水闸运行管理的主要技术难点探讨

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年第28期   作者:李悦聪
[导读] 作为挡水和泄水过程中的主要水工建筑物,水闸的安全使用对于水资源高效调配
        李悦聪  
        湖北省引江济汉工程管理局  湖北 武汉  430062
        摘要:作为挡水和泄水过程中的主要水工建筑物,水闸的安全使用对于水资源高效调配、管理和安全利用具有深刻影响。本文在阐述水闸工程基本构成及作用的基础上,就水闸运行管理的技术难点和控制措施展开分析,期望能进一步提升水闸运行管理质量,促进水闸工程的
稳定发展。
关键词:水闸;运行管理;技术难点;控制对策
水闸工程是关系国计民生的重要事项,其不仅关系着农业浇灌、居民用水质量,而且在水上交通、水电生产等工作中扮演中重要角色。现阶段,随着水闸工程建设规模的扩大,水闸使用量不断增多,其使用类型也在逐渐丰富,然而从水闸运行过程来看,除风雨、雷电外,两侧水头差、泄流冲击等要素都会对水闸的使用效果造成损伤,这些损伤会给水闸运行管理带来一定难度,基于此,有必要进行水闸运行管理方法的不断优化,以此来保证水闸工程的安全稳定运行。
一、水闸工程的构成和作用
作为各大水库建筑物中的重要组成部分,水闸结构大致可分为锁室、连接区域和闸门三个部分。其中锁室又常被人们成为内闸门,其在水库水资源锁定中发挥这重要作用,通过锁室的运作,能将水资源挡在水库内部,避免其不受控制流程。水闸工程运作中,锁室通常和水库内的水联系在一起,其是承受水压的第一部分,必须确保这一部分的牢固和稳定。连接区域是锁室后的一个空白区域,其主要是在排水的时候投入使用,借助于连接部门,能将水库的水和需要排放的水短暂的隔离,这对于闸门保护和海量水资源的安全倾泻具有积极作用。闸门是显露在水闸工程外部的重要单元,作为水闸工程的第二道闸门,该闸门并不会与水直接接触,在排水过程中,连接区域的水资源是通过这一闸门排泄的,当内闸门在水冲击作用下发生破损时,其还能起到充当二次保护层的作用[1]。
二、水闸运行管理中的技术难点
1、混凝土材料老化
混凝土结构漏水是水闸工程运行中的常见问题。通常水闸工程的锁室为混凝土结构,在长期使用中,锁室部位的部分混凝土会老化脱离或产生裂缝等,这使得水闸渗漏的风险增大。诱发混凝土结构损坏的原因包含两个层面:一是在初期水闸施工阶段,对于混凝土原材料的选择不合理,同时未能对施工过程进行有效控制,这使得水闸的整体性能有所下降。二是在长期使用中,水闸混凝土结构不仅受风雨、雷电影响,而且持续性受两侧水头差、泄流冲击的作用,长冲刷使其老化严重,容易造成结构损坏,引起渗水、漏水问题。
2、闸门的腐蚀振动及漏水
水闸工程建设应用中,钢闸门不仅具有安全可靠的特点,而且启闭过程较为轻巧、灵活,所以应用较为广泛。但结合水闸闸门日常维护状况来看,闸门在长期使用中还存在较为严重的修饰问题。有的钢闸门使用时间较久,锈蚀较为严重,用手一剥即能成块脱落;尤其是在闸门的边柱部位,这些部位养护油漆涂刷困难,长年得不到有效地保护,这使得该部位的锈蚀明显比其他部位严重。闸门的锈蚀会对自身机体产生较大影响,一些闸门会因此无无法闭合或者闭合不严密,继而导致漏水问题发生。另外随着闸门修锈蚀问题的严重,平板钢闸门滚轮锈死不转,轨道磨损问题也会越来越突出,并且部分闸门还会出现弧形闸门支铰卡阻、止轴板剪断等问题,这些问题严重影响了闸门作用的发挥[2]。
3、闸门自动化控制水平低
闸门自动化管理是水库闸门工程现代化管理的内在要求。在闸门自动化监控过程中,需要在计算机、现代通信等技术的基础上, 融合使用自动控制、自动运动设备、现代量测技术、继电线路理论等内容,共同完成对闸门自动化的监测与控制。

然而在现代阶段,我国较多水库水闸在运行监控设计中不够完善,尤其是在闸门自动化控制层面存在较多问题。一方面,对于闸门自动化控制系统的硬件基础建设较少,这使得中心控制站对子站闸门的运行管理控制能力较薄弱。另一方面,在已建设的闸门自动化控制系统中,动化装置的稳定性不高、抗干扰能力不足,这严重地影响了闸门自动化控制的效率和质量。
三、水闸运行管理中技术难点问题的解决处理
1、混凝土构件保护处理
水闸工程运行管理中,重视混凝土碳化处于对于提升水闸工程运行效率与安全具有深刻影响。通常情况下,要从源头上消除或者减少混凝土结构过早碳化问题,就必须优选工程建设材材料,如选择用防水水泥进行水工建筑物施工,并加强混凝土结构浇筑过程管理等,确保水闸混凝土结构从初始阶段具有良好的性能。在运行管理中,要解决混凝土碳化问题,应根据碳化的程度和深度,差异化的进行方法选择和应用。碳化混凝土具体处理中,应先将碳
化的混凝土全部凿去,并表面清理干净;然后合理选择如环氧聚酯、丙乳砂浆、丙乳混凝土等材料,要求这些材料的标号高于原材料标号,规范化的进行碳化部位的修复。需注意的是,在混凝土构件保护处理中,一旦存在锈蚀,则需按照先除锈再修补混凝土的方式进行处理,部分钢筋锈蚀严重是,还需更换构件。完成混凝土修复后,可考虑通过环氧厚浆涂料进行封闭处理,避免浇筑混凝土再次过早老化。
2、强化闸门的运行控制
水闸闸门应用中不仅有锈蚀的风险,而且容易发生渗漏、振动等风险。新时期,解决闸门运行控制管理难题应注意以下要点:其一,在闸门锈蚀处理中,首先应通过改变结构形式、减少表面积比等形式,消除腐蚀产生的具体原因。譬如在不同的金属材料之间,应通过绝缘材料隔开的方式来消除接触电偶腐蚀,其次水闸闸门应尽可能地选择非金属材料、耐蚀合金材料,通过这些材料可有效改善闸门锈蚀问题。最后应在增加构建厚度的基础上,规范使用涂层法、电化学法,实现闸门金属构件的有效保护。其二,在闸门运行管理中,还应重视闸门的启闭控制。在闸门启闭前,应制定科学、规范的闸门启闭管理方案,为闸门安全稳定运行提供指导,同时在启闭操作时,必须由具备专业资质的操作人员负责,并加强启闭操作过程的监管,提升闸门启闭管理工作效率和质量。其三,在闸门控制中,应尽可能削弱闸门振动现象,一方面,应系统检查闸门振动现象发生的部位,深入分析闸门振动原因,避免振动问题再现;另一方面,在日常维护管理中,应重视闸门的结构检查和持续维修,尤其是在汛期到来时,应注重各个连接部件的系统管理,避免闸门振动问题加剧[3]。
3、建设水闸自动化监测系统
规范化的进行水闸自动化监测系统建设,能为水闸的自动化、智能化控制创造有利条件。一方面,在水闸自动化监测系统建设中,首先应对水闸需要监督的内容进行系统分析,根据监控的对象,系统化的进行现地单元、闸门控制系统、控制室单元布局,确保各单元的硬件设备不仅满足水闸自动化监测需要,而却具有较强的抗干扰能力,能广泛适应各种复杂的监测环境。另一方面,应对水闸自动化监测系统的软件工功能进行系统分析,以此来实现闸门运行状况、水文水情数据、现场视频信号的有效反馈,继而真正地做到远程监视、实时监测和精细管理。
结论
加强水闸运行管理对于水资源高效调配、管理和安全利用具有深刻影响。新时期,人们只有充分认识到水闸的功能作用,然后系统分析水闸运行管理的技术难点,并针对性地进行优化处理,这样才能提升水闸运行管理的效率和质量,进而最大限度地发挥水闸的作用,促进水闸工程的安全、稳定发展。
参考文献
[1]王辉.中型水闸运行管理中几个问题的探讨[J].华东科技(综合),2019(2):209.
[2]王军.探讨中小型中小型水闸管理工作存在的问题及应对措施[J].建筑工程技术与设计,2018,(1):973.
[3]黄碧水.龙海市南溪桥闸运行管理中险情成因分析及对策[J].科学技术创新,2020(14):181-182.
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