阜阳市茨淮新河插花枢纽船闸工程现状调查分析

王力

阜阳市茨淮新河茨河铺枢纽管理所安徽阜阳

摘要：该枢纽工程经过30年的运行，存在较大的安全隐患，必须进行除险加固。2008年9月插花节制闸除险加固工程正式开工，目前已经竣工完成。其中节制闸的公路桥拆除重建。

关键字：茨淮新河；船闸工程；现状调查

概述

茨淮新河是七十年代初开挖兴建的一项大型治淮工程。于1971年11月18日水电部批准开工，至1992年底全面完成，历时二十多年。茨淮新河是从全流域出发为解决颍河洪水和汾泉河、黑茨河内水出路，并减轻淮河洪水负担而兴建的。茨淮新河可分泄颍河洪水2000m3/m，配合支流治理可使颍河防洪能力提高到二十年一遇，除涝能力提高到5年一遇。为豫皖两省1500万亩耕地扩大了排水出路，也为汾泉河、黑茨河治理创造了条件。利用当地径流和抽引淮河水近期可发展灌溉198万亩，远期引江济淮后可扩大到300万亩，并为淮北开辟了一条新航道，缩短蚌埠到阜阳闸航程近100公里。插花枢纽是茨淮新河的第二级控制枢纽工程，由节制闸、船闸组成，节制闸、船闸的公路桥都位于305省道的主干道上，船闸位于节制闸南侧，两工程中心距250m。

一、工程概况

插花枢纽位于阜阳市颖东区插花集东7km处，工程由节制闸、船闸两部分组成，是茨淮新河的第二级控制工程。插花船闸原设计通航能力300吨级驳船，为五级航道，船闸净宽12m，闸底板高程21.OOm，平河底。闸室为大小底板结构，总长130m，岸墙顶高程31.50m。上下游闸首为钢筋混凝土结构，上闸首人字门底坎高程22.50m，下闸首人字门底坎高程20．50m。上游护坦分别为干砌块石和浆砌块石，底高程22.50m，布置长度均为15m；下游消力池底高程19.90m，长20m；下游海漫分别为浆砌块石和干砌块石，底高程21.OOm，布置长度均为25m；上下游护坡坡比为l：3，护坡顶高程为28.80m。上下游翼墙均为浆砌石结构，顶高程均为31.50m。上闸首设交通桥，交通桥面高程36．20m，为三跨T型梁结构，跨径l3.0m，桥面总宽11m。

二、工程设计、施工验收情况

1、设计

船闸设计由省水利勘测设计院负责，船闸位于节制闸南侧，两闸中心距250米，按五级航道设计，闸室净宽12米，长130米，可通航300吨级驳船。船闸总建筑长度263.0米，包括上游干、浆砌块石护砌各15米，上游粘土铺盖25米，下游消力池20米，浆砌护坦25.0米，上下游翼墙为浆砌块石重力式翼墙，上游翼墙为“八”字型，以15m为半径的曲线与岸坡连接，下游翼墙为曲线型，半径为30~22米。最高通航水位时桥梁净空5.43米。下闸首墙顶高程32.84米，输水系统采用空箱消能室隔墙孔输水形式对冲消能。闸室长130米，共分7节，一、四、七节各长19.33米，二、三、五，六节各长18米，净宽12米，底高程21.00米。底板采用钢筋砼分割式即大小底板结构，小底板跨度8米，厚1米，大底板悬臂段长2米，厚1.2米，空箱段无底板，大底板压住小底板，齿形搭接，接缝设置两道橡皮止水。闸室墙为钢筋混凝土空箱结构，墙厚0.5米，隔墙厚0.4米。前墙顶高程31.50米，后墙顶高程28.80米，两岸墙后各设一道排水体，每20米设置一个直径为1.2米的检查井。船闸配有浮体检修门一扇。公路桥设计荷载为汽-20，挂-100。

2、施工验收

船闸工程于1978年11月控基，1980年9月浇筑砼，至1981年元月完成底部工程，因投资不足停工一年。1982年3月复工，1983年10月1日公路桥通车，1984年元月7日进行船闸及引航道的水下工程检查并同意通水，5月1日试航，6月10日至11日由地区治淮指挥部邀请有关单位进行验收并交付使用。

三、船闸工程存在的问题

插花船闸经过30年的运行，加上工程老化，砼碳化以及设计、施工留下的问题等诸多原因，致使该船闸目前存在一些影响安全运行的因素，为了保证插花船闸安全运行延长使用寿命，现将工程在运行期间发生的问题和对这些问题的初步分析，以及处理意见总结如下：

（一）土建结构

1、上游联结段

上游联结段包括上闸首左、右岸护坡与翼墙。

(1)上闸首护坡：上闸首左、右岸护坡对称布置，块石厚约300mm，下设碎石垫层，厚约l00mm，且均由浆砌石段与干砌石段组成；干砌石段均有局部块石缺失现象、排水沟有不同程度的损毁、局部砌缝有植被生长；浆砌石段外观良好。

(2)上闸首翼墙：上闸首左、右岸翼墙对称布置，呈喇叭口式，均为浆砌石结构。左岸翼墙曲率最大处附近受过撞击，翼墙顶部有大面积凹陷，且压顶混凝土掀起，与上游护坡顶几乎齐平处有一道水平缝，缝宽约5cm，且上、下墙体有明显错位，上侧翼墙明显偏向河岸侧，垂直度不满足《规范》(SL27-91)第8.5.1条规定，右岸翼墙曲率最大处附近受过撞击，翼墙顶部有轻微凹陷，且压顶混凝土掀起。左、右岸翼墙顶部护栏皆严重锈蚀，局部有不同程度损毁。

分析原因：①受力损坏；②金属锈蚀。

2、上闸首闸墩

上闸首左、右岸闸墩为混凝土结构，经多年运行，受船只、水流、风化等因素影响，出现局部磨损现象。

分析原因：①施工缺陷；②环境水质污染；③砼表面碳化。

3、上闸首交通桥

上闸首交通桥中孔左、右墩即为上闸首左、右岸闸墩。

(1)交通桥中孔上、下游侧“T”形梁腹板侧面多处钢筋外露，腐蚀脱壳，呈深褐色，已严重锈蚀，保护层混凝土老化严重；经1987年和1999年两次碳化测试，“T”形梁腹板端部碳化深度值较大，跨中碳化深度值相对较小，近端部区域钢筋已发生锈蚀，局部锈蚀严重，近跨中区域钢筋有锈蚀危险。图1

图片1、“T”形梁腹板露筋

分析原因：①施工缺陷；②砼表面碳化。

(2)交通桥右孔上、下游侧“T”形梁腹板底面多处钢筋外露，腐蚀脱壳，呈深褐色，已严重锈蚀，保护层混凝土老化严重；“T”形梁移位，致使横隔板错位，“T”形梁横向稳定性大为削弱，从上游至下游起第4#、5#“T”形梁翼缘接缝处灌浆脱落；右边墩为浆砌石，外观良好，中墩为混凝土结构，内侧面外观良好，下游侧面多处竖向筋外露，腐蚀脱壳，呈深褐色，已严重锈蚀，保护层混凝土老化严重，多处锈胀、脱落；桥面护栏损毁严重，路面严重破坏。

分析原因：①施工缺陷；②超重荷载冲击破坏；③砼表面碳化。

(3)交通桥左孔左边墩为浆砌石结构，外观良好，右中墩为混凝土结构，内侧面外观良好，右中墩下游侧面有多处纵筋外露，呈深褐色，有脱壳现象，严重锈蚀，局部区域出现锈胀缝，甚至保护层混凝土脱落现象；下游侧第l根“T”形梁腹板底面多处箍筋外露，呈深褐色，严重锈蚀；从上游至下游侧第4#、5#“T”形梁横隔板拼缝拉开较为严重。图2—3

图片2、右中墩下游侧露筋图片3、“T”形梁横隔板错位

分析原因：①施工缺陷；②超重载荷冲击；③砼表面碳化。

4、闸室段

闸室段左右岸边墙为混凝土结构，混凝土表面粗糙，多年受船只、水流、风化等因素侵蚀，有大面积表面磨损痕迹；

分析原因：①施工缺陷；②环境水质污染；③砼表面碳化

5、下闸首闸墩

下闸首左、右岸闸墩为混凝土结构，经多年运行，受船只、水流、风化等因素影响，出现局部磨损现象。

6、下游联结段

下游联结段包括下闸首翼墙与护坡。

(1)下闸首翼墙：下闸首翼墙为浆砌石结构，呈喇叭口式，左、右岸对称布置；左、右岸翼墙外观良好，未见明显缺陷，翼墙顶部护栏均严重锈蚀，局部严重损毁；翼墙垂直度均满足《规范》(SL27-91)的要求。

（2）下闸首护坡：下闸首护坡由浆砌石段与干砌石段共同组成，左、右岸对称布置；浆砌石段外观良好，未见明显缺陷；干砌护坡整体外观良好，个别区域有块石缺失，局部砌缝有植被生长；右岸干砌护坡段近水面有1处区域损毁，长约2.5m，近翼墙处排水沟沟壁局部损毁。

（二）金属结构及电气设备

上闸首人字钢闸门重10.64T，下闸首人字门钢闸门重13.92T，均采用4T推杆式启闭机，阀门启闭机采用1×10T卷扬式。

电气设备包括：自动控制设备，自动监控设备，电动、手动设备。

1、金属结构

插花枢纽船闸上、下游闸首人字门锈蚀严重，门体多处构件发生扭曲变形，这些变形包括横梁、竖梁、面板等，门枢的垂直度，横梁、竖梁、斜拉梁的直线度偏差超出允许范围较大，闸门存在较大的变形应力，运行时发出的不规则的振动声。下闸首人字门面板局部变形严重，左、右两门体存在较严重的错位现象；止水橡皮老化，漏水严重。该人字门部分构件变形严重且不易修复，在规定的情况下不能安全运行，形成以上问题的主要原因是门体受外力撞击所造成。

2、电气设备

自动控制设备、自动监控设备为2005年新安装设备，目前运行情况良好，电动及手动设备目前也运行正常。

处理意见：

根据对插花船闸的现状调查分析以及存在问题的具体情况，我们认为该闸已存在严重的安全隐患，已成为病险船闸，打算请有资质的单位对公路桥、闸墩、闸室等砼碳化深度，钢筋锈蚀程度，钢筋保护层厚度和钢筋间距，闸门腐蚀情况，闸门外观质量和变形情况，闸的焊缝探伤，启闭机、电动机及其附件运行情况，闸身的抗滑、抗倾稳定性等进行检测，根据检测结果进行复核计算并提出意见后进行除险加固，以确保工程安全运行。