谭学龙 ,王新力 ,赵龙贵
(1.山东黄河河务局供水局,山东 济南 250011;2.滨州供水分局,山东 滨州 256600)
山东黄河现有引黄水闸63座,总设计引水流量2 423 m3/s,设计灌溉面积244万hm2。这些水闸大部分建于二十世纪八九十年代,建成最早的闫谭闸,已使用41年。大部分水闸由于使用时间长,加之设计、施工和管理存在一些问题,造成水闸不同程度地存在一些病险问题。
1)施工问题。1998年以前,山东引黄水闸建设未实行基本建设“三项制度”改革。施工管理为计划经济体制,以分级自营承包为主,实行自建自管模式。施工队伍多为山东黄河河务局及有关地(市)河务局的建筑安装队,质量监督和质量检查未能全面到位。有部分水闸存在施工中混凝土水灰比控制不严,混凝土保护层达不到设计要求;部分土方回填和土与石(土与混凝土)结合部填筑质量较差等问题。
2)管理问题。由于管理养护经费缺口较大,耗资较大的水闸病害问题不能及时进行处理,部分水闸带病运行。山东河务局自2005年起逐步对基层管理单位实行“管养分离”的体制改革,引黄闸管护经费有所增加。但对三、四类引黄闸除险加固工程所需投资则远不能满足需要,影响了防洪安全和计划引水得不到保证。
3)部分水闸发现有闸基和闸两侧渗透变形现象。水闸两侧渗透变形是水闸失稳破坏的主要形式之一。2003年秋汛时,闫谭闸发现闸后渗水,翼墙后面局部被渗水淘空。老谢寨闸下游侧墙渗水严重,上游翼墙平台沉陷严重,平台栏杆明显倾斜,下游翼墙渗水带土。黄河1996年8月洪水期间,打渔张闸下游两侧翼墙出现渗浑水现象。其他地区水闸修(改)建后大部分未经历高水位运行,虽然未发现明显的两侧渗透变形,但发现部分水闸下游有渗透变形现象,如刘庄闸、潘庄闸和打渔张闸都曾发生过闸后管涌。
4)翼墙和边墩结合处沉陷缝普遍开裂。目前,山东黄河几乎所有引黄水闸在翼墙和边墩结合处沉陷缝张开,沥青杉板局部或全部脱落,张开宽度一般为5 cm左右,有的甚至达到10 cm。
5)部分底板、涵洞洞身及铺盖出现裂缝。苏泗庄闸和潘庄闸均存在洞身裂缝。经分析认为产生裂缝原因主要有三个因素:一是地基不均匀沉陷引起洞身裂缝;二是大堤加培造成上部荷载变化产生的洞身顶板裂缝;三是混凝土老化产生裂缝。另外,曹店、麻湾等闸铺盖有裂缝。
6)部分水闸混凝土老化严重、钢筋锈蚀,有的出现顺筋裂缝。上世纪九十年代以前修建的水闸大部分存在混凝土碳化现象,年代越老碳化越严重,顺筋裂缝严重,有的钢筋外露,锈蚀明显可见。河口地区的水闸由于受地下水及海水入侵的影响,混凝土老化剥蚀较为严重。产生这种现象主要是因为我国早期对钢筋混凝土耐久性认识不足造成的,直到1997年才在《水工混凝土结构设计规范》中增加了《结构耐久性》的章节,2001年开始实施的《水闸设计规范》中增加了《使用耐久性》条文,在此之前修建的水闸钢筋混凝土保护层厚度偏小,混凝土标号偏低,水灰比偏高,抗渗标号和抗冻标号均较低。
7)水闸设计时未考虑地基土液化问题。山东黄河引黄水闸抗震设计时只考虑结构的抗震设计,未考虑闸基土液化问题,这主要是由于在当时的黄河堤防设计由于投资所限只考虑堤身的抗震性能,并未考虑堤基土的液化问题。随着标准化堤防逐步完善,堤防抗震性能提高,应不断重视并完善水闸地基土的抗液化处理。
8)止水损坏、闸门漏水现象普遍。闸门漏水问题普遍存在,有的甚至达到1~2 m3/s,主要是闸门止水损坏严重,止水老化严重甚至脱落,固定止水的螺栓锈蚀,甚至锈断,造成漏水。
9)闸门和门槽铁件锈蚀严重。闸门和门槽的铁件锈蚀严重,影响正常启闭,有时需要用千斤顶增加启闭力才能下落。几乎所有带滚轮的闸门,滚轮不能转动,启闭时增加了启闭难度。个别水闸闸门启闭设备偏心,启动时振动加剧,如闫谭闸闸门一侧摩擦闸墩,一侧滚轮不靠轨。
10)电气设备和启闭设备老化。大部分引黄水闸的机电设备老化严重,大多是上世纪产品,已超过使用年限。
从上述水闸存在的主要问题看,形势比较严峻,若黄河来大洪水,将严重影响防洪安全,亟需报废重建或加固处理。
1)继续开展水闸安全鉴定工作。2008年以来,已先后鉴定引黄水闸14座,其中:四类闸4座,三类闸10座。从安全鉴定的情况看,水闸现状不容乐观,应继续把剩余的水闸鉴定完毕,切实找出水闸存在的病险问题,对症加以处理。
2)积极争取投资,尽快把三、四类病险水闸进行除险加固。2012年开始,国家已把病险水闸除险加固列入专项规划,应加大工作力度,积极争取投资,争取尽快把已鉴定的水闸除险加固处理完毕。
3)对已进行过安全鉴定的水闸,要分类加以管护。对于鉴定为四类闸的,要按《水闸安全鉴定管理办法》需要降低标准使用或报废重建,因降低标准使用不满足黄河防洪要求的,需报废重建。对于鉴定为三类闸的要采取加固处理,对于短时内不能采取除险加固措施的,要加强日常管护、观测,发现问题,及时处理。
水闸的除险加固处理要比新建闸困难得多,制约因素、工序较多,技术要求高。因此设计方案要做多方案比较论证,积极采用新技术、新工艺、新材料,严格施工与质量管理,加强监督检查,使除险加固的水闸做到技术先进、安全可靠、经济合理、方便管理而又美观耐用。