探讨水闸安全监测技术规范关键要点

高起林

摘 要：水闸工程具备水资源调控、防洪保安效果，可以确保水利工程运行安全与稳定。为了规范水闸安全监测，全面掌握水闸运行状态，科学评估施工质量，必须编制水闸安全监测技术规范，同时研究关键要点和要素。联合水闸缺陷处理实力，提出水闸安全监测的关键要素、监测项目、监测点布设等，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：水闸工程;安全监测;技术规范;关键要点

水闸工程在我国的修建时间比较长，随着水闸引水的发展，开始出现较多新型建闸技术和建筑材料，水闸建设工程数量也日益增加。多数工程建设规模比较小，且多应用在灌溉引水上，很少应用到防洪、分洪处理中。然而为了确保防洪安全、生态安全和供水安全，开始建设大量水闸工程，且每年都有新建水闸工程。水闸在水利工程体系中占据重要地位，属于国民经济的重要设施，能够有效作用于水资源优化配置中，具备发电功能、蓄水功能、防洪功能、生态环保功能。各地区主管部门开始关注到水闸安全问题，且开展大规模除险加固工程。为了对施工质量进行评价，明确水闸运行状态，在设计施工期间需要设置安全监测仪器，全面维护水闸运行的安全性。

1、水闸安全监测概述

现阶段，我国水闸安全监测技术及规范已经比较完善，但在水闸工程设计及施工应用中，还存在诸多问题，从而导致监测项目、测点布设、设备选型无法满足水闸安全运行需求。且安装工艺和资料整理不明确，从而降低检测仪器的使用效率，极易影响工程设计与施工，还会增加工程管理难度，无法起到水闸安全监测作用。为了确保水闸设计的科学性，维护工程建设质量，必须确保水闸安全监测系统建设的规范化和制度化。我国水利部门在2015年下发安全监测技术编制任务，组织人员调查水闸安全监测现状，同时研究关键技术要素，为安全监测技术规范提供科学依据。

2、水闸安全监测技术规范应用中的问题

为了对水闸安全监测技术规范实际应用情况进行了解，项目组对多个地区的水闸安全监测资料进行现场调研，收集相关资料文件，并且与水闸运行管理人员进行交流，分析梳理现有工程资料，因此水闸安全监测现状如下：

第一，大部分中小型水闸缺乏安全监测设施，只有少数水闸具有水位监测，导致该项现状的原因主要是由于行业规范不到位，设计管理人员认为水闸规模比较小，及时发生安全事故，也不会造成严重危害，所以导致水闸设计与加固改造时缺乏安全监测项目。比如A水闸为大型水闸，初步设计只是设置了水位监测、沉降监测项目。通过调研可知，地区水文地质条件复杂，砂纸粉土覆盖层比较厚。虽然在设计阶段提出基础加固措施，然而还是出现液化、沉降、渗透变形等问题。在后期检验中发现，水闸底板出现裂缝。由于安全监测设施缺乏，因此不能及时了解水闸状态，导致工程运行盲目。

第二，水闸初步设计时设置安全监测设施，然而由于人为因素、管理体制因素，导致具体实施期间，将监测体系划入到土建工程中，从而没有按照标准标定监测仪器，直接埋设到地下。监理单位不注重工程监理，导致仪器性能差，无法发挥出安全监测效果。

第三，尽管部分水闸安装安全监测设施，并且应用自动化遥测技术。然而由于不注重日常检修与维护，监测设施存在严重损坏问题，无法应用到安全监测中。此外，水闸管理机构的技术能力低下，不注重监测数据的整编，导致水闸工程运行存在安全隐患。

联合上述工程调研，大部分水闸工程缺乏安全监测系统，没有及时整编监测资料。为了全面了解水闸运行情况、评估施工质量，必须编制详细的技术规范，以此确保水闸安全监测的有序开展。

3、水闸病害特征与监测要点

3.1水闸常见病害

通过对多个地区水闸工程进行安全普查，了解到水闸存在的病险种类，危害水闸结构安全的病险主要包括以下几种：

第一，闸室和翼墙稳定性差。该类问题多表现在闸室和翼墙的抗浮、抗倾、抗滑等安全系数中，且基底应力不满足标准要求。导致该类病险的原因主要是由于工程建设缺陷所致，存在严重结构破损问题，且工程沉降超标，从而导致整体承载力不足，极易引发工程破坏。

第二，消能防冲设施毁坏。该类病害主要是为闸下消能防冲设施严重损毁，无法满足過闸流量要求;闸下位置没有设置消能防冲设施，主体工程安全的危害影响非常大。导致该种现象的原因比较多，例如结构严重破损、基础软弱、运行管理不到位、人为破坏等。

第三，闸基和两岸渗流破坏。导致该类病害的原因主要是由于渗透所致渗透变形问题，严重破坏涵闸。渗透破坏形式多产生于管涌、基础掏空、流土等破坏问题。在水闸工程建设期间，没有彻底处理闸基础，闸上游河道存在严重淤积，导致原有设计条件发生变化，影响边墩与岸墙后侧填土渗透的稳固性。此外，由于闸基晨间不均匀，出现结构贯穿裂缝、止水破坏等问题。在后期运行期间，反滤失效、止水老化、地基土缺陷等，都会导致渗流破坏问题，对涵闸安全性造成危害。同时，渗流破坏与闸室沉降不均匀、止水失效会产生影响作用，进一步形成恶性循环。

3.2监测项目和测点布设

（1）监测项目：按照水闸特性与病害特征，水闸检测项目涉及到闸墩和翼墙变形、闸墩倾斜、基础沉降、闸基扬压力、上下游水位、水流冲刷等。

（2）分析测点布设的合理性：为了全面了解水闸的运行状态，应当设置多个监测测点，然而测点设置数量过多，也会引发较多问题。既会增加工程投资，还会对施工进度造成影响，加大监测与分析任务量，增加不同监测数据的协调难度。所以，水闸安全监测规范要求，在布设监测设备和仪器时，应当充分考虑到工程四级情况，全面反映出工程运行状态，突出重点监测部位。水闸工程安全监测必须遵循上述原则。由于水闸具备特殊属性，因此在布置监测点时也会存在不同。相比于土石坝、混凝土坝来说，水闸安全监测的差异如下：

第一，大部分水闸设置在土基上，在布设不均匀沉降测点时，应当选择闸室结构块体四角位置、水闸两岸结合位置、顶部结构分缝两侧位置。

第二，对于建设在河口位置的挡潮闸，则需要采用双向挡水形式，垂直水流与顺水流方向的监测断面，均采用双向布置方式。

第三，对水闸工程的地基条件比较差，则必须做好基础处理。设置地基反力监测。将监测点沿着闸室结构的垂直水流与顺水流方向，分别设置监测断面。此外，基反力监测必须联合扬压力监测设置。

第四，如果翼墙背部存在高填土水闸，则应当将土压力计设置在翼墙与填土的结合面，同时在翼墙和填土结合面的中下部位置，布置监测点，沿着高度方向选择布置部位。

4、结束语

综上所述，按照水闸运行特点与受力特点，梳理相关技术资料，对水闸安全监测实施调研，深入分析监测项目与测点布置问题，比较分析土石坝、混凝土坝、水闸的安全监测技术规范的差异性，严格按照水闸安全监测技术规范，对水闸安全监测内容与方法进行规范，维护水闸工程运行安全与稳定。

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（浙江省水利水电勘测设计院    浙江  杭州   310002）