浅谈献县枢纽子牙河段工程维修及养护

贾海鹰

（河北省子牙河河务管理处，河北 衡水 053000）

献县枢纽由子牙河节制闸、子牙新河主槽进洪闸、滩地溢流堰三座建筑物组成，是子牙新河三大枢纽之一，主要任务是上承滏阳河、滏阳新河、滹沱河的来水，使洪水由子牙新河下泄，控制子牙河不再承担行洪任务[1]。枢纽于1966 年动工，1967年完工，运行五十多年来发挥了巨大的效益，但同时工程也存在很多老化的问题。

1 工程概况

献县枢纽位于献县城西北3 km，滏阳河、滏阳新河及滹沱河交汇处，枢纽以上控制流域面积45500 km2。当枢纽以上来水小于900 m3/s 时，由子牙新河主槽和子牙河相机分泄；当闸上水位高于13.5 m 时（与滩地溢流堰顶相平），子牙河节制闸下泄控制流量300 m3/s，其余水量由新河下泄；洪水位超过堰顶后，子牙新河滩地行洪，节制闸根据下游情况控泄流量。鉴于滹沱河北大堤和子牙新河左堤均为1 级提防，节制闸、进洪闸等主要建筑物级别按1 级设计，次要建筑物级别为3 级。工程等别Ⅰ等，工程规模为大（1）型，节制闸、进洪闸等主要建筑物级别1 级，次要建筑物级别为3 级。工程区地震动峰值加速度为0.1 g，基本烈度为7 度，按7 度设计烈度设防[2]。

2 工程现状分析

受施工条件影响，献县枢纽护坡工程采用干砌石护脚和混凝土预制板护坡结构，在较短的时间内完成了施工任务。根据当前工程检测信息，子牙河节制闸下游左右堤干砌石、浆砌石及上下游护坡部分出现护坡滑坡、塌陷沉降、坡脚隆起、预制板断裂等现象，这些沉降和裂缝会随着时间的延长出现进一步的发展、恶化，最终可能不能满足子牙河河道的防洪度汛要求，使得河道在较高水位下进行行洪，而洪水将会沿这些裂隙向外渗漏，对子牙河周围居民构成严重威胁[3]。

2.1 稳定性监测

献县枢纽护坡工程在建成使用多年后，受周边恶略环境影响，出现混凝土碳化，冻融以及剥落等情况，导致预制板强度降低；以及受预制板荷载轻、板间缝隙受沉降影响大等缺点，出现大面积预制板护坡断裂、坡脚隆起、坍塌滑坡等破坏现象，局部破损较严重，影响到堤防的安全及稳定性[4]。

2.2 不均匀沉降变形

由于河道工程建设条件限制，子牙河筑堤所使用的土粘粒含量较高，亲水性较强，使得工程施工中的碾压、夯实工作不理想，导致堤身土结构的密实程度不均。而且这些筑堤土颗粒之间的粘结力较小，使得土体的抗剪强度较低。因此，在工程运行期间当地下水位下降时，子牙河筑堤土颗粒间的结合水、毛细水及重力水因为外力的作用很容易析出，致使堤防上部的不均匀土体出现干缩、失陷现象，出现不规则裂缝。在长期发展下，堤防顶部会在这些剪切作用下出现不均匀沉陷裂缝，使得雨水沿裂隙较宽部位灌进，并在冲刷作用下形成漏斗被杂物充填，此时地表显现为蝶状沉陷[5]。

经上述分析可得，对子牙河枢纽工程维修及养护项目确定为节制闸闸前清淤、左右堤干砌石、浆砌石及护坡拆除重建、机架桥拆除重建、更换节制闸3 孔闸门、更换启闭系统并加建启闭机房、更换操作间电器设备；进洪闸更换启闭系统，重建启闭机房；进洪闸、节制闸闸室重新做防碳化；溢流堰重新加固。

3 工程维修及养护措施

3.1 水工建筑物

3.1.1 砌石护坡勾缝修补

将原有表面勾缝松动、脱落部分勾缝进行剔除，并把勾缝用水冲洗干净，清缝深度、宽度必须达到规范要求。在检查清缝达到要求后，分层填入砂浆，所以砂浆必须满足施工规定的强度及施工要求，勾缝密实、平整，及时压面勾边，缝的走向必须按石块边线，整体美观、大方，勾缝后及时清理表面。按规定对勾缝部位进行养护。

3.1.2 混凝土破损修补

修补混凝土冻融剥蚀，应先凿除损伤的混凝土，再回填满足抗冻要求的混凝土（砂浆）或聚合物混凝土（砂浆）。钢筋锈蚀引起的混凝土损害，应先凿除已破损的混凝土，应根据情况，采用适宜方式对钢筋进行除锈、防锈或补强处理，然后用特种砂浆或特种混凝土进行封闭处理。修复混凝土磨损，应根据磨损源不同，采用相应的高抗冲耐磨材料。混凝土空蚀修复，应首先清除造成空蚀的条件，然后对空蚀部位采用高抗空蚀材料进行修补。混凝土表面碳化应按不同的碳化深度采用相应的措施进行防碳化处理。

3.1.3 裂缝处理

混凝土出现裂缝，首先判断其成因，如成因明确应及时进行彻底处理。混凝土表面的细微裂缝、浅层裂缝及缝宽小于允许值时（一般为0.2 mm～0.3 mm），可不予处理或采用涂料封闭。缝宽大于规定值时可视具体情况，采用喷涂法、粘贴法、充填法或灌（喷）浆法等进行修补。

3.2 砌石及护坡整修

3.2.1 拆除工程

本工程的改造部分的拆除工作内容主要包括准备工作、场地清理、测量放样、机械拆除、拆除渣料挖运和堆存、拆除部位表面修整及处理、监(检)测和安全防护等工作，以及监理人指示的其它相关工作。

所有部位的拆除必须按监理人批准的施工方案和施工方法进行，防止事故发生。对缺乏安全措施的施工，监理人有权终止其施工，直到影响安全的因素排除为止，对此，不得提出诸如工程延期或赔偿额外费用等要求。

拆除轮廓时，实际拆除开挖轮廓必须符合设计图纸、文件要求或监理人现场指定的开口线、水平尺寸和高程的要求。最终拆除开挖轮廓不得欠挖。对监理人确认不满足设计图纸所规定拆除轮廓要求的部位，承包人必须按监理人的指示进行处理。

3.2.2 浆砌石

砌体石料采用质地坚硬、完整、无风化的块石，上下两面大致平整，无尖角。块径要求大于200 mm。块石的软化系数不应小于0.7。

浆砌石的基本要求是平整、稳定、密实和错缝。浆砌石应采用铺浆法，要求砂浆饱满密实。砌筑前，应将石料刷洗干净，并保持湿润。

砌筑砂浆等级依据设计要求，一般不低于M7.5，砂浆中所用砂宜采用符合混凝土工程材料质量标准的中砂或粗砂。浆砌石面层应进行缝槽清理-用水冲洗、湿润-分次向缝内主层填塞标号不低于M10 的水泥砂浆，确保勾缝密实。对于外露面应该在砌筑后的12 h～18 h 之内及时进行养护，保持湿润，养护期一般为14 d。砌石体尺寸和位置的允许偏差见表1[6]。

表1 砌石允许偏差表

3.2.3 碎石垫层

填筑碎石应新鲜、质地坚硬、粒径为0.5 cm～2 cm 且级配良好，超径颗粒含量不应大于3%，逊径颗粒含量不应大于5%，针片状颗粒含量不应大于10%。碎石垫层铺料后要进行压实，相对密实度不小于0.70，施工参数根据现场试验确定。

3.3 启闭及金属结构维护

定期清理启闭器表面，检查连接件是否牢固，向转动件注油孔加注润滑油，保持制动器灵活、可靠。定期清理钢丝绳并涂脂保护；钢丝绳两端固定部件应紧固、可靠；双吊点启闭机钢丝绳两吊轴高差超标时，应调整。钢丝绳的断丝数、直径、拉力超过允许值时，宜更换；更换时，卷筒上的缠绕预绕圈数应符合设计及相关规范要求。保持滑轮组润滑、清洁，钢丝绳卡阻、偏磨应调整。滑轮组轮缘裂纹、破伤以及滑轮槽磨损超过允许值时，应更换。机架焊缝出现裂纹、脱焊、假焊，应补焊。定期对启闭机机架（门架）、机罩进行防腐蚀处理。

3.4 机电设备维修养护

鉴于干式变压器散热性能不如油浸式变压器好，维修养护应符合下列要求：（1）定期做好清扫工作。在积尘较大的场所，干式变压器至少每半年在清扫一次以保证空气流通。对于通风道里的灰尘，应使用吸尘器或压缩空气来进行清除。如果不及时清除将影响变压器的散热，还将导致变压器绝缘降低甚至造成绝缘击穿。（2）加强通风设备的运行维护，保证变压器通风流畅。因为干式变压器一旦发生热损坏，将严重损坏内部绕组，其后果不堪设想。一般散发1 kW 损耗的热量，应该有4 m3/min 的通风量。（3）加强温度的监控。平常要加强对温控器的观察，看显示的三相温度是否平衡，某一相的温度显示值是否有突变现象。（4）积极开展去潮去湿工作，保证其干燥程度。（5）认真检查紧固件、连接件是否松动，保障干式变压器的机械强度。（6）积极开展除锈工作，防止铁芯锈蚀。（7）目前生产的干式变压器耐压水平较油浸式变压器低，因此要加强对避雷器的配置和维护检测。低压供（配）电线路维修养护应符合下列要求：更换绝缘不符合规定要求老化的低压供（配）电线路。

4 结语

结合子牙河工程的维修及养护，可以发现河道修护在水利工程建设中起着非常重要的作用，可以延长河道工程的使用寿命，保护周边人民生命财产安全。因此，在今后的河道工程维修工作中应定期检测河道工程运行情况及各种运行参数，分析当前河道工程出现的问题，发现问题及时处理，加强日常维护，促进水利工程设施良性运行，发挥其应有的作用。