河南省许昌市襄城县军张闸工程现状调查分析

□杨欢喜（襄城县水利局）

1 基本情况

1.1 工程概况

运粮河又名金水河，发源于王洛镇冯庄村，流经颍阳镇、双庙乡、范湖乡，干系河沿东北汇入吴工渠，河道全长40 km，流域面积156 km2。上游接近土丘，中、下游为平原及洼坡地，河道排涝防洪能力均很低。河道坡降：上游1/400～1/1000,中、下游1/1000～1/2000，地下水位变化在1～4m间。

军张闸系直升式常规闸门。闸墩、闸室为浆砌石结构，共有5扇闸门，均为露顶式；闸墩边墩2个，中墩4个，每孔净宽3m；闸门为钢筋混凝土结构，曲面薄壳型（3m×4.50m），配5台（5T手电两用）固定式螺杆启闭机。上下游翼墙均为开敞式浆砌石结构。上游基础有3m范围，30 cm厚的粘土铺盖，底板基座为整体式混凝土底板，下游消力池采用突槛式消力池，消力池长为5m，消力高度为20 cm。

军张闸建于1979年9月，建成后，工程灌溉、补源和除涝效益得到了充分的发挥，交通桥原设计标准为生产桥，标准为汽-6级，桥宽4m。

军张闸管理房同该闸一起建设，20世纪70年代的建筑，为砖墙平房，建筑面积120m2,由于年久失修，管理房墙皮脱落，墙体裂缝，部分已经坍塌，严重损坏已不能正常使用。

1.2 工程设计与施工情况

1.2.1 建筑物级别

根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》和《水闸设计规范》相关规定，军张闸属中型水闸，建筑物等级为4级。

1.2.2 设计标准

军张闸原设计防洪标准为10年一遇，流量为156m3/s，公路原设计标准为汽-6级。

1.2.3 水文气象

军张水闸位于许昌市襄城县运粮河军张村附近，为山区向丘陵过渡区，地势较为平坦。该闸区属北暖温带季风气候区，热量资源丰富，雨量充沛，光照充足，无霜期长。因属大陆性季风气候，多旱、涝、风、雹等气象灾害。四季气候总体特征是：春季干旱多风沙，夏季炎热雨集中，秋季晴和气爽日照长，冬季寒冷少雨雪。四季时间长短基本相同，春、秋两季各2个月，夏季不足4个月，冬季长达4个多月。多年平均降雨量670.50mm，汛期6-9月降雨量约占全年的65%～71%，年际分配不均匀，最大年降雨量1050mm，最小年降雨量440mm左右，最多年降雨量是多年平均降雨量的1.70倍；多年平均气温14.50℃，年极端最高气温41.60℃，极端最低气温-13.00℃，多年平均风速2.50m/s，多年平均水面蒸发量1724.00mm，无霜期217.50 d，年日照2410 h。

1.2.4 地质情况

根据工程地质钻探资料，军张闸闸底板高程为65.05m，地基共分为3层，第一层为混粉土，第二层为含粉土粘土，第三层为粘土，限于当时勘测水平，地基土的力学指标不清。

1.2.5 工程施工情况

军张闸建于1979年，由于施工队不够专业，混凝土及砌石施工时没有做水泥砂浆配合比试验及混凝土配合比试验，存在问题有：闸底板可能出现裂缝，导致上部浆砌石中墩、边墩整体失稳，倾斜；工程管理设施不足；浆砌石工艺不专业，边墩、中墩均出现长短不一的通缝，上游墙砌石翼墙存在贯穿型通缝。

1.2.6 建成维护情况

军张闸建成后缺乏相应的维护手段，管理房长久无人看管，闸门及启闭设备损坏严重，现5台启闭设备螺栓锈蚀严重，混凝土闸门碳化严重，并出现露筋现象。

2 技术管理情况

军张闸由襄城县水利局管理，未设专门管理机构，从建成起未对其进行系统的观测及除险加固，严重缺乏管理及维护手段。

3 工程安全状态分析

3.1 土石方工程

一是上、下游浆砌石护岸大部分砌筑、勾缝砂浆脱落，下游部分护坡坍塌，有空洞;二是上、下游浆砌石翼墙存在不同程度的裂缝,上游有两道贯穿性裂缝;三是上、下游淤积严重。

产生上述问题的主要原因是：一是20世纪70年代施工时无专业的浆砌石施工队伍，没有按规范施工；二是采用的水泥、砂石未经过严格的鉴定，达不到规范要求的材料品质；三是砌筑时间太久、砌筑、勾缝砂浆碳化比较严重，大部分没有粘附力，造成脱落；四是翼墙回填不密实。

3.2 混凝土结构

一是闸底板发现裂缝;二是闸门混凝土碳化严重，出现露筋、锈蚀现象;三是伸缩缝止水材料老化失效。

产生上述问题的原因主要是建筑物运行时间太长，混凝土表面碳化，风雨剥蚀等原因造成。

3.3 观测设施

一是没有建立位移测点，现有水准点由于环境变化、转移、交接误差，精度不够;二是没有水文观测设施;三是没有水位观测井，水位观测靠眼力，设施简陋误差大。

3.4 金属结构

一是军张闸为曲面薄壳闸门，自重10T，净宽3m，高4.50m,闸门自建成投入运行以来，没有进行过维护，侧底止水压板铁生锈，螺丝锈蚀;二是无检修闸门及检修启闭设备;三是启闭机为螺杆式。

存在问题是:启闭机制动器磨损严重；控制箱老化失灵。螺杆锈蚀在启闭机箱中，已经无法正常使用。

3.5 电器设备

3.5.1 供电线路

军张闸送输线路于1979年建成，全长1.60 km，线杆为水泥杆，35 cm2裸线，380 V。主要问题：现已全部报废，失去正常使用价值。

3.5.2 电器设备

配电盘1979年自行装配，共5组，问题：简陋，无防护设施，现已全部损坏。

无紧急发电设备、避雷设备，照明设备已经完全损坏，不能满足要求。

4 结论与建议

4.1 结论

军张闸自1979年9月建成以来已经运行30年，随着时间的推移，各种条件均发生了相应的变化，再加上当时建闸时的设计标准和施工水平受限，闸门的局部以及配套设施存在不同程度的安全隐患，5扇闸门损毁3扇，剩下2扇设施也老化严重，目前已经是淘汰的设备。

从现场调查分析，工程主要存在以下问题：

一是军张闸使用年限已久，工程设施老化，护坡砌石脱落，翼墙部分坍塌，消力池、护底均有损坏。二是军张闸闸底板可能有裂缝，导致闸整体失稳，边墩和中墩倾斜严重，左岸边墩已经趋于坍塌。三是军张闸下游浆砌石翼墙冲刷严重，砂浆碳化、脱落严重，块石脱落，有空洞。四是启闭机损毁严重。五是启闭机工作梁碳化严重，露筋、剥蚀现象严重。六是管理房属于危房。七是交通桥原设计标准汽-6级，已经不能满足县乡交通的需要。

4.2 建议

鉴于该闸存在以上的问题，并且运行年限已久，根据现场调查分析，该闸已经不适合正常使用，但由于该闸地理位置重要，建议将该闸进行除险加固，使其发挥应有的效益。