关于病险水闸成因及除险加固工程措施分析——南宁市武鸣县明秀水闸除险加固工程为例

关于病险水闸成因及除险加固工程措施分析——南宁市武鸣县明秀水闸除险加固工程为例

黄天彪

南宁市武鸣区明秀防洪管理所广西南宁

摘要：本文结合笔者多年的实践工作经验，对南宁市武鸣区明秀防洪管理所病险水闸的除险加固设计进行了分析探讨，并提出一些解决措施。

关键词：病险水闸；除险加固；措施

1工程概况

南宁市武鸣县明秀水闸工程位于武鸣县武鸣河流域西江河的下游，地处县城城区内，地理位置：东经108°26′35〞，北纬23°15′53〞。闸址以上集水面积1630km2，水库总库容为510万m3，水闸原设计洪水标准：20年一遇设计，设计洪水流量为1105m3／s，100年一遇校核，校核洪水流量1424m3／s。水闸工程应为大（2）工程，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。水闸右岸建有一座水电站，总装机500kW，水闸上游库区内电灌站总设计灌溉面积1000多亩。是一座具有防洪调洪、蓄水灌溉、改善县城生态环境、兼顾发电等综合利用的大（2）型水闸工程。

2病险水闸除险加固的必要性

2.1病险水闸是防洪抢险工作中的重大安全隐患

防洪抢险工作中，水闸起着重要的作用，水闸一旦运行失效，将给经济社会带来重大损失和不利影响。由于病险水闸存在着防洪标准偏低、结构不稳定、防冲设施损坏、渗流破坏、结构受损、金属结构机电设备老化等病险问题，使防汛抢险不能正常运行和合理调度，汛期不能按防汛调度要求适时拦蓄或排泄洪涝水，从而延误时机，影响水闸防洪排涝效益的发挥，尤其是堤防上的病险水闸，构成堤防安全运行的薄弱环节，对防洪体系的安全构成严重威胁。

2.2对病险水闸除险加固是水工建筑物结构安全的需要

明秀水闸工程于1986年3月动工兴建，1988年8月建成。2003年发现水闸上游铺盖渗漏，消力池底板淘空，由武鸣县水利局设计，在上浇注砼铺盖，下游做砼护坦，由于在施工过程中，围堰被洪水冲毁，加固未彻底，除险加固未能根除险情。由于历史、资金等原因，水闸仍然存在许多不安全的因素，严重影响水闸的正常运行。故对水闸进行除险加固也是水工建筑物结构安全的需要。

3水闸病险成因分析

2.1水闸已近或超过设计使用年限

我国现有的水闸大部分运行已达30-50年，建筑物接近使用年限，金属结构和机电设备早已超过使用年限。经长期运行，工程老化严重，其安全性及使用功能日益衰退。

2.2当时的建设技术不成熟

受当时社会经济环境的影响，一些水闸在缺少地质、水文泥沙等基础资料的条件下，采取边勘察、边设计、边施工的方式建设，甚至有些水闸的建设根本就没有进行勘察设计。另外，当时技术水平低，施工设备简陋，施工人员也不专业，技术人员的作用不能充分发挥，致使水闸建设质量先天不足，建设标准低，工程质量差。

2.3工程破损严重

早期的水闸设计没有统一标准，缺少耐久性设计、防环境污染设计和抗震设计等内容，目前，多数工程已进入老化期，建筑物、设备、设施等老化破损非常严重。同时，在长期运用过程中，由于缺乏资金，管理单位难以完成必要的维修养护，或只能进行应急处理、限额加固，水闸安全隐患得不到及时、彻底的解决，随着使用年限的增长，水闸安全隐患逐年增多加重。

2.4工程管理手段落后

长期以来，水闸基本上沿用计划经济的传统管理体制，重建设、轻管理，普遍存在权责不清、机制不活、投入不足等问题。许多水闸的管理经费不足，运行、观测设施简陋，管理手段落后，给水闸日常管理工作带来很大困难，一些水闸管理单位难以维持自身的生存与发展，水闸安全鉴定更是无从谈起。

4病险水闸除险加固的步骤

4.1工程立项

武鸣县水利局于2011年2月委托南宁水利电力设计院进行明秀水闸除险加固工程的初步设计。2011年5月区水利厅将设计报告报送水利部珠江委员会，经审查后，以珠水规技审函[2011]336号文提出了需补充的内容。设计单位于2011年6月完成了报告的重编工作，2011年6月中旬珠委在南宁市召开设计报告审查会议，并提出初步审查意见，会后设计院根据审查意见进行了修改补充完善。2011年7月广西壮族自治区发展和改革委员会以桂发改农经[2011]912号文对初步设计进行批复。批复概算投资1621.89万元。

4.2主要建设任务及设计标准

4.2.1工程设计标准

明秀水闸大址以上集水面积1630km2，水库总库容为510万m3，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）、《防洪标准》（BG50201--94）等有关规定，水闸工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。水闸原设计洪水标准为20年一遇设计，设计洪水流量为1105m3／s，相应上游水位105.90m,100年一遇校核（P=1%），校核洪水流量1424m3／s,相应上游水位107.90m。由于明秀水闸闸坝挡水高度低于15m且上下游最大水头差小于10m，垮坝洪水不出河槽，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定，采用30～50年一遇洪水设计，100～200年一遇洪水校核。本次复核计算考虑到建筑物垮坝危害小，采用标准的下限，即按30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。设计洪水流量为1070m3／s，相应上游水位105.58m,100年一遇校核（P=1%），校核洪水流量1300m3／s,相应上游水位106.95m。

4.2.2明秀水闸除险加固工程主要建设任务为

拟拆除闸室堰面薄层包壳混凝土0.5m厚，锚入Φ25钢筋2.5m，按原曲线重新浇筑C25砼；在闸室后设置护坦；拆除原启闭排架及原闸坝人行桥后重建，更换工作闸门、检修闸门、门槽轨道及启闭设施，并新建启闭机房；对两岸护坡沉陷坍塌部分进行修补，在其表面增设300mm厚C25钢筋混凝土面板；对坝基及两岸坝肩沿坝轴线全长进行帷幕灌浆处理；疏汛下游河道；完善水闸安全监测设施、水情预报系统；新建水闸管理生产业务用房等。

4.3工程主要建设内容

明秀水闸除险加固工程主要建设内容为：

沿坝轴线对闸坝段进行防渗处理，左右岸坝肩灌浆处理，闸室堰体充填灌浆处理；

拆除闸坝堰面表层混凝土，重新浇筑钢筋混凝土；

拆除重建坝顶启闭排架和人行桥，更换工作闸门、检修闸门、门槽轨道及启闭设施；

闸室后增设护坦；

水闸上下游两岸护岸挡墙加固、疏竣下游河道；

完善水闸安全监测设施、水情预报系统；

新建水闸管理生产业务用房等。

4.4注意事项

病险水闸除险加固设计中，应对工程占压、环境保护、工程管理、设计概算和经济评价进行设计。由于病险水闸除险加固是在原闸基础上进行的加固或改建，其设计的永久占地一般均相对较少或仅仅为临时占地，因此，产生的占地及移民问题也相对较少，易于处理。病险水闸除险加固中，其工程量较小，环境保护以及产生的水土流失问题也相对较小，易于解决。工程观测主要是在原观测设施基础上，对存在问题的设施进行修复或替换，不存在更多技术问题。难于处理的是经济评价，尽管工程投资、产生的效益、运行费用等相对易于计算，但实际工程产生的效益很难分摊。因此，具体每处工程设计时，应结合自身运用特点，进行合理的区分。

参考文献：

[1]加快病险小水库除险加固,努力构建安全防洪屏障[J].魏莉莉.黑龙江科技信息.2012(04)