三河闸工程技术管理论文

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一、工程技术问题分析

1.水工建筑物

1954年泄洪时，下游右侧拦河坝迎溜面有坍塌现象。1956年汛期，闸门提出水面油漆，由于不均匀开启，形成远驱式水跃，严重冲刷下游河床。1998年，下游右侧浆砌块石翼墙墙体多处渗水，墙体外倾斜约3cm。2000年3月，经受了10级西风袭击，正在安装施工的启闭机房部分彩钢板遭到损坏。2003年，大流量行洪时下游左岸0+450~1+200段岸坡淘刷严重，呈陡立状；上游有船只偏离航道，误入引河上游。汛后发现，工作桥检修门起吊牛腿出现混凝土贯穿裂缝、剥落、露筋等现象；闸墩伸缩缝止水老化、填料分化脱落、部门闸墩出现渗漏水现象。2009年，公路桥因超载车辆大量行驶，表面及两岸连接段混凝土破损严重。测压管自1968年埋设以来一直存在渗流“异常”问题，上游侧测压管水位有时高于洪泽湖水位，下游侧测压管水位有时低于下游水位。上、下游拦河坝自1953年建成以来，坝面下沉，最大累计沉降量达1139mm（2012年），抗滑稳定依赖三级水位控制。存在偏流问题，进闸水流存在明显的横向比降，大流量行洪时上游南岸水位比北岸水位低，单宽流速分布不均匀，随水流而来的大量水草集中在南岸。闸室抗滑稳定，需依靠上游铺盖的“拖板”作用。

2.金属结构和机电设备

1967年，闸门面板厚度从原10mm蚀剥到仅剩6~7mm，水下部分锈蚀更为严重，部分桁架下弦杆锈穿成孔；原闸门吊座不能随闸门启闭而转动，钢丝绳易折断。1985年，保养、检修启闭机过程中，蜗轮三角座曾2次发生断裂。1991年前后，铆接桁架式钢闸门个别杆件锈蚀严重，有的被风浪打断。1996年，洪泽湖突起大风，漂浮在上游水面的检修门在风浪作用下撞击闸身。2003年5月，闸门小开度行洪时，8孔闸门剧烈振动，工作便桥、公路桥振感明显。2004年，建成后的自动监控系统夏季遭遇了雷击，部分编码器、传感器、电脑等损坏。测压管先后3次采用自动监测设备进行试验，其观测精度、系统稳定性均不能满足观测资料整编的要求。钢闸门支铰轴及轴套强度不满足新规范要求，加油不畅，运行时有的发出异响。

3.控制运用

1954年7月25日全部闸门提出水面敞开泄洪，8月6日达10700m3/s，超过设计流量的34%，建闸后第3年就经受了超标准行洪的严峻考验。1993年以前，防汛通信设备落后，上级的调度指令以及水情报汛信息传输困难。在调度过程中，受到孔流和堰流临界点的影响，由于两种情况下水工建筑物测流法计算公式不同，同样的上下游水位出现相差很大的流量。

二、工程技术管理措施

1.检查观测

三河闸工程检查分为经常检查、定期检查、特别检查、安全鉴定以及运行期间的巡视检查。坚持用新技术、新设备、新工艺，定性查看和定量检测相结合，准确反映工程设备存在的问题。如采用压铅法检测启闭机轴瓦间隙，采用地震波法、电阻率法等检测上游拦河坝内部情况。组织开展启闭机单项安全鉴定（2009年4月）、工程全面安全鉴定（2012年8月）。观测项目有垂直位移、测压管水位、河床断面、伸缩缝、水位、流量等项目。除测压管水位外，观测项目自工程建成后连续观测至今。根据长年积累的观测成果资料分析，目前闸室、上下游拦河坝沉降基本稳定。2000年以后，引进了德国蔡司DINI12电子水准仪，垂直观测成果精度达到2等；引进ADCP设备，开展流量观测，与大断面缆道流速仪观测、水工建筑物测流法相互验证。2012年，利用双频识别声呐成像技术结合传统的潜水工手摸，辅以自浮式沉柜技术定点探查，对水下工程进行检测。

2.养护修理

管理单位对闸门、启闭机、土工、石工、混凝土建筑物等持续开展养护修理。每年汛前，启闭机全面保养，对轴承、齿轮等零部件均擦洗除锈上油。采用喷砂除锈、喷锌保护、外加阴极保护等技术对钢闸门进行处理。采用碳纤维布粘贴加固技术，维修工作桥牛腿混凝土破损位置。采用玻璃钢材料，替换了原来笨重的启闭机钢罩壳。采用泡沫聚氨脂注浆材料，钻孔维修闸墩伸缩缝。在上游引河设置拦河浮筒，警示过往船只远离行洪河道。在下游右岸翼墙后增设降压井和排水通道。采取成孔灌注桩、搅拌桩、抛石压脚、腰埂、顶沟与横沟结合排水、植草砖等综合措施，处理下游左岸护坡滑坡问题。建立了防雷系统，防护工程建筑物及机电设备。设置限宽、限高装置和限速、限载警示标志，杜绝了大型超载车辆通过交通桥。

3.加固改造

工程历经4次较大规模的加固和多次改造，逐步消除安全隐患。1968~1970年，进行提高标准加固；1976~1978年，进行抗震加固；1992~1994年，进行除险加固；2012年以来，进行启闭机更新加固。1994年，采用粉喷桩技术对上游拦河坝进行了地基加固。2002年，建立分层分布式远程监控系统。2003年淮河洪水后，设置老三河退水洞，拆建了蒋坝水位站、中渡水位站、上游水位站。2013年，对闸北水电站进行了技术改造，发电功率从160kW增加至200kW。

4.试验研究

1966年，首先将热喷涂锌（铝）防腐技术应用于钢闸门。“涂料与外加电流阴极保护联合防腐在钢闸门上的应用”获1978年全国科学大会奖。“金属闸门喷锌防腐蚀”获1982年国家科委和国家农委颁发的重大农业科技成果推广奖。20世纪80年代，开展了闸门应力原型观测，研究弦杆破坏原因及验证闸门设计公式。90年代，开展了消力池模型试验，依据试验成果采用三道消力坎，即底板上的小坎、消力坎、尾坎等综合措施。2004年，主持完成钢丝绳清洗机研究，研制出适合于有一定倾斜角度的钢丝绳清洗机械设备。2005年，主持完成大中型水闸工程管理数字化研究，编制数字化管理系统软件，实现工程技术数据共享。2012年，主持完成三河闸泄流流态与进流纠偏措施研究，在数据模型建立方法上达到了国际先进水平；研究了三河闸南北两侧半开工况下泄流稳定问题，成果在三河闸启闭机更新加固中得到成功应用。

5.制订标准

1954年2月，经淮委批复的三河闸管理养护办法，成为全国水闸技术管理领域的第一个规范性文件。1959年，率先制订了始流时闸下安全水位曲线，从1963年起在全国推广应用。1992年，编写的《水工钢闸门热喷锌（铝）防腐蚀工法》被建设部评定为国家级工法。1997年，编写的《水工防腐工技师及高级技师标准（试行）》被水利部印发执行。2001年，参加编写《江苏省水闸、抽水站观测工作细则》。2010年，参加编写江苏省地方标准《水利工程观测规程》。此外，还参与编写了水利行业标准《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》（SL101-94）和《水闸技术管理规程》（SL75-94）。四、结语三河闸工程建成于新中国成立之初，限于当时建设标准偏低和设备、材料等各方面的条件，客观上存在诸多先天不足。随着60多年的不断运行，各种边界条件的变化，各类新规范的出现，三河闸工程技术问题逐渐暴露，涉及建筑物、金属结构、机电设备、控制运用等各方面，工程整体不断老化是客观规律。目前，三河闸仍存在偏流、闸室抗滑稳定依赖上游铺盖的“拖板”作用、测压管水位“异常”、混凝土碳化严重、闸门支铰轴强度不满足规范等问题，对此应进一步深入研究彻底解决的办法。

作者:张友明薛松荣海北简丹王海伟单位: