高起林

摘 要：水閘工程具備水資源調(diào)控、防洪保安效果，可以確保水利工程運行安全與穩(wěn)定。為了規(guī)范水閘安全監(jiān)測，全面掌握水閘運行狀態(tài)，科學(xué)評估施工質(zhì)量，必須編制水閘安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，同時研究關(guān)鍵要點和要素。聯(lián)合水閘缺陷處理實力，提出水閘安全監(jiān)測的關(guān)鍵要素、監(jiān)測項目、監(jiān)測點布設(shè)等，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：水閘工程;安全監(jiān)測;技術(shù)規(guī)范;關(guān)鍵要點

水閘工程在我國的修建時間比較長，隨著水閘引水的發(fā)展，開始出現(xiàn)較多新型建閘技術(shù)和建筑材料，水閘建設(shè)工程數(shù)量也日益增加。多數(shù)工程建設(shè)規(guī)模比較小，且多應(yīng)用在灌溉引水上，很少應(yīng)用到防洪、分洪處理中。然而為了確保防洪安全、生態(tài)安全和供水安全，開始建設(shè)大量水閘工程，且每年都有新建水閘工程。水閘在水利工程體系中占據(jù)重要地位，屬于國民經(jīng)濟的重要設(shè)施，能夠有效作用于水資源優(yōu)化配置中，具備發(fā)電功能、蓄水功能、防洪功能、生態(tài)環(huán)保功能。各地區(qū)主管部門開始關(guān)注到水閘安全問題，且開展大規(guī)模除險加固工程。為了對施工質(zhì)量進(jìn)行評價，明確水閘運行狀態(tài)，在設(shè)計施工期間需要設(shè)置安全監(jiān)測儀器，全面維護水閘運行的安全性。

1、水閘安全監(jiān)測概述

現(xiàn)階段，我國水閘安全監(jiān)測技術(shù)及規(guī)范已經(jīng)比較完善，但在水閘工程設(shè)計及施工應(yīng)用中，還存在諸多問題，從而導(dǎo)致監(jiān)測項目、測點布設(shè)、設(shè)備選型無法滿足水閘安全運行需求。且安裝工藝和資料整理不明確，從而降低檢測儀器的使用效率，極易影響工程設(shè)計與施工，還會增加工程管理難度，無法起到水閘安全監(jiān)測作用。為了確保水閘設(shè)計的科學(xué)性，維護工程建設(shè)質(zhì)量，必須確保水閘安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)范化和制度化。我國水利部門在2015年下發(fā)安全監(jiān)測技術(shù)編制任務(wù)，組織人員調(diào)查水閘安全監(jiān)測現(xiàn)狀，同時研究關(guān)鍵技術(shù)要素，為安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范提供科學(xué)依據(jù)。

2、水閘安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范應(yīng)用中的問題

為了對水閘安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范實際應(yīng)用情況進(jìn)行了解，項目組對多個地區(qū)的水閘安全監(jiān)測資料進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，收集相關(guān)資料文件，并且與水閘運行管理人員進(jìn)行交流，分析梳理現(xiàn)有工程資料，因此水閘安全監(jiān)測現(xiàn)狀如下：

第一，大部分中小型水閘缺乏安全監(jiān)測設(shè)施，只有少數(shù)水閘具有水位監(jiān)測，導(dǎo)致該項現(xiàn)狀的原因主要是由于行業(yè)規(guī)范不到位，設(shè)計管理人員認(rèn)為水閘規(guī)模比較小，及時發(fā)生安全事故，也不會造成嚴(yán)重危害，所以導(dǎo)致水閘設(shè)計與加固改造時缺乏安全監(jiān)測項目。比如A水閘為大型水閘，初步設(shè)計只是設(shè)置了水位監(jiān)測、沉降監(jiān)測項目。通過調(diào)研可知，地區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，砂紙粉土覆蓋層比較厚。雖然在設(shè)計階段提出基礎(chǔ)加固措施，然而還是出現(xiàn)液化、沉降、滲透變形等問題。在后期檢驗中發(fā)現(xiàn)，水閘底板出現(xiàn)裂縫。由于安全監(jiān)測設(shè)施缺乏，因此不能及時了解水閘狀態(tài)，導(dǎo)致工程運行盲目。

第二，水閘初步設(shè)計時設(shè)置安全監(jiān)測設(shè)施，然而由于人為因素、管理體制因素，導(dǎo)致具體實施期間，將監(jiān)測體系劃入到土建工程中，從而沒有按照標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定監(jiān)測儀器，直接埋設(shè)到地下。監(jiān)理單位不注重工程監(jiān)理，導(dǎo)致儀器性能差，無法發(fā)揮出安全監(jiān)測效果。

第三，盡管部分水閘安裝安全監(jiān)測設(shè)施，并且應(yīng)用自動化遙測技術(shù)。然而由于不注重日常檢修與維護，監(jiān)測設(shè)施存在嚴(yán)重?fù)p壞問題，無法應(yīng)用到安全監(jiān)測中。此外，水閘管理機構(gòu)的技術(shù)能力低下，不注重監(jiān)測數(shù)據(jù)的整編，導(dǎo)致水閘工程運行存在安全隱患。

聯(lián)合上述工程調(diào)研，大部分水閘工程缺乏安全監(jiān)測系統(tǒng)，沒有及時整編監(jiān)測資料。為了全面了解水閘運行情況、評估施工質(zhì)量，必須編制詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范，以此確保水閘安全監(jiān)測的有序開展。

3、水閘病害特征與監(jiān)測要點

3.1水閘常見病害

通過對多個地區(qū)水閘工程進(jìn)行安全普查，了解到水閘存在的病險種類，危害水閘結(jié)構(gòu)安全的病險主要包括以下幾種：

第一，閘室和翼墻穩(wěn)定性差。該類問題多表現(xiàn)在閘室和翼墻的抗浮、抗傾、抗滑等安全系數(shù)中，且基底應(yīng)力不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。導(dǎo)致該類病險的原因主要是由于工程建設(shè)缺陷所致，存在嚴(yán)重結(jié)構(gòu)破損問題，且工程沉降超標(biāo)，從而導(dǎo)致整體承載力不足，極易引發(fā)工程破壞。

第二，消能防沖設(shè)施毀壞。該類病害主要是為閘下消能防沖設(shè)施嚴(yán)重?fù)p毀，無法滿足過閘流量要求;閘下位置沒有設(shè)置消能防沖設(shè)施，主體工程安全的危害影響非常大。導(dǎo)致該種現(xiàn)象的原因比較多，例如結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破損、基礎(chǔ)軟弱、運行管理不到位、人為破壞等。

第三，閘基和兩岸滲流破壞。導(dǎo)致該類病害的原因主要是由于滲透所致滲透變形問題，嚴(yán)重破壞涵閘。滲透破壞形式多產(chǎn)生于管涌、基礎(chǔ)掏空、流土等破壞問題。在水閘工程建設(shè)期間，沒有徹底處理閘基礎(chǔ)，閘上游河道存在嚴(yán)重淤積，導(dǎo)致原有設(shè)計條件發(fā)生變化，影響邊墩與岸墻后側(cè)填土滲透的穩(wěn)固性。此外，由于閘基晨間不均勻，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)貫穿裂縫、止水破壞等問題。在后期運行期間，反濾失效、止水老化、地基土缺陷等，都會導(dǎo)致滲流破壞問題，對涵閘安全性造成危害。同時，滲流破壞與閘室沉降不均勻、止水失效會產(chǎn)生影響作用，進(jìn)一步形成惡性循環(huán)。

3.2監(jiān)測項目和測點布設(shè)

（1）監(jiān)測項目：按照水閘特性與病害特征，水閘檢測項目涉及到閘墩和翼墻變形、閘墩傾斜、基礎(chǔ)沉降、閘基揚壓力、上下游水位、水流沖刷等。

（2）分析測點布設(shè)的合理性：為了全面了解水閘的運行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置多個監(jiān)測測點，然而測點設(shè)置數(shù)量過多，也會引發(fā)較多問題。既會增加工程投資，還會對施工進(jìn)度造成影響，加大監(jiān)測與分析任務(wù)量，增加不同監(jiān)測數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)難度。所以，水閘安全監(jiān)測規(guī)范要求，在布設(shè)監(jiān)測設(shè)備和儀器時，應(yīng)當(dāng)充分考慮到工程四級情況，全面反映出工程運行狀態(tài)，突出重點監(jiān)測部位。水閘工程安全監(jiān)測必須遵循上述原則。由于水閘具備特殊屬性，因此在布置監(jiān)測點時也會存在不同。相比于土石壩、混凝土壩來說，水閘安全監(jiān)測的差異如下：

第一，大部分水閘設(shè)置在土基上，在布設(shè)不均勻沉降測點時，應(yīng)當(dāng)選擇閘室結(jié)構(gòu)塊體四角位置、水閘兩岸結(jié)合位置、頂部結(jié)構(gòu)分縫兩側(cè)位置。

第二，對于建設(shè)在河口位置的擋潮閘，則需要采用雙向擋水形式，垂直水流與順?biāo)鞣较虻谋O(jiān)測斷面，均采用雙向布置方式。

第三，對水閘工程的地基條件比較差，則必須做好基礎(chǔ)處理。設(shè)置地基反力監(jiān)測。將監(jiān)測點沿著閘室結(jié)構(gòu)的垂直水流與順?biāo)鞣较?，分別設(shè)置監(jiān)測斷面。此外，基反力監(jiān)測必須聯(lián)合揚壓力監(jiān)測設(shè)置。

第四，如果翼墻背部存在高填土水閘，則應(yīng)當(dāng)將土壓力計設(shè)置在翼墻與填土的結(jié)合面，同時在翼墻和填土結(jié)合面的中下部位置，布置監(jiān)測點，沿著高度方向選擇布置部位。

4、結(jié)束語

綜上所述，按照水閘運行特點與受力特點，梳理相關(guān)技術(shù)資料，對水閘安全監(jiān)測實施調(diào)研，深入分析監(jiān)測項目與測點布置問題，比較分析土石壩、混凝土壩、水閘的安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范的差異性，嚴(yán)格按照水閘安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，對水閘安全監(jiān)測內(nèi)容與方法進(jìn)行規(guī)范，維護水閘工程運行安全與穩(wěn)定。

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（浙江省水利水電勘測設(shè)計院? ? 浙江? 杭州? ?310002）