淺談濟南引黃閘三類水閘安全應急措施

杜淼　華鑫

【摘 要】引黃閘工程是黃河水利工程供水、抵御洪水的重要組成部分。引黃閘的安全，則是引黃供水的基本保證。為加強水閘的安全管理，保障水閘安全運行，水閘實行定期安全鑒定制度。按照《黃河水閘技術管理辦法（試行）》規定，對鑒定為三類、四類的水閘，應采取除險加固、降低標準運用或報廢等相應處理措施，在此之前必須制定保閘安全應急措施，并限制運用，確保工程安全。本文以濟南北店子引黃閘為例，討論濟南引黃閘三類水閘的保閘安全應急措施。

【關鍵詞】引黃閘；安全鑒定；保閘安全；應急措施

水閘投入運用后每隔15-20年，應進行一次全面安全鑒定工作。濟南11座引黃水閘始建于1981年至2000年之間，設計總引水能力225m3/s，設計灌溉面積271萬畝。2012-2015年，濟南黃河有六座引黃閘進行了首次安全鑒定。鑒定為“三類”水閘的有北店子、楊莊、大王廟、土城子、葛店五座。北店子引黃閘于2012年完成了水閘安全鑒定工作。

1 北店子引黃閘工程概況

北店子引黃閘位于黃河右岸、濟南槐蔭區境內，建于1981年，相應大堤樁號8+750，1級建筑物，鋼筋混凝土箱式涵洞結構，設計防洪水位40.40m（大沽標高，下同），校核防洪水位41.40m，設計上游引水位28.90m，引水流量50.0m3/s。該閘一聯3孔，每孔凈高3.00m，凈寬2.80m，閘前粘土鋪蓋長27.00m（安全鑒定書上標注）但初步設計文件上是42.00m，涵洞段長72.00m，共分7節，閘室段長12.00m，其余各節均長10.00m。閘底板進口高程26.00m，出口高程25.89m；底板厚0.80m（安全鑒定書上標注）但初步設計文件上是1.20m，中墩厚0.90m，涵洞邊墻厚0.50m（安全鑒定書上標注）但初步設計文件上是0.65m；進口閘墩及胸墻頂高程為34.00m，機架橋面高程為39.80m（安全鑒定書上標注）但初步設計文件上是41.90m；設計堤頂高程為39.80m。兩節洞身接頭處，洞外接縫用熱帖三層四油瀝青麻布外包一點五米厚粘土環，洞節接縫處，設651型塑料暗止水一道，洞內接縫處，設環氧樹脂粘貼橡皮明止水一道，并用槽鋼將橡皮壓緊。該閘安裝同型號固定卷揚式啟閉機3臺，啟門力1×800KN。

該閘前約100 m處為北店子舊引黃閘（下稱舊閘），再前與黃河河道相連，新建于舊閘后的新修大堤上，舊閘作為防沙閘保留使用。兩閘間兩側各建一揚水站，左側揚水站為農業供水專用，右側揚水站為玉清湖水庫供水專用。左側揚水站提水引水時，水流分別經南、北鋼筋混凝土輸水槽（長度分別是29.92m和31.75m）進入閘前明渠入該閘。該閘涵洞出口設1聯3孔節制閘，每孔凈寬3m，分別連接一渠道，農業供水有此分三渠供出，為濟南市經濟社會的發展作出了貢獻。

2 北店子引黃閘存在的主要病險問題

根據《山東黃河北店子引黃閘安全鑒定報告書》記載，北店子引黃閘主要存在以下問題。

（1）在現狀水位工況下，過流能力不滿足要求。

現狀情況下，設計大河引水流量211.36m3/s，設計引水水位28.22m，比原設計正常引水位低0.68m，過閘流量為35.25m3/s，小于設計值50m3/s，不滿足過流要求。

（2）上游鋪蓋存在管涌，孔3洞節止水損壞滲水嚴重，上游防滲系統高程低于防洪水位，滲透穩定不滿足規范要求。

（3）閘底板最大沉降量已達541mm，閘基沉降不滿足現行規范要求。

（4）閘墩、洞身等存在鋼筋銹蝕、保護層剝落、混凝土碳化嚴重、混凝土設計強度、抗凍等級偏低，不符合現行規范結構耐久性要求。止水鋼板銹蝕嚴重，橡皮老化。

（5）閘門止水脫落，混凝土破損、滾輪銹死、門槽銹蝕嚴重。

（6）啟閉機使用年限超過折舊年限，制動器、開式小齒輪硬度均不符合現行規范要求，電動機屬淘汰型號，耗能高，元器件更換維修困難，電氣控制系統老化，啟閉機房操作空間較小。

（7）觀測設施、圍護結構護欄損壞。北店子引黃閘沉降觀測點共設置30個，其中22個可用，閘基點不符合規范要求。啟閉機房測壓管共2個，其中1個損壞（設計圖紙是啟閉機房測壓管共1個）。

3 保閘安全應急措施

鑒于該閘存在上述混凝土不符合現行規范結構耐久性要求，過流能力、抗滲穩定性不足，部分混凝土結構鋼筋銹蝕、保護層剝落、碳化較重，閘門混凝土破損、止水脫落，啟閉機超過折舊年限，電氣控制系統老化，閘基沉降量大等問題，安全鑒定為“三類閘”。

按照《水閘安全鑒定規定》（水科技〔1998〕222號）規定，三類閘須經除險加固后，達到正常運行要求。水閘管理單位，除對該閘按規定列入除險加固規劃外，在沒有實施除險加固恢復其正常功能前，就其存在的問題，采取應急措施，控制運用工程，保證工程安全。

3.1 “在現狀水位工況下，過流能力不滿足”應急措施

北店子引黃閘設計流量50m3/s，但其運用至今過閘流量均小于35.25m3/s，且今后也不會大于該流量。雖然設計當初大河流量211.36m3/s，相應水位28.22m，引水流量50m3/s，如今大河流量211.36m3/s，水位低0.68m，不滿足水閘過流要求，但能滿足運用要求。況且，北店子引黃閘閘前水位超過28.22m的時段較長，閘的過水能力就流量、水位兩因素而言，只跟水位有關。嚴格按照控制運用計劃和防汛規定運行，確保工程安全。

3.2 “上游鋪蓋存在管涌，孔3洞節止水損壞滲水嚴重，上游防滲系統高程低于防洪水位，滲透穩定不滿足規范要求”應急措施

上游鋪蓋管涌、洞節止水滲水部位多處于水下，難以維修處理，若維修且投資較大。水閘管理單位，對該閘上游鋪蓋管涌部位和洞節滲水要加強日常運行觀察、觀測，觀察有無清水帶沙、渾水滲出等現象發生，測驗滲水量有無變化。若無變化，可正常運用；若發生清水帶沙、渾水滲出、滲水量增加現象，根據大河來水情況，于閘后修做養水盆，建議上級主管部門，停止該閘供水運行，以保工程安全。待除險加固時徹底處理。

上游防滲系統高程設計39.30m，低于設計防洪水位40.40m。由《2013年濟南黃河防洪預案》查出，該閘在標準洪水下，防洪任務是北店子站流量11000m3/s，相應水位37.13m，超出設計防滲高程2.16m。因此，工程防御標準洪水符合防滲要求。若工程防御超標準洪水運行，根據黃河來水情況，報上級批準在舊閘前修做閘前圍堰（月堤），以保工程安全。事后視黃河水情，報上級批準破除圍堰，工程投入正常運行。

3.3 “閘底板最大沉降量已達541mm，閘基沉降不滿足現行規范要求”應急措施

根據2012年北店子引黃閘沉陷測量成果，30個沉陷點（其中C15、C16不是涵洞上的點）中，有測量成果的21個（不含C15、C16）。資料顯示，累計沉陷量超過150mm以上的有13個，僅有8個累計沉陷量不大于150mm；能做比較的相鄰洞節相對沉陷量除C9-C25=60mm外，其余均不大于32mm。而與C9、C25處于同一洞節上的另端C10-C26=-15mm（C9、C10處于同側、C25、C26處于同側），同一版面上的對角線上的沉陷點不均勻沉陷量達分別是69mm和24mm，同一側的沉陷點不均勻沉陷量達分別是9mm和84mm，不符合鋼筋砼變形規律。依據《水閘設計規范（SL 265-2001）》規定：“土質地基允許最大沉降量和最大沉降差，應以保證水閘安全和正常使用為原則，根據具體情況研究確定。天然土質地基上水閘地基最大沉降量不宜超過150mm，相鄰部位的最大沉降差不宜超過50mm”判斷，該閘基礎沉陷超出了允許最大沉陷量，相鄰部位的最大沉降差不超限。為此，水閘管理單位，要加強日常巡查觀測，若發展異常及時上報、處理；否則，根據該閘除險加固規劃，待除險加固時處理。

3.4 “閘墩、洞身等存在鋼筋銹蝕、保護層剝落、混凝土碳化嚴重、混凝土設計強度、抗凍等級偏低，不符合現行規范結構耐久性要求，止水鋼板銹蝕嚴重，橡皮老化”應急措施

閘墩、洞身等存在鋼筋銹蝕、保護層剝落、混凝土碳化嚴重，其水上部位列入日常維修養護計劃，利用日常維修養護資金進行砼修補、嵌補。按照不同部位、不同成因、不同損壞程度，有針對性的采用修補、嵌補措施，或采用高強砼（沙漿）、環氧砼（沙漿）、灌漿、噴漿、砂漿抹面等修補、嵌補；其水下部分，水閘管理單位，要加強日常運行觀測，若發展異常及時上報、處理；否則，待除險加固時處理。

混凝土設計強度、抗凍等級偏低，不符合現行規范結構耐久性要求，水閘管理單位，要加強日常運行觀測，若發展異常及時上報、處理；否則，待除險加固時處理。

止水鋼板銹蝕嚴重，橡皮老化，水閘管理單位，要加強日常運行觀測，若發展異常及時上報、處理；否則，待除險加固時處理。

3.5 “閘門止水脫落，混凝土破損、滾輪銹死、門槽銹蝕嚴重”應急措施

閘門止水脫落，混凝土破損、滾輪銹死、門槽銹蝕問題，所述部位均為水下，由于該閘除供水期間，其余時間均處于上下游水位持平狀態，難以維修，且投資較大。水閘管理單位，要加強日常運行觀測，若發展異常及時上報、處理；否則，待除險加固時處理。

3.6 “啟閉機使用年限超過折舊年限，制動器、開式小齒輪硬度均不符合現行規范要求，電動機屬淘汰型號，耗能高，元器件更換維修困難，電氣控制系統老化，啟閉機房操作空間較小”應急措施

啟閉機使用年限超過折舊年限，制動器、開式小齒輪硬度均不符合現行規范要求，電動機屬淘汰型號，耗能高，元器件更換維修困難，電氣控制系統老化問題，列入日常維修養護計劃，利用日常維修養護資金，加強日常巡視檢查、維修養護，保證正常運行。根據該閘除險加固規劃，按照上級主管部門意見，適時進行啟閉機性能狀態檢測或安全鑒定。

啟閉機房操作空間較小，待除險加固時處理。

3.7 “觀測設施、圍護結構護欄損壞。北店子引黃閘沉降觀測點共設置30個，其中22個可用，閘基點不符合規范要求，啟閉機房測壓管共2個，其中1個損壞”應急措施

觀測設施、圍護結構護欄損壞問題，列入日常維修養護計劃，利用日常維修養護資金，加強日常維護和管理，保證正常運行。

閘沉降觀測點共設置30個，其中22個可用、8個不可用問題，根據該閘除險加固規劃，按照上級主管部門意見，適時進行探尋恢復。

閘基點不符合規范要求問題，選擇適宜位置，按照規范規定，及時埋設閘基點。

啟閉機房測壓管共2個，其中1個損壞問題，根據該閘除險加固規劃，按照上級主管部門意見，適時新安裝一處測壓管。

3.8 險情搶護

按照防汛責任制的要求和《濟南市槐蔭區黃河防洪預案》和《濟南市槐蔭區黃河險情搶護方案》的搶護原則及方法，組織搶護。

4 結束語

總之，做好三類引黃水閘的安全應急措施，加強觀測，隨時維修，及時消除工程隱患，從而確保水閘的安全運行狀態，為水閘工程的度汛安全和供水生產的順利進行提供保障。

【參考文獻】

[1]水閘安全鑒定規定SL214-98[S].中國水利水電出版社，1998.

[2]水閘技術管理規程SL75-94[S].中國水利水電出版社，1995.

[3]SL265-2001水閘設計規范[S].中國水利水電出版社，2001.

[責任編輯：楊玉潔]