楊莊滯洪區萬泉河涵閘安全評價

李德華

（商丘市水利工程質量監督站，河南 商丘 476000）

1 工程地質

駐馬店市楊莊滯洪區萬泉河涵閘在構造分區圖上位于華北準地臺（Ⅰ）黃淮海拗陷（Ⅰ2）的南部，屬于黃淮沖洪積平原地貌，微地貌屬于小洪河河谷地貌，交通較便利，有國道345和鄉道006、鄉道009通過。在勘探深度范圍內其地層主要為第四系填土（Qs）、上更新統沖湖積物（Q3all）和中更新統湖積物（Q2pl），巖性主要為輕（中、重）粉質壤土、粉質粘土及粉（細、中、粗）砂等

2 水文氣象

洪汝河流域屬溫帶季風氣候區，夏秋兩季受太平洋副熱帶高壓控制，多東南風，炎熱多雨，冬春兩季受西伯利亞和蒙古高壓控制，盛行西北風，干燥少雨。流域內多年平均氣溫14.80℃，絕對最低氣溫-15.30 ℃，絕對最高氣溫43.10 ℃，全年無霜期220～230 d，多年平均降雨量約910 mm，降水年際變幅大，年內分配不均，汛期雨量較為集中，7-9月降雨量占全年的60%，降水多以暴雨形式出現。流域上游伏牛山是主要暴雨中心。降水年際差異很大，年最大降雨量為最小降雨量的5倍。多年平均水面蒸發量約為960 mm，陸面蒸發量約為670 mm，年平約徑流深240 mm。冬春季多東南風和西北風，最大風力8～9級。

3 工程概況

楊莊滯洪區位于河南省西平縣城西22 km 的小洪河干流上，小洪河發源于舞鋼市伏牛山區，流經河南省舞鋼市、西平縣、上蔡縣、平輿縣、新蔡等縣，在班臺和汝河交匯于大洪河，河道全長261 km。小洪河由西向東貫穿楊莊滯洪區，滯洪區內地形西高東低，地面高程在67～72 m 之間，由東部和南部的大壩、西部及北部的自然高地合圍而成。滯洪區內河道全長9.20 km。控制流域面積1 026 km2，滯洪庫容2.55 億m3。1992 年開工建設，1995 年完工，2000 年投入運用。主體工程包括大壩工程、泄洪閘工程、萬泉河涵閘工程、北運糧河改道工程。是小洪河洪水的關鍵性控制工程之一。

萬泉河涵閘所在大壩樁號10+905.52處，工程等級為Ⅳ級，閘門為2孔3×3 m2平板鋼閘門，閘底板高程65.00 m，設計比降i=1/500，設計最大泄洪流量74 m3/s，涵閘出口設9.50 m 長混凝土消力池，池深0.50 m，寬6.80 m，消力池后接10 m 長海曼，設計標準為10年一遇。

4 萬泉河涵閘安全檢測

4.1 平面工作閘門外觀巡視檢查

對工作閘門進行外觀檢測、鋼板厚度及涂層質量進行檢測，兩扇平面工作閘門整體狀況基本相似，閘門整體狀況完好，主要零部件齊全。

4.2 螺桿啟閉機外觀檢查

對啟閉機進行外觀檢測，2臺螺桿啟閉機整體狀況基本相似，整體狀況良好，主要零部件齊全；標志銘牌清晰。通過外觀檢查發現，該啟閉機存在的主要問題為右側電機主線保護蓋缺失。

5 安全復核分析

5.1 防洪標準復核

經過復核，萬泉河涵閘設計洪水仍采用1992 年加固報告中間接法計算成果。萬泉河涵閘調度運用方式采用現行調度運用方式，滿足工程安全運行的要求。萬泉河涵閘現狀閘頂高程滿足《水閘設計規范》的要求。通過此次復核，水閘防洪標準及抗洪能力均滿足規范要求，洪水能夠安全下泄，水閘防洪安全性評為A級。

5.2 滲流安全復核

萬泉河涵閘滲透穩定安全評為A級。

5.3 萬泉河涵閘結構安全復核

5.3.1 結構安全復核

5.3.1.1 箱涵地基承載力復核

(3) 通過樁復合地基的工程設計實例，并與MIDAS有限元結果進行了比較，驗證了CFG樁復合地基的承載力和沉降的可靠性。

萬泉河涵閘基礎位于第（2）層重粉質壤土層，其承載力為8 T/m2，但由于閘基64.00 m以上進行換土，并用土工織物進行了加固處理，地基實際承載能力有所提高，且萬泉河涵閘運行多年，并未出現明顯異常現象，因此認為地基承載力可以滿足要求。

5.3.1.2 萬泉河涵閘結構復核

萬泉河涵閘配筋結果為：底板底面鋼筋Ag=1249 mm2，按配筋率0.23%配筋；現狀配筋面積為1 570 mm2，滿足要求。底板頂面鋼筋Ag=1 100 mm2，按配筋率0.20% 配筋；現狀配筋面積為1 418 mm2，滿足要求。頂板頂面鋼筋Ag=1 695 mm2，按配筋率0.38% 配筋；現狀配筋面積為1 879 mm2，滿足要求。側墻外側鋼筋Ag=1 008 mm2，按配筋率0.23% 配筋；現狀配筋面積為1 272 mm2，滿足要求。

5.3.1.3 過流能力復核

根據規劃要求，萬泉河涵閘建筑物級別為3 級，10 年一遇設計洪水設計泄流量Q=74.30 m3/s，設計上游水位69.80 m，下游水位68.40 m，孔口尺寸為2孔3×3 m箱涵，由進出口水深判別涵洞為淹沒壓力流。

根據計算，泄流量Q=74.72 m3/s，大于設計流量74.30 m3/s，滿足設計要求。

5.3.1.4 萬泉河涵閘結構耐久性復核

5.3.1.5 結構復核結論

經對萬泉河涵閘地基承載力及混凝土結構配筋等進行復核，得出以下結論：①根據《水閘安全評價導則》規定，在各種計算工況下，閘室基底應力超過基礎地（2）層重粉質壤土的允許承載力，但由于閘基64.00 m以上進行換土，并用土工織物進行了加固處理，地基實際承載能力有所提高，且萬泉河涵閘運行多年，并未出現明顯異常現象，因此認為地基承載力基本可以滿足要求，評定為B 級。②閘室受力鋼筋保護層滿足規范要求。結構安全性評定為A級。③萬泉河涵閘混凝土強度最低強度等級不滿足《水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規范》要求。④經復核，工程現狀的消力防沖結構尺寸不滿足現行規范要求，消力防沖安全性評定為B級。

綜上所述，地基承載力不滿足要求，混凝土強度不滿足現行規范要求，消能防沖不滿足現行規范要求，結構安全性滿足要求，綜合評定為B級。

5.4 抗震安全復核

據《中國地震動參數區劃圖》，本區動峰值加速度為0.10 g，相當于地震基本烈度Ⅶ度。據附錄E表E.1場地地震動峰值加速度調整系數Fa=1.25，地震動峰值加速度為0.13 g，相應地震烈度為Ⅶ度。閘室抗震計算滿足現行規范要求。閘室抗震安全評價為A級。泄洪閘5-5翼墻正常運行期+地震工況抗滑安全系數為1.03，不滿足現行規范特殊組合II（地震）為1.05的要求。抗震安全評價為C級。

5.5 金屬結構復核

萬泉河涵閘工作閘門和啟閉設備運行了20 多年來，未超出其折舊年限（30 年），復核計算結果表明工作閘門的應力達標。右側螺桿啟閉機電機主線保護蓋缺失；啟閉設備未安裝開度和荷重指示裝置，無法保證金屬結構設備安全運行。故金屬結構安全性綜合評定為B 級。建議啟閉設備加裝安全保護裝置，并對有問題的啟閉設備進行維修。在更新改造前，管理部門平時加強運行管理，及時發現問題。

5.6 萬泉河涵閘電氣設備復核

啟閉機為手電兩用螺桿機，經復核供電電源基本滿足負荷等級供電要求。各電氣設備均處于正常運行狀態，保養基本完善，各設備現地控制柜運行良好。照明、接地系統、防雷措施基本完善。

綜上所述，楊莊泄洪閘和萬泉河涵閘電氣設備基本滿足《水閘安全評價導則》和相關規程規范對電氣的要求。機電設備安全性綜合評定為A級。

6 結論

檢測結果基本滿足標準要求，運行中發現的質量缺陷尚不影響工程總體安全，評定為A 級。通過復核，水閘防洪標準及抗洪能力均滿足規范要求，洪水能夠安全下泄，水閘防洪安全性評為A級。閘基滲透穩定滿足規范要求，萬泉河涵閘滲透穩定安全評為A 級。由于閘室穩定、消能防沖、抗震評價指標為B級，閘室結構安全綜合評定為B級。金屬結構設備滿足標準要求，存在質量缺陷尚不影響安全運行，萬泉河涵閘金屬結構安全等級評定為B級。

綜上所述，楊莊滯洪區萬泉河涵閘工程運行指標基本達到合計標準，工程存在一定隱患，工程結構安全性評價為B級，金屬結構評價為B 級，根據《水閘安全鑒定規定》，萬泉河涵閘評價為二類閘。