涵闸维修养护技术及其发展趋势探讨

秦传华

(当涂县沿江水利管理服务中心，安徽 马鞍山 243100)

0 引言

涵闸是水库、河流、运河中常见的重要水利设备之一，对调节水流、稳定水源、蓄水防洪等方面有重要意义。涵闸的运行环境较复杂，长期受水流冲刷和环境侵蚀，不仅要定期清理，还要对涵闸的各部件进行细致的检查维修，确保正常运行。由于涵闸的结构复杂，维修养护工作通常需要依靠专业的技术和设备。涵闸的维修养护工作具有一定困难，但若忽视此项工作，则可能导致涵闸性能下降，甚至导致涵闸损坏，从而影响整个工程的安全运行。传统的涵闸维修养护方法通常工作量大、效率低且难以发现潜在的问题，因此，对涵闸进行科学的维修养护是十分迫切的。随着科技的发展，一些新的涵闸维修养护技术逐步被引入，如远程监控、智能诊断、预测性维修等。

1 涵闸的基本结构

涵闸是水利工程中的重要设备，它的主要功能是调节水流，保证水源的稳定供应。涵闸的基本结构和工作原理是理解和研究涵闸的基础，也是涵闸维修养护工作的重要参考。涵闸的基本结构主要由闸门、启闭机构、导流设备等部分组成，如图1所示。

图1 涵闸的基本结构图

涵闸的操作通常包括开启闸门和关闭闸门。闸门是涵闸的主要部分，用于控制水流流量，其设计和选材直接影响涵闸的性能和使用寿命。闸门的设计通常考虑其使用环境和工作条件，如水流的速度、水压、环境温度等。闸门的材料选择通常需要考虑到材料的强度、耐腐蚀性、耐磨性等性能。闸门的形状和大小也需要根据涵闸的设计和使用需求进行选择。启闭机主要控制闸门的开启和关闭，启闭机的设计通常需要考虑到涵闸的操作需求和工作条件，如操作力度、操作速度、操作频率等。导流设备主要引导和分散水流，减少水流对涵闸的冲击和侵蚀。涵闸通过调节闸门的开启程度，控制水流的流量，以满足不同的水利需求。

2 涵闸维修养护现状及存在问题

2.1 维修养护现状

涵闸的维修养护工作对保证其正常运行至关重要。当前，涵闸的维修养护技术主要包括定期检查、清理、维修和更换等。定期检查的目的是发现和处理涵闸的各种问题。定期检查通常包括对涵闸的外观、结构、功能等进行全面检查，如检查涵闸外观是否有裂缝、破损等现象；检查涵闸结构是否稳定，是否有变形、松动等问题；检查涵闸的功能是否正常，如闸门的开启和关闭是否顺畅，导流设备是否工作正常等。定期检查可以及时发现涵闸的问题，防止问题的进一步发展，从而保证涵闸的正常运行。清理的目的是去除涵闸的污物和杂质，防止其影响涵闸的正常运行。清理通常包括对涵闸的内部、外部进行清理。如清理涵闸内部的沙石、树叶等杂质；清理涵闸外部的污垢、藻类等污物。清理可以保持涵闸的清洁，防止污物和杂质对涵闸的损害，从而保证涵闸的正常运行。维修通常包括对涵闸的各部件进行细致的检查和修复。例如，检查闸门的开启和关闭是否顺畅；检查导流设备是否正常工作，如有问题，需进行修复或更换。维修可及时修复涵闸的损坏并恢复其功能，从而保证涵闸正常运行。更换涵闸的目的是替换涵闸的老化或损坏的部件，保证其正常运行。如检查闸门的材料是否老化，需进行更换，更换可及时替换涵闸的老化或损坏的部件，保证其正常运行。

2.2 存在问题

当前的涵闸维修养护技术还存在一些问题。首先，涵闸的维修养护工作通常需要大量的人力和物力，工作量大，效率低。其次，由于涵闸的结构复杂，人工检查和维修往往难以发现所有的问题，存在一定的盲区。此外，涵闸的维修养护工作通常需要专业的技术和设备，对操作人员的技术要求高，操作难度大。因此，如何提高涵闸的维修养护效率，是当前面临的一个重要问题。随着科技的发展，一些新的涵闸维修养护技术开始应用，如远程监控、智能诊断、预测性维修等。这些技术能够提高维修养护的效率和效果，减少人工干预，降低维修成本。然而，这些新技术的应用还处于初级阶段，还需要进一步的研究和改进。

2.3 对策建议

水利闸涵控制水流量以及泄蓄水，对于工程运行至关重要。做好闸涵的检修维修，可增加其使用寿命，一定程度上节省成本，更好地促进水利事业的发展。针对闸涵维修养护，提出如下对策：①定期清理：水利工程设备在使用过程中应保持设备的整洁，这样不仅可以延长闸涵的使用寿命，还有利于维持闸涵的灵活度，管护人员要在汛期和汛后及时清理其中的枯叶、枯枝、垃圾等，以免闸涵无法正常运转。②及时防腐：由于水利工程特定的环境因素，因此闸涵在使用过程中要及时进行防腐工作，如金属喷镀、涂料联合防腐等，并且防腐周期需要根据当地水质成分而定，在实际使用过程中及时作出防腐判断，一般都在5年一防腐。③及时检修：在日常使用过程中，要及时检查闸涵的焊缝是否开裂，检查闸门上是否存在安全隐患，要形成检修周期和习惯，发现问题并及时解决问题。④定期维修：在检修过程中发现了螺栓损坏、松动，要及时更换和修理，包括其中的螺栓、螺母和连接器，定期拆解保持其灵活度和润滑度，保证闸涵能正常且顺滑的运转。⑤及时更换：对于闸涵中有使用寿命的零件，如橡皮止水等易消耗品，发现其出现硬化问题时就要及时更换和更新，以免带动其他零件出现不必要的故障。

3 发展趋势分析

3.1 先进的涵闸维修养护技术

随着科技的发展，一些先进的涵闸维修养护技术开始应用，如远程监控等能够提高维修养护的效率和效果，减少人工干预，降低维修成本。远程监控技术是一种通过网络实时监控涵闸运行状态的技术。通过安装在涵闸上的各种传感器，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器等，可以实时收集涵闸的运行数据，如水位、流量、压力、温度、湿度等，通过网络将这些数据传输到远程监控中心。在远程监控中心，可实时监控涵闸的运行状态，及时发现和处理问题。此外，通过数据分析，还可以预测涵闸的运行趋势，为维修养护决策提供依据。

智能诊断技术是一种通过计算机技术和人工智能技术，对涵闸的运行数据进行分析和处理，自动诊断涵闸的运行状态和健康状况的技术。通过对涵闸的运行数据进行深度学习，可以建立涵闸的运行模型，通过模型可以预测涵闸的运行状态和健康状况。此外，通过对涵闸的历史数据进行分析，还可发现涵闸的运行规律和问题，为涵闸的维修养护提供依据。预测性维修技术是一种通过对涵闸的运行数据进行分析和预测，提前预知涵闸的故障和损坏，提前进行维修养护的技术。通过对涵闸的运行数据进行时间序列分析，可以预测涵闸的运行趋势和故障概率。当预测到涵闸可能出现故障或损坏时，可以提前进行维修养护，防止故障的发生，从而提高涵闸的运行效率和安全性。

3.2 涵闸维修养护技术的未来前景

随着科技的发展，涵闸维修养护技术也在不断进步和发展。未来，涵闸维修养护技术的发展趋势可能主要体现在以下方面。

(1)智能化：随着人工智能技术的发展，涵闸维修养护技术将更加智能化。通过安装在涵闸上的各种传感器，可以实时收集涵闸的运行数据，如水位、流量、压力、温度、湿度等，并通过网络将这些数据传输到远程监控中心。在远程监控中心，可以实时监控涵闸的运行状态，及时发现和处理问题。此外，通过数据分析，还可以预测涵闸的运行趋势，为维修养护决策提供依据。此外，通过对涵闸的运行数据进行深度学习，可以建立涵闸的运行模型，通过模型可以预测涵闸的运行状态和健康状况。此外，通过对涵闸的历史数据进行分析，还可以发现涵闸的运行规律和问题，为涵闸的维修养护提供依据。

(2)自动化：随着自动化技术的发展，涵闸维修养护技术将更加自动化。通过自动化设备，可以自动进行涵闸的检查、清理、维修和更换等工作，大大提高了涵闸维修养护的效率，减少了人工干预，降低了维修成本。此外，通过自动化设备，还可以实现涵闸的远程操作，提高了涵闸操作的安全性和便捷性。

(3)预测性：随着数据分析技术的发展，涵闸维修养护技术将更加预测性。通过对涵闸的运行数据进行时间序列分析，可以预测涵闸的运行趋势和故障概率。当预测到涵闸可能出现故障或损坏时，可以提前进行维修养护，防止故障的发生，从而提高涵闸的运行效率和安全性。

(4)环保性：随着环保意识的提高，涵闸维修养护技术将更加环保。在涵闸的维修养护过程中，将尽量减少对环境的影响，如减少污水排放、减少噪音污染、减少能源消耗等。此外，还将尽量使用环保材料，如使用耐腐蚀、耐磨损、可回收的材料，以提高涵闸的环保性。

(5)个性化：随着信息化技术的发展，涵闸维修养护技术将更加个性化。通过对涵闸的运行数据进行分析，可以了解涵闸的运行特性和需求，从而提供个性化的维修养护方案。例如，对于运行环境恶劣、使用频率高的涵闸，可以提供更频繁、更深入的维修养护；对于运行环境良好、使用频率低的涵闸，可以提供更轻松、更简单的维修养护。这样，不仅可以提高涵闸的运行效率和安全性，还可节省维修养护的成本。

(6)网络化：随着互联网技术的发展，涵闸维修养护技术将更加网络化。通过互联网，可以实现涵闸的远程监控和远程操作，提高涵闸的运行效率和安全性。此外，通过互联网，还可以实现涵闸的信息共享和资源共享，提高涵闸的维修养护的效率和效果。

(7)标准化：随着涵闸维修养护技术的发展，涵闸维修养护的标准将更加完善。通过制定和实施涵闸维修养护的标准，可以规范涵闸的维修养护行为，提高涵闸的运行效率和安全性。此外，通过涵闸维修养护的标准，还可提高涵闸的维修养护的质量和水平。

4 结语

文章主要分析了水利工程涵闸的维修养护技术应用及发展趋势。针对当前涵闸维修养护技术的现状，探讨维修养护对策，并预测发展趋势。下一步，应建立完善水闸运行管理机制，规范开展控制运行、维修养护、防汛与安全管理等工作，积极推进管养分离，鼓励创新管护模式。同时注重提高涵闸运行管理信息化水平，加强数字化、网络化应用，推进数字孪生工程建设，充分利用现代化监测技术提升在线监管、自动化监测控制和预报预警水平，实时掌握河势水情、运行性态和变化趋势，排查存在隐患、缺陷和损坏，发现异常现象，分析原因并采取合理措施，确保涵闸正常运行和安全。