新沂河海口南深泓闸安全综合检测评价

徐广忠

（丹东市水务服务中心，辽宁丹东118000）

0 引言

在长期使用过程中，水闸病害现象将逐步显露，对水闸的正常使用造成巨大的威胁[1-3]。针对长期使用的水闸进行安全检测分析是十分必要的，准确划分水闸病害等级，可为水闸后期治理提供参考[4-6]。针对不同危害程度的水闸，采用不同的治理措施，如除险加固、拆除重建等方案，可以有效节约工程投资，改善水利工程的安全性，具有十分重要的研究意义[7,8]。下文结合南深泓闸工程，采用多种方法对水闸安全进行初步鉴定，为后续除险工作提供基础资料。

1 工程概况

新沂河自嶂山闸始至燕尾港镇入灌河，全长146 km。新沂河始建于1949年，初建设计流量3 500 m3/s，随着实际洪水量加大，标准提高至6 000 m3/s。新沂河海口控制工程是重要工程项目。南深泓闸建成于1999年6月，南深泓闸共12孔，单孔净宽10.0 m，一期工程设计过闸流量为2 340 m3/s，二期工程设计流量为2 425 m3/s。闸身为钢筋混凝土结构，总宽为134.1 m，闸型为开敞式实用堰型，基础为沉井群，底高程为-21.5 m。闸底高程为-2.0 m，闸顶高程为5.5 m。

2 工程观测

根据工程规模、结构特点及管理运用要求，管理单位对该闸进行的观测项目有垂直位移观测、河床变形观测和测压管观测。

2.1 垂直位移观测

南深泓闸为开敞式实用堰型，基础为沉井群，两侧各设立1个沉井式岸墙和6个空箱岸墙。工程底板结构设计为左岸墙底板7块，闸身底板6块，右岸墙底板7块，从左到右依次编号；并从上游至下游，从左到右顺时针方向对每块底板布设观测标点，共计布设80个。

1）工程整体沉降情况

南深泓闸各测点整体位移量较大，其中底板1-1和底板6-4累计位移量最大，为264.7 mm。初步分析为，海边土质较差，促使工程整体下沉，但相邻标点间隔沉陷量相对平均，没有突变，符合工程沉陷变化规律。

从观测数据来分析，工程垂直位移还未趋于稳定，平均每年整体下沉约2 cm，从长远角度考虑，该情况已经对建筑物挡潮高度产生影响，极有可能出现原挡潮高度不足的情况。

2）一、二期工程对建筑物沉降影响

观测工作开始于1999年8月，高程引自管理所院内国家水准点Ⅱ连六15—1，在建成后到2006年之间沉降较小，且基本趋于稳定，但在2006到2010年之间呈现逐年上浮的趋势，初步分析是自2006年燕尾港化工园区企业增多，大量开采地下水导致引测管理所院内国家水准点Ⅱ连六15—1下沉较多，且引测的国家水准点高程值未及时修正所致。2010年10月，工程工作基点考证引测改为距离工程10 km的国家水准点Ⅱ连六14高程，修正了该点高程值，工程各测点出现较大的沉降，各点高程呈现较大幅度回归。2012年，在新沂河中深泓闸的北岸、交通道路的西侧通过钻探成井，安装了岩基观测标点，2013至2015年，每年对岩基点高程考证2次，2015年至今，高程均由岩基点引测。

2.2 河床变形观测

按照观测规程要求，在南深泓闸上、下游各布设8个断面进行河床变形观测，每年汛前观测一次，此次取上下游各1个断面进行比较分析，如图1所示。对比河床设计断面形状、2015年及2016年河床断面形状。通过对比，上下游河床均有较为明显的侵蚀、冲刷现象，河床标高有所降低。

图1 河床断面比较图

工程共布设测压管21根，均分布在底板上，其中13根测压管已堵塞，经用高压水泵冲洗，未见明显效果，012、013、031、032、041、042、043、044共8根测压管能正常观测。测压管每月观测一次，此次数据为2016年观测数据，选取其中灵敏度较好的测压管数据进行分析，见图2。

图2 南深泓闸3个测点水位过程线图

管中水位变化与上下游水位变化的关系符合规律，且未发现底板扬压力异常。

3 水闸结构安全存在的问题

根据管理单位日常巡查、定期检查及特别部位检查情况，目前南深泓闸存在的主要问题有：

3.1 混凝土结构

1）混凝土多处出现胀裂、脱落现象，其中情况较严重的有：1号孔左墩大面积胀裂混凝土剥落露筋；4号孔右墩大面积胀裂；7号孔右墩现有头部混凝土剥落，钢筋锈蚀；9号孔左墩下游墩头开裂严重，左墩大面积胀裂；10号孔左墩大面积胀裂等。钢筋大面积露出锈蚀，混凝土普遍碳化严重。

2）部分排架混凝土质量差，有蜂窝麻面现象，局部出现混凝土内部严重砂浆缺失。岸墙之间的伸缩缝出现较大开裂，左侧第一、二节岸墙伸缩缝顶部宽12 cm。

3.2 启闭机、电气设备及自动化设备

南深泓闸共有12台2×160 kN卷扬式启闭机，1998年投入运行，目前运行良好。但部分制动器左右闸瓦间隙大小不一，齿轮磨损。

自动化及视频监控系统2007年投入使用，由于常年化工厂腐蚀性气体的排放及临海的盐化作用，对自动化设备造成较大影响，目前系统损坏严重，PLC柜CPU损坏，控制主机无法正常运行，上下游球机、硬盘录像机等损坏。

供电线路原由燕尾镇10 kV变电所通过架空线路接入中深泓闸配电柜，再通过低压出线架空线路供给南、北深泓闸动力和照明，受台风影响及淤土层基础情况不好，架空线路杆线经常倾斜，影响线路安全，虽然经常进行维护但仍存在较大隐患。

备用电源采用的柴油发电机组老化严重，闸区无照明设施。

3.3 闸门及埋件

南闸钢闸门涂层厚度局部不符合要求；门体及其主要构件锈蚀严重；闸门的导轮、压板、轨道等零部件锈蚀。2017年4月，管理所通过申请省级维修养护经费95万元对闸门等进行了喷锌防腐处理。

3.4 公路桥

公路桥净宽4.0 m，桥面高程6.0 m，按汽－10设计，履－50校核。根据定期检查和检测，存在问题如下：

1）板梁混凝土普遍存在裂缝，部分混凝土脱落，钢筋外露、锈蚀严重，其中：1号孔板梁纵向通长裂缝4条，局部露筋严重；2号孔板梁上游端混凝土脱落露筋，钢筋锈蚀，跨中6 m范围内开裂；3号孔板梁胀裂露筋严重；4号孔板梁混凝土脱落钢筋锈断；5号孔板梁胀裂露筋严重；6号孔板梁开裂；7号孔板梁露筋，钢筋锈断；8号孔板梁胀裂混凝土脱落露筋；9号孔板梁右墩胀裂；10号孔板梁纵向开裂最大缝宽4 mm；11号孔板梁混凝土剥落露筋严重；12号孔板梁混凝土剥落露筋严重。

2）栏杆出现露筋、混凝土胀裂现象，破损严重。加之工程所在道路沟通灌云燕尾港化工区和灌南堆沟化工区，前几年来往车辆流量大、重载车多、超重现象普遍，公路桥现状难以满足安全运行的要求。

3.5 上下游引河

从历年的河床变形观测成果看，上下游现状河道河床容积及行洪断面积在减少，尤其是上游河道淤积严重，淤积量达到10万m3。

3.6 观测设施

工程垂直位移观测设施及河床变形观测断面桩正常。测压管存在的问题：施工时，施工方未按规范布设。有的底板一根未布设，有的底板布设5～6根，且每块底板布设的数量、位置不统一。堵塞严重，目前21根测压管中，13根堵塞，其余灵敏度不高，渗透系数较小；海口闸各闸均无上下游水位、流量测量等水文观测设施，在新沂河大流量行洪时，为了测得各闸实际行洪流量，保证闸运行安全，需采用人工在下游船测，危险性较大。

3.7 其他问题

新沂河海口控制工程管理所位于连云港燕尾港化工园区（也称临港产业园），园区拥有近60家的化工企业。管理所处于化工企业的包围之中，生存环境恶劣。未来园区规模将进一步扩大，周围空气质量将进一步恶化，严重影响管理所职工的正常生活。目前，燕尾镇政府已全部完成整体搬迁，在远离园区的地方新建新区用于办公居住生活，新沂河海口控制工程管理所也将面临搬迁和管理的问题。

4 采取措施

1）成立组织机构。针对在工程管理过程中出现的建筑物、机电设备、自动化设备等问题，成立了江苏省新沂河海口控制工程南、北深泓闸现状调查领导小组开展现状调查工作。

2）检查和检测。委托对南、北深泓闸进行全面检查，管理所对胀裂、露筋、剥落等部位长期跟踪观察。并邀请资质单位对南、北深泓闸进行安全综合评价，评定新沂河海口控制工程南、北深泓闸为三类闸。

3）维修养护。为更准确地进行建筑物沉降观测及校验地区沉降，新建了海口岩基观测点；为保障下游导流墙稳定，缓解墙后淤积的土压力，每年都进行清淤工程；为消除沿海台风对架空线路的影响，取消10 kV架空线路，将中深泓闸配电柜低压出线供给南、北深泓闸动力和照明。

4）针对南深泓闸公路桥的板梁混凝土普遍存在裂缝，部分混凝土脱落，钢筋外露、锈蚀严重的情况，现已采取限行措施，禁止机动车通行。

5）收集相关台账形成调查报告。

5 结论与建议

目前，工程设施定期进行维修养护，安全检测结果为能满足日常运行要求。但同时也存在较多问题，建议针对该闸进行现场安全检测（混凝土结构强度检测、混凝土碳化深度检测、钢筋保护层厚度及锈蚀状况检测、结构病害检测、钢闸门检测、启闭机和电气设备检测等）和安全复核（过流量复核、效能复核、渗流复核、稳定复核、结构复核），进行全面的安全鉴定，尽快除险加固。