現(xiàn)的原因,全面探析了維護保養(yǎng)措施,對其他水利工程亦有重要的借鑒意義。