張 森

（清徐縣邊山水利管理站，山西 清徐 030400）

1 工程建設(shè)

1.1 工程概況

白石河流域總面積62.9km2，白石河交叉閘位于清徐縣城東北部、白石河入汾口與汾河二壩西干渠十字交叉處，是一座以防洪、灌溉為主兼顧工業(yè)供水的中型水閘，保護(hù)下游5個(gè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施和1000余口人的防洪安全。該閘1963年竣工運(yùn)行，2009年水閘安全鑒定結(jié)論為4類(lèi)閘。2011年5月11日，山西省水利廳組織專(zhuān)家核查同意白石河交叉閘為4類(lèi)閘。

建設(shè)前存在的主要問(wèn)題，水閘過(guò)流能力嚴(yán)重不足、土建結(jié)構(gòu)老化，下游消能設(shè)施破損嚴(yán)重，閘門(mén)銹蝕變形，啟閉設(shè)備損壞，電纜及配電設(shè)備年久失修。針對(duì)上述存在問(wèn)題及安全鑒定結(jié)論，為了確保水閘安全運(yùn)行，繼續(xù)發(fā)揮其應(yīng)有的效益，需對(duì)本交叉閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固。本次除險(xiǎn)加固后洪峰流量標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇187m3/s，校核洪峰流量標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇302m3/s。

1.2 工程任務(wù)

根據(jù)山西省發(fā)展和改革委員會(huì)的晉發(fā)改投資發(fā)［2015］461號(hào)文，對(duì)《清徐縣白石河交叉閘樞紐除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》的批復(fù)。確定本次工程主要任務(wù)，對(duì)原白石河上下游閘進(jìn)行拆除，在考慮濱河西路南延工程本段的景觀需要，以及滿足白石河防洪要求和西干渠灌溉輸水的前提下，新建鋼壩閘。

2013年12 月、2014年5月，省水利廳、發(fā)改委，先后分別以晉水規(guī)計(jì)［2013］640號(hào)文和晉發(fā)改設(shè)計(jì)［2014］683號(hào)文，對(duì)《清徐縣白石河交叉閘樞紐除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)的》做出批復(fù)。核定工程建設(shè)內(nèi)容：原白石河?xùn)|、西閘拆除改建，汾河二壩西干渠恢復(fù)，交通橋及管理房工程。概算總投資1761萬(wàn)元，其中申請(qǐng)中央投資1056萬(wàn)元，省級(jí)投資352萬(wàn)元，市級(jí)配套財(cái)政補(bǔ)助資金353萬(wàn)元。白石河交叉閘樞紐除險(xiǎn)加固工程劃工期為1年。

1.3 工程等級(jí)及建筑物級(jí)別

根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL265-2001）并結(jié)合本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，確定白石河交叉閘為中型閘，工程等別為III等，其主要建筑按3級(jí)，次要建筑按4級(jí)，臨時(shí)工程按5級(jí)設(shè)計(jì)。地震烈度為8°，需要采取抗震構(gòu)造措施。

1.4 工程地質(zhì)

白石河交叉閘范圍內(nèi)地層分布，新生界第四系洪沖積（Q4pal）灰黃、淡黃、黃褐、淡紅色低液限粘土，夾低液限粉土、級(jí)配不良砂、粉土質(zhì)砂。

白石河河堤及西干渠堤壩為人工填土（Qs）。地下水類(lèi)型為松散巖類(lèi)孔隙水，含水層為第四系全新統(tǒng)洪沖積卵石混合土、級(jí)配不良礫、級(jí)配不良砂等松散堆積層，低液限粉土、低液限粘土為相對(duì)隔水層。地下水位標(biāo)高為995～996.9m，與河水位相近。松散巖類(lèi)孔隙水接受大氣降水補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，向河流下游排泄。

根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）附錄規(guī)定，砂層地震液化復(fù)判為采用標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)法。判定為液化土，液化等級(jí)為中等-嚴(yán)重。

1.5 工程設(shè)計(jì)

新建白石河交叉閘與汾河二壩西干渠十字交叉，既要確保白石河主汛期行洪，又要兼顧西干渠夏澆和兩庫(kù)調(diào)水。須在西干渠與交叉閘交叉處，增加兩處導(dǎo)流涵洞，便于西干渠運(yùn)行時(shí)，白石河小流量泄洪，實(shí)現(xiàn)渠、河同時(shí)運(yùn)行。

1.6 鋼壩閘工程

鋼壩閘工程作為本項(xiàng)目的重中之重，要求造型新穎、形象美觀、簡(jiǎn)單實(shí)用。鋼壩閘是一種新型的、跨度大、底軸驅(qū)動(dòng)的翻板閘門(mén)，它具有雙向擋水，啟閉靈活、開(kāi)關(guān)無(wú)級(jí)可調(diào)、無(wú)礙河流、環(huán)境優(yōu)化、數(shù)字化控制等優(yōu)點(diǎn)。由兩側(cè)啟閉機(jī)室的獨(dú)立液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)底軸來(lái)控制門(mén)葉的啟閉；適用于寬度小于100m，河道坡度較小的河流。能起到蓄水、泄洪、排澇的功能。

1.7 鋼壩閘安裝

根據(jù)招標(biāo)文件的技術(shù)條款和要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工圖紙，并對(duì)閘門(mén)原材料進(jìn)行取樣，做理化分析試驗(yàn)，出具試驗(yàn)報(bào)告。認(rèn)真嚴(yán)格檢查采購(gòu)的規(guī)格材料清單、合格證書(shū)、證件、試驗(yàn)報(bào)告。組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等參建人員，進(jìn)行技術(shù)交底，掌握技術(shù)要求、工藝要求和關(guān)鍵性技術(shù)措施等。每個(gè)成員堅(jiān)持質(zhì)量為先、各負(fù)其責(zé)、分工協(xié)作、層層把關(guān)。

2 施工中出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 閘基地震液化問(wèn)題

閘基存在地震液化問(wèn)題，必須采取措施消除閘基的液化土層。工程采用碎石擠密樁，處理深度為閘基基礎(chǔ)以下15m，并采取結(jié)構(gòu)措施，防止因地震液化引起閘基變形，造成交叉閘建筑物變形破壞。

2.2 基坑開(kāi)挖涌水問(wèn)題

白石河為常年流水河谷，西閘北側(cè)土質(zhì)為粉細(xì)砂，基坑建基面低于河水位及地下水位，基坑開(kāi)挖出現(xiàn)涌水問(wèn)題。工程降水采用明排及井排相結(jié)合的措施，在施工基礎(chǔ)開(kāi)挖前，每隔10m設(shè)置一個(gè)排水管井，然后用水泵進(jìn)行不間斷抽水，降低地下水位。在基礎(chǔ)開(kāi)挖后，在基礎(chǔ)底鋪20cm石子墊層，在旁邊挖一口深基坑，不間斷抽水，將水位控制在基坑底以下，防止水位升高影響墊層施工。

2.3 冬季保溫問(wèn)題

白石河交叉閘除險(xiǎn)加固工程合同工期為1年，施工單位在《投標(biāo)文件》施工組織設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮冬季施工，原計(jì)劃主體工程在2016年5月～7月進(jìn)行施工。但在2015年11月18日，接到山西省水利廳水管處下發(fā)的“晉水管便［2015］31號(hào)”《關(guān)于加快推進(jìn)大中型病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固工作進(jìn)程的通知》，通知要求2015年底完成建設(shè)任務(wù)。

項(xiàng)目部立即作出響應(yīng)，調(diào)動(dòng)人員和設(shè)備于2015年11月21日開(kāi)工，在施工過(guò)程中采取冬季施工保溫措施，確保工程質(zhì)量。具體措施為，搭保溫棚、生火以提高施工部位溫度，混凝土添加外加劑，做好保溫防凍工作，并做好地面排水工作，保證冬季排水暢通。

3 閘門(mén)運(yùn)行問(wèn)題與對(duì)策

3.1 運(yùn)行故障處理

在閘門(mén)正常狀態(tài)下啟門(mén)、閉門(mén)時(shí)，左右啟閉機(jī)出現(xiàn)不同步問(wèn)題。當(dāng)運(yùn)行行程差超過(guò)30，會(huì)自動(dòng)停機(jī)，故障報(bào)警，紅燈閃爍。處理方法：先進(jìn)行故障復(fù)位，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況確定左點(diǎn)或右點(diǎn)模式，手動(dòng)糾偏，調(diào)整左右閘門(mén)數(shù)值，保持同步。

閘門(mén)運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)變頻器故障，打開(kāi)控制柜，關(guān)閉變頻器，休息10min后重新啟動(dòng)。

顯示屏幕出現(xiàn)電機(jī)故障，一般為電機(jī)跳閘，打開(kāi)控制柜，合上對(duì)應(yīng)的電機(jī)電源。若電源正常，則檢查對(duì)應(yīng)的電機(jī)，測(cè)試每臺(tái)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

停電，先把設(shè)備模式，從市電供應(yīng)改為發(fā)電機(jī)模式，啟用備用發(fā)電機(jī)。

3.2 鋼壩閘工程漏水處理

西干渠常年輸水，鋼壩閘工程底軸與混凝土止水為單向止水，出現(xiàn)局部滲漏。鋼壩閘止水，分為底止水與側(cè)止水兩部分，設(shè)計(jì)均采用鋼結(jié)構(gòu)埋件固定橡皮的形式。

底止水安裝，首先組裝底止水埋件，并澆筑埋設(shè)于二期混凝土內(nèi)，閘體安裝完成后，將橡皮固定于底止水埋件上。橡皮現(xiàn)場(chǎng)打孔，采用壓板和固定螺栓固定；橡皮始終處于固定位置，且不隨底軸轉(zhuǎn)動(dòng)，橡皮與底軸始終保持貼緊狀態(tài)；隨著水位升高、水壓增加，橡皮在水壓的作用下與底軸貼合越來(lái)越緊，底止水橡皮均勻壓縮、緊貼閘門(mén)底轉(zhuǎn)軸外徑圓弧面，從而達(dá)到止水效果。

側(cè)止水設(shè)計(jì)方式與底止水相同，側(cè)止水橡皮緊貼在兩側(cè)胸墻的大理石表面，與底止水不同之處在于側(cè)止水沒(méi)有埋件，采用鋼結(jié)構(gòu)支撐固定于門(mén)葉兩側(cè)，將橡皮壓緊與兩側(cè)側(cè)墻貼合，達(dá)到止水效果。

3.3 啟閉機(jī)室漏水問(wèn)題

底軸與啟閉室鏈接段存在輕微滲漏，在啟閉機(jī)室內(nèi)部增加了全自動(dòng)浮球污水泵。

啟閉機(jī)室處于地下，內(nèi)部環(huán)境潮濕，極易對(duì)啟閉機(jī)室內(nèi)電機(jī)產(chǎn)生影響，為了防止電機(jī)發(fā)生故障，在啟閉機(jī)室頂部加裝排風(fēng)系統(tǒng)，每天定時(shí)對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行循環(huán)排風(fēng)，達(dá)到除濕的效果。

3.4 增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)

為方便觀測(cè)河流水情、閘門(mén)啟閉、液壓系統(tǒng)、啟閉機(jī)鎖定等運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)情況，在啟閉機(jī)室內(nèi)部及閘門(mén)上方增加了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可在管理室內(nèi)對(duì)河道、閘門(mén)周邊及4個(gè)啟閉機(jī)室內(nèi)部進(jìn)行24h監(jiān)控。

4 工程效益

清徐縣白石河交叉閘樞紐除險(xiǎn)加固工程完工后，解決了白石河入汾口，調(diào)節(jié)白石河泄洪兼顧西干渠農(nóng)田灌溉、工業(yè)供水的難題，在經(jīng)歷了兩個(gè)主汛期的大水檢驗(yàn)后，白石河交叉閘樞紐運(yùn)行狀況良好，充分發(fā)揮了應(yīng)有的工程效益，為清徐縣縣域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的安全保障。