浏阳市水闸除险加固工程管理实践与创新

一、引言

水闸作为水利工程体系的关键节点，其安全运行直接关系区域防洪、灌溉与生态安全。浏阳市境内水闸多建于 20 世纪 60-70 年代，受限于当时技术条件，普遍存在“三边工程”遗留问题（边设计、边施工、边调整），加之长期受水力冲刷、泥沙磨损及环境侵蚀，截至2023 年，全市17 座重点水闸中12 座被鉴定为三类或四类闸，亟需系统除险加固。2024 年，浏阳市依托国债项目，完成高中、胜利、横山、马王滩 4 座中型水闸除险加固，总投资 8972 万元。工程涉及基础防渗、闸室结构加固、闸门更新、消能防冲设施重建等复杂内容。作为项目管理核心成员，笔者针对南方丘陵地区水闸特点，构建了“前期精准诊断 - 中期科学管控 - 后期长效维护”的全周期管理体系，实现了技术难点突破与管理效能提升的双重目标。

二、水闸除险加固的必要性

在长期服役期间水工建筑物会持续受到复杂水文条件多重作用，这些作用包含水力冲刷、泥沙磨损以及环境温湿度波动等因素，这使得建筑材料性能出现渐进式劣化情况。具体体现为混凝土结构在碳化作用与氯离子 共同影响下产生微观缺陷，降低了其力学性能与耐久性，钢筋锈蚀产物产生体积膨胀效应，促使保护层开裂并形成渗水路径（图1） 。金属构件在潮湿环境中容易产生电偶腐蚀现象造成几何尺寸变化，严重影响设备运行可靠性，值得关注的 小信藏 引发的累积损伤， 能造 成关键部位应力重分布进而削弱结构整体稳定性，若不采取有效维护措施上述损伤机制会产生协同效应，最终可能导致挡水功能丧失、过流能力衰减乃至突发性结构破坏，对工程安全运行构成重大威胁 [1]。

（二）地基失稳与渗透破坏的连锁效应

水闸工程安全性能很大程度依赖于地基稳定性状况，在长期运行过程中地基土体受渗透压力、振动荷载及地下水位变化等多重因素影响，进而产生沉降变形、液化或管涌等不良地质现象。软土地基承载能力不足常导致闸体出现不均匀沉降，并引发闸室倾斜或底板开裂等结构性问题，砂质地基在渗流作用下易形成潜蚀通道，严重影响地基整体稳定性，若闸基与两岸连接部位防渗系统有薄弱环节，在高水位差作用下会加速渗流速度致扬压力增大和土体流失，进一步加大地基掏空可能性，这些安全隐患不仅显著降低水闸挡水效能，还可能通过相互作用机制引发边坡失稳或岸墙倒塌等连锁反应，最终导致整个工程系统稳定性丧失，所以必须采取有效加固措施恢复地基与上部结构力学平衡关系[2]。

（三）设计标准滞后与功能升级需求

水利工程发展初期时因受当时技术条件和理论认知水平限制，水闸工程设计规范普遍较为保守，和现代水利设施在防洪减灾、生态保护及多功能调度等方面综合要求有明显差距。 具体表现为泄洪设施设计排涝能力难以适应 气候变化背景下极端暴雨事件，存在洪水漫溢隐患情况，闸门控制系统自动化水平较低制约突发情况下快速反应能力。消能工结构设计缺乏对生态基流考量影响水生生物迁徙通道连续性，同时受施工技术限制部分早期工程存在接缝渗漏、混凝土浇筑质量不达标等隐患，加速建筑物老化损坏，实施除险加固工程可有效整合新型复合材料、自动化监测设备及生态工程技术，显著提升水闸防洪能力、管理效能及生态协调性，实现工程安全与水资源优化配置、区域可持续发展有机统一[3]

三、工程概况与管理难点

（一）项目特征

高中水闸：建于1969 年，控制流域面积1076km²，原闸坝为三合土浆砌石外包混凝土结构（俗称“金包银”），存在闸基渗漏、泄流能力不足（原设计泄流量 1838m³/s，实际校核流量需达 2550m³/s）、闸门锈蚀卡死等问题。加固工程包括新建 15 孔液压辅控式翻板闸门、帷幕灌浆防渗、消力池重建等，总投资11453 万元。

胜利水闸：1973 年竣工，枢纽由溢流坝、泄洪闸、冲沙闸组成，因建设时期资金短缺，存在浆砌石护坡损毁、消力池结构老化等问题。加固工程需拆除原坝体，重建泄水闸坝，新增放空工作闸，配套信息化监测系统，总投资3013 万元。

横山水闸：1957 年 11 月修建，1958 年 4 月建成，施工采用民办公助、大搞群众运动的型式，水闸建成运行 60 多年进行了多次维修，闸门更换、溃决堤防维修。冲砂闸闸墩老化，砼发生剥落，闸门己出现锈蚀，漏水严重，启闭机房矮小阴暗等问题。本次加固工程为拆除原溢流堰、冲砂闸和两岸引水闸，新建消力池，更新闸门及启闭机，改造闸室下游渠道，新建水闸进场道路 （ 防汛公路 ），水闸管理所房屋修缮，总投资2514 万元。

马王滩水闸：新建液压辅控水力自控翻板闸溢流闸坝；新建消能防冲设施；新建鱼道，延长冲砂闸泄水管；新建两岸上下游护岸；新建管理用房及水闸安全监控监测设施；更换左右岸水轮泵站的启闭机、闸门、水轮泵机组；拆除筏道及原泄洪闸翻板门等项目，总投资为3081 万元。

（二）共性难点：

地质条件复杂：白垩系砾岩基础遇水软化，强风化层厚0.6-6.8m，渗透系数达 12.7-16.7Lu（中等透水）；

施工干扰大：水闸多位于河道主行洪区，需在一个水文年内完成施工，工期压缩至12 个月；

技术标准升级：防洪标准从20 年一遇提升至50 年一遇，闸门自动化控制需与现有水利信息化平台对接。

（三）管理痛点分析

参建主体协调：4 个项目同步实施，涉及设计、施工、监理单位12 家，材料供应商20 余家，存在工序衔接冲突；

资金统筹压力：国债资金分年度下达，需动态调整施工优先级，确保配套资金到位率；

老旧工程资料缺失：原设计图纸、施工记录不全，需通过地质雷达、钻孔取芯等手段重新勘察，增加前期工作难度。

三、全周期工程管理创新实践

（一）前期管理：精准诊断与方

结构安全诊断：采用超声回弹仪检测混凝土强度，发现高中水闸闸墩强度仅达C15（设计 C25），胜利水闸底板裂缝宽度最大达3mm ；

水文复核：利用HEC-RAS 模型模拟洪水演进，确定高中水闸需扩宽泄水闸至90m，胜利水闸需增设消力池深1.0m ；

管理现状评估：建立“问题清单”，如马王滩水闸缺失安全监测设施，需新增GNSS 变形监测点20 个。

2、方案比选与价值工程应用高中水闸泄水闸方案对比：

最终选用液压辅控式翻板门方案，节省投资168 万元，缩短工期2 个月

（二）施工管理：四化模式

1、“四化”管理模式

标准化：编制《浏阳市水闸加固施工工艺标准》，明确帷幕灌浆“三序孔施工”（先导孔- Ⅰ序孔- Ⅱ序孔）、碳纤维布粘贴“五检制”；

信息化：应用BIM 技术建立三维模型，高中水闸钢筋制安误差控制在±5mm 内，胜利水闸混凝土浇筑实现温度实时监测；

精细化：针对砂卵石地层，采用“高压旋喷桩+ 灌注桩”组合基础，高中水闸基础承载力从140kPa 提升至320kPa ；准备阶段：提前6 个月完成征地拆迁、料场选址，高中水闸砂卵石料场距工地12km，通过8t 自卸车专线运输；

主体阶段：采用“两期导流”施工，一期施工左岸泄水闸，二期转右岸，胜利水闸实现1970m³/s 洪水期不停工；

专业化：组建专家库，邀请中南大学、省水利设计院专家解决23 项技术难题，如马王滩水闸岸坡滑坡应急处理。2、进度管控“三阶段法”

扫尾阶段：建立“验收倒计时表”，提前30 天完成资料整编，4 个项目均一次性通过合同工程验收。（三）质量安全管理体系构建

1、三级质量管控

施工单位：设置16 个质量控制点，如高中水闸帷幕灌浆采用自动记录仪，压力控制在0.3-0.6MPa ；监理单位：实行“平行检测”，胜利水闸钢筋焊接抽检合格率达98%，混凝土抗压强度合格率 100%建设单位：委托第三方检测，发现马王滩水闸浆砌石勾缝不密实问题，责令返工处理500m²。2、安全双控机制

风险分级管控：辨识高处作业、有限空间作业等风险点42 处，高中水闸施工平台设置防护栏杆+ 安全网；

隐患排查闭环：利用“水利安全生产信息系统”，整改用电隐患27 项，机械伤害隐患15 项。（四）后期管理：长效运维与效益评估

1、信息化监测系统：

各水闸布设渗压计14 个、测缝计7 个、GNSS 测点2 个，数据实时传输至浏阳市水利监控中心，实现“水位- 流量- 位移”联动预警；高中水闸试运行期间，通过监测发现右岸绕坝渗漏，及时启动帷幕补强灌浆，渗漏量从23L/s 降至5L/s。2、效益分析：

防洪效益：4 座水闸保护农田4.8 万亩、人口6 万人，预计年均减少洪涝损失1200 万元；

灌溉效益：恢复设计灌溉面积1.2 万亩，高中水闸提水流量从0.25m³/s 恢复至0.5m³/s ；

生态效益：通过生态基流控制，捞刀河下游鱼类栖息环境改善，生物多样性指数提升15%。

四、关键管理经验总结前期勘察优先：对无资料水闸，需投入总投资3% 用于地质复勘，高中水闸因此避免了基础处理方案变更；

合同条款细化：在招标文件中明确“汛期停工损失分担机制”，胜利水闸因2023 年超标准洪水导致的窝工损失，按合同由各方分摊；

廉政风险防控：实行“双公示”制度（资金使用、验收结果公示），4 个项目均未发生违纪问题。

图3 胜利水闸施工后图片

五、结论与展望

浏阳市水闸除险加固工程管理实践表明，通过全周期精细化管理，可有效解决老旧水闸“病因复杂、技术要求高、施工难度大”等问题。未来需进一步探索：

引入AI 图像识别技术，提升裂缝检测效率；

推广EPC 总承包模式，减少参建主体协调成本；

建立水闸健康指数评价模型，实现预防性维护。

该管理模式已在湖南省水利厅组织的现场会上推广，为长江经济带类似水闸改造提供了实践参考。参考文献

[1] 赵蓉。水利水电工程管理与水土保持技术要点分析[J]. 工程技术研究，2024，9（20）：99-101

[2] 淮安市水利勘测设计研究院。浏阳市高中水闸除险加固工程初步设计报告[R].2024.

[3] 张连波。泵站水闸除险加固施工技术探析 [J]. 城市建设理论研究，2024，（32）：129-131.

[4] 湖南省水利厅。水闸安全鉴定管理办法 （ 水建管 [2008]214 号 ）[S].2008.

作者简介：赵蓉（1979.11-），女本科，工程师，主要从事水利水电工程管理与水土保持等相关工作