三河閘工程技術(shù)管理論文

時(shí)間:2022-04-24 10:46:53

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三河閘工程技術(shù)管理論文

一、工程技術(shù)問題分析

1.水工建筑物

1954年泄洪時(shí),下游右側(cè)攔河壩迎溜面有坍塌現(xiàn)象。1956年汛期,閘門提出水面油漆,由于不均勻開啟,形成遠(yuǎn)驅(qū)式水躍,嚴(yán)重沖刷下游河床。1998年,下游右側(cè)漿砌塊石翼墻墻體多處滲水,墻體外傾斜約3cm。2000年3月,經(jīng)受了10級西風(fēng)襲擊,正在安裝施工的啟閉機(jī)房部分彩鋼板遭到損壞。2003年,大流量行洪時(shí)下游左岸0+450~1+200段岸坡淘刷嚴(yán)重,呈陡立狀;上游有船只偏離航道,誤入引河上游。汛后發(fā)現(xiàn),工作橋檢修門起吊牛腿出現(xiàn)混凝土貫穿裂縫、剝落、露筋等現(xiàn)象;閘墩伸縮縫止水老化、填料分化脫落、部門閘墩出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。2009年,公路橋因超載車輛大量行駛,表面及兩岸連接段混凝土破損嚴(yán)重。測壓管自1968年埋設(shè)以來一直存在滲流“異?!眴栴},上游側(cè)測壓管水位有時(shí)高于洪澤湖水位,下游側(cè)測壓管水位有時(shí)低于下游水位。上、下游攔河壩自1953年建成以來,壩面下沉,最大累計(jì)沉降量達(dá)1139mm(2012年),抗滑穩(wěn)定依賴三級水位控制。存在偏流問題,進(jìn)閘水流存在明顯的橫向比降,大流量行洪時(shí)上游南岸水位比北岸水位低,單寬流速分布不均勻,隨水流而來的大量水草集中在南岸。閘室抗滑穩(wěn)定,需依靠上游鋪蓋的“拖板”作用。

2.金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備

1967年,閘門面板厚度從原10mm蝕剝到僅剩6~7mm,水下部分銹蝕更為嚴(yán)重,部分桁架下弦桿銹穿成孔;原閘門吊座不能隨閘門啟閉而轉(zhuǎn)動(dòng),鋼絲繩易折斷。1985年,保養(yǎng)、檢修啟閉機(jī)過程中,蝸輪三角座曾2次發(fā)生斷裂。1991年前后,鉚接桁架式鋼閘門個(gè)別桿件銹蝕嚴(yán)重,有的被風(fēng)浪打斷。1996年,洪澤湖突起大風(fēng),漂浮在上游水面的檢修門在風(fēng)浪作用下撞擊閘身。2003年5月,閘門小開度行洪時(shí),8孔閘門劇烈振動(dòng),工作便橋、公路橋振感明顯。2004年,建成后的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)夏季遭遇了雷擊,部分編碼器、傳感器、電腦等損壞。測壓管先后3次采用自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn),其觀測精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性均不能滿足觀測資料整編的要求。鋼閘門支鉸軸及軸套強(qiáng)度不滿足新規(guī)范要求,加油不暢,運(yùn)行時(shí)有的發(fā)出異響。

3.控制運(yùn)用

1954年7月25日全部閘門提出水面敞開泄洪,8月6日達(dá)10700m3/s,超過設(shè)計(jì)流量的34%,建閘后第3年就經(jīng)受了超標(biāo)準(zhǔn)行洪的嚴(yán)峻考驗(yàn)。1993年以前,防汛通信設(shè)備落后,上級的調(diào)度指令以及水情報(bào)汛信息傳輸困難。在調(diào)度過程中,受到孔流和堰流臨界點(diǎn)的影響,由于兩種情況下水工建筑物測流法計(jì)算公式不同,同樣的上下游水位出現(xiàn)相差很大的流量。

二、工程技術(shù)管理措施

1.檢查觀測

三河工程檢查分為經(jīng)常檢查、定期檢查、特別檢查、安全鑒定以及運(yùn)行期間的巡視檢查。堅(jiān)持用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝,定性查看和定量檢測相結(jié)合,準(zhǔn)確反映工程設(shè)備存在的問題。如采用壓鉛法檢測啟閉機(jī)軸瓦間隙,采用地震波法、電阻率法等檢測上游攔河壩內(nèi)部情況。組織開展啟閉機(jī)單項(xiàng)安全鑒定(2009年4月)、工程全面安全鑒定(2012年8月)。觀測項(xiàng)目有垂直位移、測壓管水位、河床斷面、伸縮縫、水位、流量等項(xiàng)目。除測壓管水位外,觀測項(xiàng)目自工程建成后連續(xù)觀測至今。根據(jù)長年積累的觀測成果資料分析,目前閘室、上下游攔河壩沉降基本穩(wěn)定。2000年以后,引進(jìn)了德國蔡司DINI12電子水準(zhǔn)儀,垂直觀測成果精度達(dá)到2等;引進(jìn)ADCP設(shè)備,開展流量觀測,與大斷面纜道流速儀觀測、水工建筑物測流法相互驗(yàn)證。2012年,利用雙頻識別聲吶成像技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的潛水工手摸,輔以自浮式沉柜技術(shù)定點(diǎn)探查,對水下工程進(jìn)行檢測。

2.養(yǎng)護(hù)修理

管理單位對閘門、啟閉機(jī)、土工、石工、混凝土建筑物等持續(xù)開展養(yǎng)護(hù)修理。每年汛前,啟閉機(jī)全面保養(yǎng),對軸承、齒輪等零部件均擦洗除銹上油。采用噴砂除銹、噴鋅保護(hù)、外加陰極保護(hù)等技術(shù)對鋼閘門進(jìn)行處理。采用碳纖維布粘貼加固技術(shù),維修工作橋牛腿混凝土破損位置。采用玻璃鋼材料,替換了原來笨重的啟閉機(jī)鋼罩殼。采用泡沫聚氨脂注漿材料,鉆孔維修閘墩伸縮縫。在上游引河設(shè)置攔河浮筒,警示過往船只遠(yuǎn)離行洪河道。在下游右岸翼墻后增設(shè)降壓井和排水通道。采取成孔灌注樁、攪拌樁、拋石壓腳、腰埂、頂溝與橫溝結(jié)合排水、植草磚等綜合措施,處理下游左岸護(hù)坡滑坡問題。建立了防雷系統(tǒng),防護(hù)工程建筑物及機(jī)電設(shè)備。設(shè)置限寬、限高裝置和限速、限載警示標(biāo)志,杜絕了大型超載車輛通過交通橋。

3.加固改造

工程歷經(jīng)4次較大規(guī)模的加固和多次改造,逐步消除安全隱患。1968~1970年,進(jìn)行提高標(biāo)準(zhǔn)加固;1976~1978年,進(jìn)行抗震加固;1992~1994年,進(jìn)行除險(xiǎn)加固;2012年以來,進(jìn)行啟閉機(jī)更新加固。1994年,采用粉噴樁技術(shù)對上游攔河壩進(jìn)行了地基加固。2002年,建立分層分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。2003年淮河洪水后,設(shè)置老三河退水洞,拆建了蔣壩水位站、中渡水位站、上游水位站。2013年,對閘北水電站進(jìn)行了技術(shù)改造,發(fā)電功率從160kW增加至200kW。

4.試驗(yàn)研究

1966年,首先將熱噴涂鋅(鋁)防腐技術(shù)應(yīng)用于鋼閘門?!巴苛吓c外加電流陰極保護(hù)聯(lián)合防腐在鋼閘門上的應(yīng)用”獲1978年全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)?!敖饘匍l門噴鋅防腐蝕”獲1982年國家科委和國家農(nóng)委頒發(fā)的重大農(nóng)業(yè)科技成果推廣獎(jiǎng)。20世紀(jì)80年代,開展了閘門應(yīng)力原型觀測,研究弦桿破壞原因及驗(yàn)證閘門設(shè)計(jì)公式。90年代,開展了消力池模型試驗(yàn),依據(jù)試驗(yàn)成果采用三道消力坎,即底板上的小坎、消力坎、尾坎等綜合措施。2004年,主持完成鋼絲繩清洗機(jī)研究,研制出適合于有一定傾斜角度的鋼絲繩清洗機(jī)械設(shè)備。2005年,主持完成大中型水閘工程管理數(shù)字化研究,編制數(shù)字化管理系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)數(shù)據(jù)共享。2012年,主持完成三河閘泄流流態(tài)與進(jìn)流糾偏措施研究,在數(shù)據(jù)模型建立方法上達(dá)到了國際先進(jìn)水平;研究了三河閘南北兩側(cè)半開工況下泄流穩(wěn)定問題,成果在三河閘啟閉機(jī)更新加固中得到成功應(yīng)用。

5.制訂標(biāo)準(zhǔn)

1954年2月,經(jīng)淮委批復(fù)的三河閘管理養(yǎng)護(hù)辦法,成為全國水閘技術(shù)管理領(lǐng)域的第一個(gè)規(guī)范性文件。1959年,率先制訂了始流時(shí)閘下安全水位曲線,從1963年起在全國推廣應(yīng)用。1992年,編寫的《水工鋼閘門熱噴鋅(鋁)防腐蝕工法》被建設(shè)部評定為國家級工法。1997年,編寫的《水工防腐工技師及高級技師標(biāo)準(zhǔn)(試行)》被水利部印發(fā)執(zhí)行。2001年,參加編寫《江蘇省水閘、抽水站觀測工作細(xì)則》。2010年,參加編寫江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《水利工程觀測規(guī)程》。此外,還參與編寫了水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工鋼閘門和啟閉機(jī)安全檢測技術(shù)規(guī)程》(SL101-94)和《水閘技術(shù)管理規(guī)程》(SL75-94)。四、結(jié)語三河閘工程建成于新中國成立之初,限于當(dāng)時(shí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低和設(shè)備、材料等各方面的條件,客觀上存在諸多先天不足。隨著60多年的不斷運(yùn)行,各種邊界條件的變化,各類新規(guī)范的出現(xiàn),三河閘工程技術(shù)問題逐漸暴露,涉及建筑物、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、控制運(yùn)用等各方面,工程整體不斷老化是客觀規(guī)律。目前,三河閘仍存在偏流、閘室抗滑穩(wěn)定依賴上游鋪蓋的“拖板”作用、測壓管水位“異?!?、混凝土碳化嚴(yán)重、閘門支鉸軸強(qiáng)度不滿足規(guī)范等問題,對此應(yīng)進(jìn)一步深入研究徹底解決的辦法。

作者:張友明薛松榮海北簡丹王海偉單位: