液压启闭式水闸病险问题与除险加固措施探讨

韩 飞

（临沂市水利工程保障中心，山东 临沂 276000）

十九届五中全会提出了要加强水利基础设施建设，提升水资源优化配置和水旱灾害防御能力的方针。我国修建的液压启闭式水闸工程为当地工农业生产、社会经济发展发挥了重要作用，在防洪、抗旱等工作中也发挥了不可替代的作用,但也出现了部分病险水闸，影响其功能的发挥，本文以临沂市引祊入涑节制闸工程为例，对液压启闭式水闸病险问题进行调查分析并提出了除险加固建议，为后续提升工程运行管理水平做了有益探索。

1 工程概况

临沂市引祊入涑节制闸工程属于液压启闭式水闸，工程位于涑河和引祊入涑水道交接处，工程于2007 年11 月建成运行，是一座以防洪为主，兼顾生态等综合功能的节制闸。节制闸为中型水闸，闸门为5 孔6×4.5 m 倒挂式平板钢闸门；工程由上游连接段、闸室段、下游连接段、桥头堡等组成。

工程具有双重作用、双向过水。非汛期引祊河水入涑河，开启节制闸使涑河、陷泥河、青龙河等城市内河得到水源补充，常年流水、流清水，涑河也将从单一的城市防洪河道向具有旅游、文化、商贸、景观、生态综合功能转变，形成新的滨河景观，充分体现水乡风情；汛期遇到超标准洪水，关闭节制闸，通过引祊入涑水道分涑河洪水入祊河，彻底解除涑河的洪水威胁，大大增强临沂城的防洪能力,于此同时工程还为下游灌区提供了农业灌溉用水，促进当地农作物增产增收。

2 水闸安全现状

引祊入涑节制闸工程自建成运行以来，严格按照调度运用方案，使其达到防洪、提供生态用水和灌溉的社会效益，引祊入涑节制闸工程对于临沂市整体水系的综合治理开发和水生态文明城市建设起到了关键性推动作用。但该工程已运行14 余年，一些问题也逐渐暴露出来，成为一座病险水闸。

3 液压启闭式水闸病险问题及分析

3.1 液压启闭系统不能正常工作

液压启闭系统出现的问题常表现为油缸漏油 ,运行中不正常响动以及液压缸和活塞杆受损。液压启闭机油缸漏油影响工作压力、运动速度以及工作平衡性，泄漏不仅会污染环境，还容易导致火灾，泄漏最容易发生在活塞与缸筒内孔、活塞杆与缸盖密封处，油缸漏油大都是由密封特性不好引起的，液压系统长时间运行导致沟槽拉断和螺栓剪切破坏、焊接部位破漏、甚至螺栓断裂等问题，从而引起液压回路发生漏油。液压启闭系统不正常响声主要是由于金属面的润滑油面破坏或者接触压力过高产生的摩擦声。液压缸损坏则是由于塞杆与缸盖反复摩擦生热，重载或高速的活塞运动中突然停止、缓冲作用过度或不起作用导致缸筒内孔壁拉伤、缸筒胀大和活塞杆纵向弯曲[1]。

液压启闭系统出现的问题还表现为动作不灵和纠偏系统失灵。液压启闭机动作不灵是指动作指令发出后液压启闭机不能立即动作，经短暂延时后才能动作，或时动时不动，且很不规则。对于不能动作和速度达不到规定值的问题源于液压缸泄漏过大或液压回路存在故障。节制闸液压纠偏系统失灵则是由于编码器损坏，钢丝绳出现扭转、打折和锈蚀现象，造成左右开度超差，PLC 参数设置不合理时导致纠集元件频繁工作，纠集元件过早损坏，造成纠偏系统失灵。

3.2 闸门漏水与局部锈蚀

引祊入涑节制闸周边工业、人口密集，水闸运行环境不利，受水质污染及水流冲击的影响，两处闸门防腐层脱落，出现结构腐蚀现象；止水埋件长时间处于水或潮湿环境中，止水压板螺栓、螺母锈蚀严重，导致埋件粗糙不平，两侧的P 型止水与闸槽上边缘刮切，造成止水橡皮出现磨损和老化；在泄水和漏水情况下，水中漂浮物、砂粒和石块也极易卡在止水带与轨道之间，使得漏水现象愈加严重；水中杂物在闸前淤积，门体无法下沉到位，造成闸底板漏水。

3.3 液压启闭机房分缝处漏水

引祊入涑节制闸启闭机房建成已有十余年时间，属于混凝土结构建筑物，启闭机房构造柱和框架梁开裂，分缝处发现漏水，液压启闭机房裂缝产生的原因很复杂，经过查看工程初步设计和翻阅有关资料，我们分析是由于在混凝土硬化时产生收缩，梁的上、下端配有较多纵筋，纵筋承担着较大的收缩拉力，而梁的中部纵向腰筋较少，没有足够的强度以抵抗这种拉应力，从而使混凝土受拉大于其最大抗拉强度，所以混凝土框架梁发生开裂[2]，闸门液压启闭系统在运行过程中产生的剧烈震动破坏了启闭机房混凝土结构，建筑物不均匀沉降加速了裂缝的扩大。

3.4 水闸两岸浆砌石铺盖松动、破损、勾缝脱落，混凝土铺盖出现局部裂缝、破损和侵蚀

水闸两岸铺盖常年受水流冲刷、沉降、泥沙磨损、温度应力、冻融剥蚀、混凝土碳化等因素影响，各块铺盖都存在或多或少的不密实区,下游铺盖水面以下砌石脱落，部分浆砌石护坡杂草滋生，勾缝砂浆开裂和剥蚀，沉陷裂缝明显。

3.5 闸室渗漏和碳化严重

引祊入涑节制闸闸墩、胸墙为混凝土结构，混凝土强度不强，适应地基变形能力差，受地基不均匀沉降、流水侵蚀、碳化、风化现象严重等因素的影响，裂缝过大，闸墩和岸墙的防渗性能大大降低，出现漏水现象。工作桥钢筋外漏，钢筋锈蚀严重，工作桥面碳化严重，已经严重束缚了该节制闸的安全平稳运行[3]。

3.6 观测设施缺失

安全监测是发现工程隐患的重要手段，引祊入涑节制闸工程由于建成年代久远，初步设计中无设置位移观测点，仅设置了水尺，无水位自动监测设施，无法进行水闸水平和沉降监测。

4 液压启闭式水闸除险加固措施

4.1 修复液压回路及泄漏点，更换闸门纠偏系统

液压回路发生泄漏时要及时更换密封件和受损螺栓，对焊接漏点重新进行焊接，清除液压缸内杂质。液压缸损坏时可重新镀铬，如果伤痕严重无法去除，只能选择更换缸筒及活塞杆。

对于液压启闭机不能动作的现象，要查看执行运动部件的阻力是否过大，是否有卡死或顶住其他部件的情况，油液是否能进入液压启闭机，清理油路接头，工作油压是否达到了规定值；检修滑动部件的配合是否过紧、密封摩擦力是否过大，液压启闭机出现动作不灵敏时应及时排除缸内空气，观察液压泵运转有无不规则现象，活塞杆是否变形卡死[4]。加强对闸门纠偏系统维护，更换有问题的编码器，及时清理钢丝绳上的杂物，涂抹高质量润滑油，液压启闭机纠偏系统的左右差值设置要合理，未经允许不得轻易更改设备参数值。

4.2 做好闸门漏水和闸门锈蚀的处理

引祊入涑节制闸原橡皮止水已无法满足止水要求，需立即更换，对于门体和轨道的锈蚀现象，首先对轨道进行研磨,更换所有止水压条，清除止水带与轨道间的砂粒和石块，实施闸前清淤工程，对闸门底板彻底清理，使得门体下沉到位。5 孔闸门全部进行研磨除锈喷锌，防止闸门进一步生锈。

4.3 做好液压启闭机房的维修改造

启闭机房构造柱和框架梁的裂缝较宽，可采用充填法处理，沿裂缝砼表面凿成V 形或U 形槽，使用树脂砂浆材料填充，也可以使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时，先将槽内碎片清除，必要时涂底层结合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂轮或抛光机将表面磨光，启闭机房顶漏水处需重新做防水处理。

4.4 及时修复水闸两岸受损铺盖

浆砌石铺盖出现松动破损时首先剔净缝隙，用水冲洗干净，用相同强度等级的水泥砂浆重新勾缝并洒水养护；混凝土铺盖出现破损和侵蚀时采用回填混凝土的方法处理，必要时增加钢筋混凝土上防护层，拆除重建下游部分浆砌石护坡，护坡厚40 cm，材料采用花岗岩石料及水泥。对混凝土铺盖出现大于3 mm 的裂缝时采用水泥灌浆处理，小于3 mm 的裂缝宜选用化学灌浆处理，根据裂缝的性质、宽度和干燥情况选用甲凝、环氧树脂丙凝等材料，勾缝前石块缝隙间略微洒水湿润，采用平缝，并压实、抹平，然后覆盖草垫，洒水养护。

4.5 做好闸室的除险加固

对闸墩地基进行补强灌浆，提高地基承载能力，闸墩各部位的混凝土进行凿毛并清洗干净，表面风化或干裂的要凿除并采用快速止水沙浆摸面，灌浆处理，如果局部碳化深度大于钢筋保护层厚度或局部碳化层疏松剥落，应凿除碳化层，对锈蚀严重的钢筋进行除锈处理，并根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋，再采用高强砂浆或混凝土修补;如果碳化深度小于钢筋保护层厚度，可用优质涂料封闭，为增加钢筋的保护层厚度，加固后闸墩表面除门槽外均高于原混凝土表面1 cm[5]；岸墙出现破损面时可采用回填抗渗等级混凝土的方法，损害面积较大时采用喷射混凝土的方法[6]，岸墙出现渗漏时采用快速止水砂浆堵漏，然后进行水泥或者化学灌浆[7]。

4.6 完善工程监测设施，及时发现工程安全隐患

设立工程水平、垂直位移沉降点，配备水准仪、全站仪和自动水位计等观测仪器，做好观测点和仪器的保养与维修，发现损坏或监测不准确时及时校正、修复或更换新件，监测资料年度整编分析合理准确。

5 结语

本文分析了液压启闭式水闸所面临的病险问题,并提出了工程除险加固措施。在实际工作中要严格执行工程管理制度，积极开展水闸病险问题排查，采取切实可行的应对措施，不断积累经验，保持水闸工程安全运行，为当地经济发展那提供可靠的水利保障。