徐樓節(jié)制閘工程安全狀態(tài)評(píng)價(jià)

摘要：針對(duì)徐樓節(jié)制閘工程存在的問題，從現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)和復(fù)核計(jì)算三方面對(duì)水閘進(jìn)行了安全鑒定分析，并綜合三方面情況對(duì)水閘的安全狀態(tài)進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，同時(shí)還對(duì)水閘安全狀態(tài)對(duì)水閘除險(xiǎn)加固提出了一些措施和建議。

關(guān)鍵詞：徐樓 節(jié)制閘工程 安全狀態(tài)評(píng)價(jià)

1 工程概況

徐樓節(jié)制閘工程位于安徽省淮河一級(jí)支流新汴河上游南沱河段，地處淮北濉溪縣百善鎮(zhèn)徐樓村，距百善鎮(zhèn)10km，距濉溪縣城11km。閘址處控制流域面積2770km²，占南沱河全流域面積41.72％，是一座以防洪、排澇、灌溉等綜合利用的水利工程。工程設(shè)計(jì)等級(jí)為Ⅲ等3級(jí)，設(shè)計(jì)洪水頻率P=20％，相應(yīng)洪峰流量450m3／s，相應(yīng)洪水位29.16m，校核洪水頻率P=5％，相應(yīng)洪峰流量680m3／s，相應(yīng)洪水位30.79m。

徐樓節(jié)制閘工程始建于1969年3月，設(shè)計(jì)灌溉面積3.12萬(wàn)畝。閘址處位于閘河向斜西冀，第四系沖(洪)積層達(dá)70～80米，下覆地層為奧陶系地層，以碳酸鹽為主的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。場(chǎng)地周圍無(wú)活動(dòng)斷裂，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單。屬相對(duì)穩(wěn)定地塊，閘址處區(qū)域地震烈度小于VI度。

水閘工程建成以來(lái)，經(jīng)受了多次大洪水考驗(yàn)，基本上能發(fā)揮工程的各項(xiàng)效益，但由于水閘運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，工程老損日益嚴(yán)重，加之興建時(shí)歷史和經(jīng)濟(jì)方面原因，工程建設(shè)時(shí)的質(zhì)量問題日益暴露，這些問題已嚴(yán)重影響了工程的安全運(yùn)行和效益發(fā)揮。目前，改工程已被安徽省水利廳列入安全鑒定和除險(xiǎn)加固工程計(jì)劃。

2 工程現(xiàn)狀調(diào)查分析

徐樓節(jié)制閘工程管理處根據(jù)《水閘安全鑒定規(guī)定》的要求，對(duì)工程現(xiàn)狀進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)查分析，對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工中存在的問題進(jìn)行了深入地探討，并結(jié)合工程管理運(yùn)用過(guò)程中存在的問題，對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、復(fù)核計(jì)算的內(nèi)容和除險(xiǎn)加固措施提出了意見和建議，編寫了《工程現(xiàn)狀調(diào)查分析報(bào)告》。

徐樓節(jié)制閘工程建成至今已運(yùn)行40年，目前已暴露出許多問題。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查分析，目前徐樓節(jié)制閘工程存在以下幾個(gè)方面的問題：

2.1 該閘于1969年建設(shè)，是一座8孔的節(jié)制閘。經(jīng)過(guò)幾十年汛期考驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在不少問題，又因?yàn)殚l上增加“三小”(王郢溝、小曹溝、小運(yùn)河)工程，增加250平方公里的來(lái)水面積，根據(jù)豫、皖兩省水利糾紛協(xié)議精神，故于1976年把原閘廢掉，利用舊閘墩墻，建現(xiàn)在的孔寬為9.45-12米不等的節(jié)制閘，所以存在閘下6米處有兩孔老閘墩項(xiàng)沖現(xiàn)閘門。使得閘門運(yùn)行時(shí)，水流剛出閘門就改變了流態(tài)，長(zhǎng)期處于非正常運(yùn)行狀態(tài)，不能達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。

2.2 閘門砼部分碳化、鋼絲網(wǎng)外露，所有鐵件銹蝕嚴(yán)重，強(qiáng)度降低，閘門門背支架多處裂縫，閘門底梁有6處放射狀裂縫，小肋條有多處裂縫。水下鋼絲繩銹蝕嚴(yán)重，經(jīng)檢查，水上鋼絲繩也因經(jīng)費(fèi)問題多年沒有更新，有斷絲、扎傷現(xiàn)象，強(qiáng)度已經(jīng)降低，閘門存有很大隱患，影響安全運(yùn)行。

2.3 啟閉機(jī)架銹蝕、老化，根據(jù)《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》(SL226-98)規(guī)定，啟閉機(jī)運(yùn)行超過(guò)年限，已達(dá)到報(bào)廢條件。

2.4 閘門底封水、側(cè)封水嚴(yán)重老化、漏水，由于維修經(jīng)費(fèi)不足，一直未得到修復(fù)。

2.5 排架柱砌筑條石均風(fēng)化嚴(yán)重，大多數(shù)排架柱條石存在豎向裂紋，勾縫砂漿脫殼或脫落，砌筑砂漿局部脫落成空洞等問題，無(wú)法滿足抗震要求，存在嚴(yán)重的安全隱患。

2.6 上下游工作橋橋板及橋梁混凝土老化，工作橋梁、板均存在鋼筋銹脹或銹脹裸露，工作橋存在嚴(yán)重的安全隱患。

2.7 翼墻勾縫砂漿多處脫落或脫殼，局部砌筑砂漿脫落成空洞；上下游翼墻均存在多處墻帽斷裂，下游左右翼墻與老公路橋墩連接伸縮縫拉開錯(cuò)位等問題，翼墻存在一定的安全隱患。

2.8 上游護(hù)坡勾縫砂漿多處脫落或脫殼，局部砌筑砂漿脫落成空洞，存在多處砌石坍塌及缺失等問題，護(hù)坡存在一定的安全隱患。

2.9 由于近年公路橋上車輛超載，橋結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受超重荷載作用下引起橋墩混凝土老化、剝蝕，骨料裸露：拱圈混凝土老化、剝蝕、斷裂，呈坍塌趨勢(shì)，處于報(bào)廢狀態(tài)；欄桿毀壞嚴(yán)重，順筋銹裂，鋼筋外漏，存在嚴(yán)重的安全隱患。

3 現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)及檢測(cè)結(jié)果分析

3.1 檢測(cè)方法和內(nèi)容 根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查分析報(bào)告反映的徐樓節(jié)制閘工程存在的問題和水閘安全鑒定的有關(guān)規(guī)定，安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院巖土工程質(zhì)量檢測(cè)所針對(duì)徐樓節(jié)制閘工程存在的問題和工程復(fù)核測(cè)計(jì)算的要求，就水閘工程效能防沖設(shè)施的有效性、完整性hinge、地基及混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)采用了剪力儀、試驗(yàn)壓力機(jī)、回彈儀、顯微鏡量測(cè)標(biāo)尺等儀器設(shè)備，得出來(lái)較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

3.2 檢測(cè)結(jié)果

3.2.1 閘墩：閘墩墻混凝土老化、剝蝕嚴(yán)重，最大達(dá)43mm，且混凝土骨料裸露，閘門下游墩墻混凝土老化剝蝕，部分墩墻存在蜂窩麻面。當(dāng)時(shí)施工質(zhì)量較差，混凝土震搗不密實(shí)或模板交接縫漏漿，導(dǎo)致混凝土表面疏松，產(chǎn)生蜂窩、麻面，在長(zhǎng)期水流沖刷下形成剝蝕區(qū)等問題，閘墩存在一定的安全隱患。

3.2.2 排架柱：砌筑條石均風(fēng)化嚴(yán)重，局部條石呈層狀剝落，大多數(shù)排架柱條石存在豎向裂紋，勾縫砂漿脫殼或脫落，砌筑砂漿局部脫落成空洞等問題，排架柱存在嚴(yán)重的安全隱患。

3.2.3 啟閉機(jī)梁：1#～8#孔啟閉機(jī)梁均存在大量蜂窩、麻面、剝蝕及骨料裸露；1#、4#、5#、6#及8#孔梁存在鋼筋銹脹裸露：4#、7#及8#孔梁存在混凝土破損區(qū)，啟閉機(jī)梁存在一定的安全隱患。

3.2.4 工作橋：上下游工作橋橋板及橋梁混凝土老化，每孔工作橋梁或橋板均存在多處鋼筋銹脹或銹脹裸露，工作橋存在嚴(yán)重的安全隱患。

3.2.5 翼墻：勾縫砂漿多處脫落或脫殼，局部砌筑砂漿脫落成空洞；上下游翼墻均存在多處墻帽斷裂，下游左右翼墻與老公路橋墩連接伸縮縫拉開錯(cuò)位等問題，翼墻存在一定的安全隱患。

3.2.6 護(hù)坡：上游護(hù)坡勾縫砂漿多處脫落或脫殼，局部砌筑砂漿脫落成空洞，存在多處砌石坍塌及缺失等問題，護(hù)坡存在一定的安全隱患。

3.2.7 閘門及啟閉機(jī)：①閘門：閘門止水鐵件均銹蝕嚴(yán)重，局部銹爛：閘門止水橡皮均存在脫落，滲漏；面板均存在鋼絲網(wǎng)外露，支臂及牛腿鋼筋銹脹裸露，緊固拉桿及支撐鉸銹蝕等嚴(yán)重問題，閘門存在嚴(yán)重的安全隱患。②啟閉機(jī)：機(jī)架存在銹蝕、機(jī)架焊縫內(nèi)部質(zhì)量經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行存在缺陷，啟閉設(shè)施存在損壞、鋼絲繩銹蝕嚴(yán)重，啟閉機(jī)運(yùn)行超過(guò)30年，根據(jù)《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》(SL226-98)規(guī)定，已達(dá)到報(bào)廢條件。

3.2.8 閘地基土 上部由素填土組成，局部夾輕粉質(zhì)壤土，屬新近(堆)沉積，土層結(jié)構(gòu)松散，孔隙比大，強(qiáng)度較弱，工程特性較差。下部由②層粉質(zhì)粘土及③層粉、細(xì)砂等組成，為一般粘性土、砂土，正常固結(jié)，土質(zhì)密實(shí)，均勻，孔隙比一般，中等壓縮性，工程特性較好。本場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，場(chǎng)地類別為Ⅱ類；閘基礎(chǔ)土層滲透系數(shù)K=5×10-3cm／s，滲透等級(jí)為中等遴水。

3.3 檢測(cè)結(jié)果分析 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的結(jié)果，該工程的主體部分運(yùn)行指標(biāo)已達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，工程大部分已嚴(yán)重?fù)p壞并處于帶病運(yùn)行狀態(tài)，必須采取除險(xiǎn)加固措施后方能發(fā)揮其效益。

4 工程復(fù)核計(jì)算及結(jié)果分析

在對(duì)徐樓節(jié)制閘工程進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)水閘安全鑒定的有關(guān)規(guī)定和《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SD265-2001)的要求，對(duì)徐樓節(jié)制閘的洪水、消能防沖、構(gòu)件強(qiáng)度、水閘閘室抗滑穩(wěn)定及過(guò)流能力等內(nèi)容進(jìn)行了復(fù)核計(jì)算。

4.1 洪水復(fù)核 本次復(fù)核的采用的標(biāo)準(zhǔn)與原設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，復(fù)核計(jì)算的結(jié)果見表1。從復(fù)核計(jì)算的結(jié)果看，設(shè)計(jì)洪峰與校核洪峰及相應(yīng)水位較原設(shè)計(jì)成果均有加大幅度的增加，主要原因是由于原設(shè)計(jì)計(jì)算是依據(jù)的資料不同和來(lái)水面積的增加。

4.2 消能防沖復(fù)核 水閘采用淹沒消能形式，經(jīng)計(jì)算，在校核洪水位、設(shè)計(jì)洪水位和正常蓄水位情況下，所有閘門全部打開泄洪，均能形成淹沒出流。

4.3 閘室抗滑穩(wěn)定及基底應(yīng)力復(fù)核 八孔水閘為整體結(jié)構(gòu)，計(jì)算時(shí)將6孔一起作為計(jì)算單位，計(jì)算結(jié)果見表2。(略)

4.4 水閘的過(guò)流能力復(fù)核 水閘在正常情況下為淹沒出流，經(jīng)計(jì)算，水閘在正常水位下閘門全開時(shí)的過(guò)流能力為802m3／s，大于設(shè)計(jì)流量784m3／s，滿足過(guò)流要求。

5 水閘安全狀態(tài)評(píng)價(jià)和建議

通過(guò)對(duì)水閘工程的現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)和復(fù)核計(jì)算，對(duì)水閘安全狀態(tài)評(píng)價(jià)如下：(略)

綜上所述，徐樓節(jié)制閘存在嚴(yán)重的安全隱患，根據(jù)《水閘安全鑒定規(guī)定》(SL214-58)有關(guān)規(guī)定評(píng)定該閘為四類閘，建議拆除重建。