解决河道穿堤涵闸常见问题的探讨

□张玉芳 □杜晓晨(河南省豫北水利工程管理局)

解放初期，党和国家号召全民“兴水利、除水害”，可中国百废待兴，经济落后资金紧缺，水利工程投资有限，而且当时工程设计标准较低；施工的经验不足；施工材料、施工设备质量较差，造成工程先天不足，再加上工程管理水平有限，虽然短时间内建了不少水利工程，发挥了一定的效益，但在运行过程中出现了许多问题，同时年久失修，有的涵闸已不能正常使用，需要整修加固，有的已成为险工必须废弃拆除，重新设计改建。

河道穿堤建筑物是河道的重要组成部分，对河道的防洪、排洪、灌溉起到了相当重要的作用，因此，在发现和总结其问题的同时，必须做好河道穿堤涵闸的设计、施工与管理。

一、穿堤涵闸容易出现的问题

（一）设计方面

1.设计标准低，满足不了防洪、排涝的要求。

2.洞底高，排水不畅，不能发挥作用。

3.上游铺盖护坡短、下游海漫短、防渗效果差、尾部冲刷而被淘空。

4.闸下缺少消力设施，冲刷严重。

5.无闸房。启闭设备长期遭受风吹、日晒、雨淋，风化严重，影响其寿命，会经常发生故障，启闭机不灵或漏水，降低了使用效果。

6.启闭设备多为人工操作，即手动启闭，使得启闭速度慢，难度大，不能及时满足防洪排涝的要求。

7.涵闸顶部河堤路面多为土质，遇到下雨道路泥泞，即使晴天车轮也能压成深沟，使得工作人员不宜靠近启闭设备，操作困难。

（二）施工方面

1.施工材料方面原因：由于受到当时整个制造水平的限制，缺乏很好的材料用于工程，使得工程耐久性差，使用年限满足不了设计年限。

2.施工设备方面原因：往往使得混凝土标号达不到设计标号，填土达不到设计密度等。

3.施工人员方面原因：由于过分追求工期，再加上专业人员少，缺乏正确的施工常识，监督机制不健全，导致质量不能满足设计要求，降低了工程效益。

二、工程设计

（一）设计原则

本着“安全、实用美观、经济”的原则，根据具体情况，综合分析。比如有的涵闸考虑闸房工程造价会高一些，但它保护了启闭设备，方便了操作维修和管理，使得整个工程寿命延长了，直接效益和间接效益都得到了提高，那就要有长远的考虑。

（二）确定涵闸位置时，应全面考虑河堤形状、地质、进出口位置、施工条件等各种因素。

（三）在平面布置上涵闸中心线与堤防中心线交叉角宜控制在60°～90°之间，尽量做到水流顺畅、堤面平直，洞身应尽可能为直线，如确需转折时，应在转折处设置平顺的曲线段，曲线段的弯曲半径应≥5倍洞深直经（或宽度），转角应＜60°；曲线的两端用直线段连接，其长度≥5倍的涵洞直经。

（四）涵闸进口应设在涵洞所控制的排洪、排涝面积内的较低处，进口端横断面应从大到小，做成喇叭口形状，使水流平顺。

（五）出口一定要设置门框，其作用是加固衬砌末端，防止洞脸坍塌。由于出口的断面较小，流速高，单宽流量大且能量集中，在消能布置上必须使出中水流充分扩散以降低单宽流量。根据卫河、共渠的实际情况采用平面扩散消能为好。边墙的扩散角继续扩散。消力池的深度和长度一定要通过水利学的公式计算(略)。消力池后还应做一段防冲衬护保护河床。

（六）在进行结构设计时，要本着安全、经济的原则，对作用在涵洞上的荷载进行认真分析、必要的组合，一般以正常运用情况作为结构设计的控制情况。

（七）穿堤涵闸同其他建筑物一样，渗透破坏对其的安全影响也非常大，因此防渗设计也是相当重要的。首先要搞好闸涵所在位置的河堤情况，看它是沙土堤身还是粘土堤身；其次分析该土质可能产生渗透现象的机理，看是流土、管涌、接触冲刷还是接触流土，然后对症下药，不同情况做出不同方案，因此治渗不可千篇一律。只有防渗设计恰当，施工质量好，在运行过程中才不致于因渗透破坏影响建筑物的正常使用。

在抗渗设计时，一般从两方面考虑：第一，涵闸堤身和堤基渗透设计：主要选用粘性土质，加大土质的密实度、边坡放缓、消除各种隐患等措施；第二，增加渗流流经、降低渗流出口比降、降低渗流的破坏能力，一般采用在进口前面河底增加混凝土板，增加进水口两侧挡土墙的长度，所有接缝均防水处理；在出水口两侧采取防渗措施，如增加防渗铺盖，布置防渗斜墙等措施。

三、工程施工

（一）保证施工队伍的素质。要做到这一点，就得采取一定的办法，如公开招标择优确定施工单位，并签订合同，明确各方职责、权益和义务，严格按照施工规范和技术要求组织施工。

（二）健全质量监督机构，对每个工程要派有施工经验的工程技术人员负责检查监督。建立施工记录工作制度，对隐蔽工程及施工中出现的问题和处埋措施都要详细记载，根据工程进度及时地组织检查验收，不留隐患。

（三）保证建筑材料的质量。施工中的主要材料如水泥、钢材必须有产品质量合格证和试验报告。石材要坚硬，不能使用风化料，砂料要选用洁净的中粗砂。填土料一定要经过筛选剔除杂物，含水量大的粘土、淤泥、冻土、膨涨性土及有机含量＞8%、硫酸盐含量＞5%的土不能作为填土材料。

（四）严格各工序的施工控制参数。填土时一定要分层填筑，分层压实，控制干容重和铺土厚度。砌石工程施工时，因混合砂浆中的灰膏为气硬性材料，只有在空气中才能硬化，而穿堤涵闸埋设于土下，所以砌石砂浆一定要用水泥砂浆，不能用混合砂浆。混凝土施工时要注意石骨料的实际含水率、配合比、水灰比、混凝土搅拌时间等。另外混凝土应分层浇灌，分层振捣，连续浇筑，尽量缩短间歇时间，混凝土浇筑层的厚度，浇筑混凝土的最长间歇时间等不得超过规范规定值，并做好养护工作。

（五）在施工过程中，要对一些影响涵闸质量的问题进行处理。如混凝土开裂在一定程度上破坏了结构的整体性，致使钢筋结构锈蚀，承载力降低，影响结构和使用寿命。因此，对混凝土裂缝进行修补非常重要。具体来说：

1.对于细小的稳定裂缝，因其对结构承载力无影响，用水泥砂浆加胶涂抹即可。

2.对于裂缝宽度较大且独立的裂缝，先将裂缝处表面凿毛，清除浮灰，深刷水泥水，置入钢筋网、浇灌混凝土，养护达到标准后，进行水泥砂浆造面。

3.内部有缺陷和有防水、防渗要求的深层裂缝，选用钻孔，然后灌入高标号水泥浆。

4.若因外部荷载发生变化，或设计时钢筋数量不足造成构件抗弯强度不够时，可跨裂缝打斜孔，增加锚接筋，注入高强度浆液，表面水泥砂浆抹平。

对于水断面糙率要求高的构件，可采用粘贴纤维布防渗的办法，起到防渗补强的效果。

对于漏水的涵洞和闸门也要及时处理。较大直径涵洞，人可以钻进去用水泥砂浆涂抹；若顶部断裂的涵洞，可在断裂处用一定厚度的钢板，下面设支撑柱支撑。洞径小不能进人的涵洞，可将堤身挖开，取出破损的涵管，换上新管，接头处一定要增加锚接筋，便于更好的连接，增加整体强度，还可以防止表面混凝土裂缝，然后采用分层压实法将堤身复原。

闸门漏水时可移动、降低、垫高闸门止水橡皮和岸墙止水面复合，消除漏水现象。启闭系统使用不灵时，要有足够的润滑剂润滑转动部件，同时易损件要有备用件，维修工具齐全。

四、工程管理

穿堤涵闸在运行过程中，根据河流水位、季节变化情况，对其要定期或不定期的实施观测，及时发现问题，处理问题，防患于未然，具体应采取以下检测措施：

（一）检测闸房在多雨季节是否有漏水现象，一旦发现及时补救。

（二）检测涵闸周围河堤是否有蚁穴、渗流现象，发现后及时探明情况以及洞穴走向，及时采取措施堵洞渗。

（三）闸门检测时，观测其形状、闸门运行轨道是否变形，常用的方法是：用钢尺测量闸门的两对角线是否相等，或在误差内，用金属吊坠观测轨道的垂直度。检查木件部分是否有虫蛀腐蚀现象、金属构件防锈漆是否脱落、有锈蚀现象；可用铁锤的平面部分敲击，然后再用锤尖敲击，如漆皮脱落、掉锈渣，就应及时清理锈蚀部位重新刷漆，如果锈蚀面积较大、较深，就要请专家对其承载力、使用寿命进行鉴定。

河道穿堤涵闸建好后，必须坚持以防为主、防重于修、修重于抢的原则，克服“重建设，轻管理”的落后思想，成立专门的管理机构，实行专人负责，配备必要的生活、管理设施，为保证管理工作的连续性，可采取分级管理、专管与群管相结合的办法。多个村共同受益的，由建筑物所在乡水利站负责，但都必须服从县工程管理部门的统一指挥，管理人员可由县、乡、村三级商定，管理人员经费可根据具体情况，由县、乡、村财政补给和自主经营创收。

工程结束后应将竣工验收资料交给工程管理单位，工程管理部门和从事管理工作的人员，必须严格执行水工建筑物技术管理的各项规章制度，并按时进行观测养护，以保证水工建筑物的正常运用。工程管理部门还应根据《水法》、《河道管理条例》等基本法律法规，制定出相应的管理办法，切实做好管理工作。