浅论水闸工程设计存在问题与建议

浅论水闸工程设计存在问题与建议
【摘要】当前，水利不仅作为农业的命脉，也作为国民经济可持续发展的命脉。

文章详细介绍了水闸工程设计存在的一些问题并进一步对工程运行建设提出相应建议。

【关键词】水闸设计；存在问题；建议
1.偶发缺陷举例
1.1忽视反向挡水需求
忽视河槽调蓄作用，水闸闸门不设反向止水拦蓄水源。

某行洪河道，兼有排泄流域洪水和排除两岸涝水功能，在两岸堤防建有许多穿堤涵闸。

这些涵闸设计上主要功能为相机排涝，即河道行洪时关闸挡洪，河道不行洪时开闸排涝。

基于此，有的涵闸闸门只设置了挡洪止水，未设置反向止水，没有反向挡水的功能。

然而，灌区需要涵闸具备反向挡水功能—干旱季节关闭涵闸拦截雨水、回归水，供下一级灌区灌溉。

工程验收时，该设计缺陷成为工程缺陷。

管理单位一直努力寻求其他的保水灌溉手段，但控制运用复杂、风险较大、效果较差。

另有一座涵闸，同样是只考虑了挡洪时止水未考虑排涝时止水，选用了单向挡水铸铁闸门，给工程控制运用带来了很大的风险和困难。

该闸在河道行洪时的控制运用方案为：在河道行洪初期不应提前关闭闸门，防止涝水上涨过快破坏闸门和门槽，采取分级下降闸门的方式，待洪水与涝水涨平时关闭闸门；行洪末期应平水开闸，防止洪水退去涝水较高破坏闸门和门槽。

这就要求运行人员严密监视水位变化，及时控制闸门，稍有不慎即可能造成闸门损坏，影响工程正常运行，该闸曾在一次应急反向挡水时发生闸门轨道崩毁事故。

1.2忽视反向过流需求
平原地区许多水闸兼有排涝和引水功能，均设有双向消能设施。

但在设计中，有些水闸反向挡水需求不强烈，从而被设计成单向过流。

为满足反向过流需求，有的水闸采取抛石防冲措施，有的水闸通过加固改造增设反向消力池。

某水闸设计为单向过流，在遭遇反向水位差时即关闸挡水，但实际运行中经常有反向过流，因此不得不在建成后又另建了一座简易的反向过流工程。

1.3忽视观测设施设计
垂直位移观测设施设计常见问题主要是水准点、工作基点设计不满足《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897）要求，观测不方便，工作基点不稳固，选用的水准仪精度不够、自动化程度低。

河道断面观测设施设计常见问题主要是缺少具体设计，列出的观测设备不齐全；扬压力观测设施方面常见问题主要是测压管滤水器设计基于常规模式，易堵塞、敏感性差，管口保护措施简单、保护
效果较差，施工技术要求交代不详，普遍存在交付使用时堵塞、使用不久就出现失效现象。

1.4忽视交通道路设计
水利工程交通道路包括防汛道路、对外交通道路、内部交通道路等，虽交通流量较小，但承载着防汛抢险、大型设备运输、施工机械出入等重负。

然而，上述道路通常被认为属于辅助设施、次要工程，设计标准偏低，常出现结构简单、承载力差、转弯半径不够、宽度不能满足会车要求等问题。

一些道路建成后即安装限高限宽装置，禁止重载车辆通行；一些道路建成不久即出现裂缝、坍塌，维修不断，影响防汛抢险和工程运行管理。

1.5忽视自动化设备稳定耐用需求
目前，新建水闸或加固改造的水闸，一般都配置了微机监控系统、视频监视系统，设置了水位、开度、扬压力、电量等数据采集，实现了微机集中控制、Web发布，具备了远程控制条件。

但是，这样的自动化设计对工程管理来说有其弊病。

一是实用性不大，安全性没有保障。

如一些水闸，一年启闭不过几次，甚至许多年只使用一次，闸门自动控制系统没有实用意义；一些工程设置闸门群控、远程控制，由于无法全面监视闸门启闭机运行状态、上下游引水状况，出现异常情况不能实时发现和及时处置，存在安全隐患。

二是可靠性、耐久性不够，维修成本高。

系统不稳定，传感器、摄相机、信号传输线路等部件故障多，设备老化、淘汰快，随着时间推移，功能不断退化，渐渐瘫痪。

1.6忽视液压启闭机维修难的问题
液压启闭机使用久后会出现渗油、液压油变质、双吊点不同步、闸门下滑等现象。

液压启闭机进口密封圈额定使用寿命为5 ～8 a，超限使用可能破坏，导致液压油泄漏和设备瘫痪，影响工程运行，污染环境。

更换密封圈工作量很大，技术要求较高，费工费时，费用不菲。

若液压系统质量较差或设备安装达不到技术要求，其运行故障率将很高，而且排除困难。

相对来说，卷扬式启闭机、螺杆式启闭机故障率低、运行可靠、维修方便，排除故障费用也较低。

1.7其他缺陷
一些水闸运用中要求闸门维持开启状态，因闸门无锁定装置，不方便对闸门、启闭机进行检修，如闸门吊座吊耳维修、绳股启闭机钢丝绳清洗、螺杆启闭机螺母更换、液压启闭机油封更换等均难以实施。

一些水闸工作桥排架设计为墩墙，不便于闸门侧滚轮、主滚轮检修。

一些闸门、钢架设计时选用型钢配合钢板组成梁格，但却忽视了型钢与型钢、型钢与钢板贴合面防腐需要。

有的水闸电动葫芦轨道设计时，忽视轨道热胀冷缩效应，对安装技术要求交待不详，导致工程在经历寒暑交替后，出现混凝土结构开裂、承重螺栓变形、轨道弯曲等现象。

2.原因分析
2.1对工程管理重视不够
工程管理设计缺陷一般对工程安全没有直接影响，而且在工程交付使用后，多数工程缺陷可以通过技术改造、管理方案调整等措施予以解决或弥补。

这种“没有严重后果”的属性，必然难以引起建设、设计等单位高度重视，催生了设计缺陷时有发生。

2.2对工程管理的需求和发展调研不够
设计人员对流域和区域内的工情、雨情、水情、农情、城市防洪以及经济社会的发展等方面情况掌握不全面，易造成功能性设计缺陷。

对次要建筑物、附属工程不重视，易造成局部标准偏低，耐久性较差。

对基层实际情况不了解，对管理单位意见不重视，易造成设备选用失当，自动化设计浮华。

2.3对工程管理设计研究不够
工程管理设计有许多技术问题值得研究。

如测压管如何设计才能防止堵塞；钢轨道如何安装才能消除因热胀冷缩引起的内应力，防止构件破坏；闸门顶止水如何设计才能确保既不漏水又不致撕裂；通航河道上的拦船设施如何设计才能拦截大吨位船只，防止船翻人亡，闸门受损……诸如此类，需要设计单位通过深入研究推出优秀设计方案。

但是，这些问题在许多交付使用的工程上有得到较好解决。

究其原因，还是设计方对工程管理设计不够重视，不屑于小技术的研究。

2.4运行管理单位介入不够
运行管理单位对工程建设介入不够是引起工程管理设计缺陷的另一重要原因。

组织方面表现为技术性不强、专业不匹配、参与不连续；工作方面表现为主动性不够，不能超前谋划，缺乏责任心。

3.建议
3.1建立“建管并重”机制
将工程管理与工程建设放在同等重要的位置，出台政策时重视工程管理，制修标准时兼顾工程管理，审查项目时照顾工程管理，努力在行业内部营造重视工程管理的良好氛围。

在工程建设时，制度建设中不降低工程管理要求，质量监督中不忽略工程管理内容，工程验收中不放过工程管理缺陷。

3.2发掘工程管理潜在需求
关于水闸设计资料的收集，设计单位有其完整的内部管理制度，流程一般包括前期调查、设计期间沟通、各阶段设计文件审查、施工期间调整、各阶段工程验收、设计回访等。

前期调查应广泛开展，组织必要的勘察、观测、试验；设计
期间的各阶段设计文件审（下转第397页）（上接第394页）查应有熟悉运行管理的技术人员参加；施工期间发现问题，设计单位应耐心倾听，采纳合理意见，优化方案，作出设计变更；验收阶段发现问题，应认真研究，能整改的提出整改方案，无法整改的提出弥补缺陷的运行管理方案；设计回访应对工程各个部位的运行情况认真垂询，听取管理单位的意见，不要因为是小问题而忽视。

3.3运行管理单位主动介入工程建设
管理单位应在工程前期主动介入工程建设，组建班子持续跟进，深入研究工程建设中有关工程管理的内容，安排技术人员参与工程建设，对于工程管理方面的设计缺陷要早发现、早提出。

【参考文献】
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[3]房曙.关于水闸加固设计的分析[J].中国水运（下半月），2011（12）.。