華涇港泵閘安全鑒定分析

竇朝飛 長江勘測規劃設計研究院有限責任公司上海分公司

1.現狀調查分析

工程概況：華涇港泵閘位于徐匯區華涇港與黃浦江交匯處，華涇港為區級河道，西起老滬閔路，東入黃浦江，泵閘距黃浦江約46m。華涇港泵閘工程于1999年開工，2000年竣工并投入運行。華涇港泵閘設計工程等別為Ⅰ等，主要建筑物級別為1級，設計設防地震烈度為7度，工程規模：節制閘一孔凈寬4m，泵站設計總量為2m3/s，分兩臺泵，單泵流量1m3/s。泵閘工程由泵房、閘室、內外河消力池、內外河海漫等組成。

2.工程安全檢測分析

2.1 防滲、消能設施的完整性及有效性

伸縮縫填料有老化現象，但未見明顯滲水、窨潮現象，結合建筑物未出現明顯不均勻沉降特征，分析結果表明防滲設施仍滿足設計要求。

2.2 混凝土及鋼筋混凝土結構的穩定性及耐久性

該泵閘混凝土結構表面有一定老化現象，混凝土抗壓強度能滿足設計要求，混凝土碳化深度小于鋼筋保護層厚度，混凝土中鋼筋輕微銹蝕，其耐久性基本滿足設計要求。

2.3 金屬結構的安全性

鋼閘門門葉結構無明顯銹蝕，防腐層未見起鼓、脫落現象；閘門未見變形；閘門止水未見破損、老化現象；緊固螺栓未銹蝕；啟閉機上下限位裝置動作正常。

2.4 機電設備的可靠性

該泵閘主水泵、低壓柜等主要機電設備已使用20年，超過折舊年限。水泵運行基本滿足要求，但低壓柜、進線電纜等設備老化嚴重，需要更換或淘汰。水泵使用年限較長，軸承盒也有滲油現象。

3.安全復核

3.1 防洪標準復核

（1）閘頂高程、堤頂高程復核。本工程泵閘室、外河翼墻、外河消力池等主要建筑物為1級建筑物。內河建筑物與片內水系標準一致，為3級水工建筑物。

各建筑物防洪高程復核值見表1。現狀閘頂高程、堤頂高程復核結果均滿足防洪要求。

表1 泵閘防洪能力計算成果

（2）水閘過流能力復核。本次過流能力復核定性為在高水位條件下水閘過流流量滿足河道不沖即可。運行不沖流速按0.8m/s控制。按照計算出的各設計工況下的過流能力如表2所示。根據計算結果水閘過流流量均小于河道不沖流速下的過流流量，因此水閘在各工況下過流是安全的。

表2 水閘最大水位差過流能力復核計算成果

3.2 滲流安全復核

華涇港泵閘采用平展式地下輪廓的防滲布置，閘室和內外河消力池之間設置止水。外河消力池設置排水孔，因此防滲長度只考慮閘室和內河消力池結構長度。

土質閘基的滲徑長度可采用勃萊系數法按表3復核，滲透穩定復核采用改進阻力系數法。

如表3所示，泵閘滲徑長度均滿足要求。

表3 滲徑長度計算成果

由于泵閘運行工況下水位差較小，并且坐落于粉質粘土層，如表4所示，閘基滲透坡降均滿足規范要求。

表4 滲透穩定計算成果

3.3 結構安全復核

（1）閘首穩定安全復核。泵閘底板設計頂高程0.0m，考慮到實測水閘高程與設計基本相同，故取設計高程進行復核，底板厚1.0m，順水流方向長10m，垂直水流方向寬14m。

從地質土層分布看：閘首底板底高程為-1.0m，坐落在③層灰色淤泥質粉質粘土層上，地基承載力設計值為50kPa。

如表5所示，閘首底板平均地基應力小于地基承載力允許值，閘首底板最大地基應力小于1.2倍地基承載力允許值，閘首地基應力不均勻系數、抗滑穩定、抗浮穩定均滿足規范要求。

表5 閘首穩定計算水位組合表

（2）閘首結構強度復核。水閘底板按受彎構件考慮受拉側鋼筋，受拉側鋼筋需達到最小配筋率0.15%要求；閘墩按壓彎構件考慮，受拉或受壓鋼筋均需達到最小配筋率0.15%要求。本次復核采用較不利的位置進行考慮。根據泵閘施工圖圖紙，具體計算結果及現狀配筋見表6。

表6 承載能力復核計算成果表

經復核，各部位承載力均達到要求，泵閘底板最小配筋率滿足規范要求，墻身最小配筋率滿足規范要求。經復核，各部位裂縫要求均滿足規范要求。

3.4 消能防沖

華涇港泵閘內外河側均布置了消能防沖設施，采用了突檻式消力池。內外河消力池底板表面平整，無明顯沖坑及淤積，消力池按原結構復核。

對比工程設計結構和計算結果，引排水各工況消能防沖設施均滿足設計要求。同時經過多年運行也可見，內外河側消能工以及河道未出現沖損的現象。據此判定，內外側消能防沖設施滿足規范和設計要求。

3.5 金屬結構安全復核

（1）閘門結構強度復核。在反向校核工況下，閘門反向擋水（擋外河水）設計水位差最大，故需對反向擋水時閘門結構強度和啟閉機容量進行復核計算。根據檢測結果，水閘沉降很小，水閘底檻高程仍采用原設計標高。

工作閘門在反向校核工況（內河：2.0m/ 外河 5.2m）下門葉結構強度和剛度復核計算成果見表7。

表7 門葉結構強度和剛度復核計算成果表

（2）啟閉力復核。在閘門正向擋水工況下，啟閉機需要承受閘門上的水壓力，受力較大，經計算，當內河水位2.8m（常水位上限）對應外河水位1.14m（最低高潮位）工況下擋水時，啟閉機推力為79kN，小于啟閉機容量。當內河水位3.78m（設計高水位）對應外河水位1.04（設計低水位）工況下擋水時，啟閉機推力為92kN，小于啟閉機容量100kN。

（3）啟閉機安全復核?，F場檢測結果表明，啟閉機上下限位裝置動作正常；卷揚啟閉機機架焊接無明顯缺陷；部件完整，裝配固定牢固，緊固螺栓無明顯過長或過短現象；整機潤滑狀況良好；卷筒、鋼絲繩、制動輪未見明顯缺陷；啟閉機減速箱密封面輕微滲油。

經復核計算，啟閉機推力小于額定值，可確保啟閉機運行安全。

3.6 機電設備安全復核

電機外觀完好，定子引出線無老化現象；水泵機組水上部分結構較完整，無明顯變形和缺陷，表面涂層較完好；運行時各固定部件均無松動現象，各運動部件運轉正常，無異常聲響和摩擦。管道連接固定無滲漏現象，出水正常；電機絕緣性能良好，電氣設備保護接地良好。水泵運行基本滿足要求，但低壓柜、進線電纜等設備老化嚴重，需要更換或淘汰。

4.安全評價

如表8所示，根據《導則》（SL 214-2015），華涇港泵閘評定為二類閘，需要進行大修處理。

表8 工程質量、各項安全性分級及匯總表