常州市某水闸安全鉴定简述

常州市某水闸安全鉴定简述

王怡波

扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

摘要：水闸安全鉴定是为了保障水闸的安全运行，也是水闸除险加固工作的前期准备。本文以常州市某水闸工程为例，在现场调查，安全检测，安全复核计算的基础上对水闸进行安全评价，简述了水闸安全鉴定的基本内容和步骤。并给出合理的评价和建议，为以后同类型的水闸安全鉴定工作提供参考与借鉴。

关键词：水闸安全鉴定；现场安全检测；工程安全复核；安全评价

一、概述

安全鉴定是对水闸工程的一项特殊检查和安全类别评价，是对水闸工程进行维修，加固，改建或重建的重要依据。水闸安全鉴定应在现状调查，安全检测，安全复核计算的基础上，充分论证数据的可靠性和复核计算的计算方法及其结果的合理性。并在现状调查，安全检测，安全复核的基础上对水闸进行安全评价。水闸安全类别可划分为一类闸，二类闸，三类闸，四类闸。对评定为二类，三类，四类的水闸，安全评价应提出处理建议与处理前的应急措施，并根据安全管理评价结果对工程管理提出建议。

二、工程概况

常州市某枢纽工程主要包括泵站及水闸，根据运行要求，泵站工程以排涝为主，兼顾换水和景观水位要求。该枢纽工程有设计流量为15m3/s的泵站和净宽6m的节制闸组成。节制闸闸门选用净宽6m的直升式平面钢闸门，卷扬式启闭机启闭。节制闸底板面高程为0.00m，闸顶高程为5.60m，闸孔工作桥面高程为13.40m。外河侧设置公路Ⅱ级交通桥一座。枢纽设置厂房、高低压配电室。

三、现场安全检测

（1）闸墩：闸墩混凝土强度为30.43MPa，混凝土强度满足原设计要求与《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）有关混凝土最低强度等级要求，混凝土强度评定标度为A，表面轻微损坏；碳化深度分布不均匀，其值在8.0mm~22.0mm之间，其中左墩最大碳化深度为22.0mm；混凝土碳化评定标度为A，表面基本完好；左墩实测混凝土保护层厚度大于最大碳化深度、设计值和《水工混凝土结构设计规范》（SL191－2008）规定的最小保护层厚度；右墩实测混凝土保护层厚度大于最大碳化深度、设计值小于《水工混凝土结构设计规范》（SL191－2008）规定的最小保护层厚度；左墩混凝土保护层厚度评定标度为1，对结构钢筋耐久性的影响不显著；右墩混凝土保护层厚度评定标度为3，对结构钢筋耐久性有影响。

（2）翼墙：翼墙混凝土强度为44.18MPa，混凝土强度满足原设计要求与《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）有关混凝土最低强度等级要求，混凝土强度评定标度为B，表面轻微损坏；翼墙碳化深度分布均匀，其值在6.0mm~15.0mm之间；混凝土碳化评定标度为A，表面基本完好；翼墙实测混凝土保护层厚度大于最大碳化深度、设计值和《水工混凝土结构设计规范》（SL191－2008）规定的最小保护层厚度；翼墙混凝土保护层厚度评定标度为1，对结构钢筋耐久性的影响不显著；上游左侧挡水墙纵梁胀裂露筋2处，长度约18cm；上游左侧挡水墙底部胀裂露筋，长度约6cm。

对照检测结果，该枢纽检测结果基本满足标准要求，运行中发现的质量缺陷对工程安全有轻微影响，该枢纽工程质量评定为A级，建议进一步加强对该工程的维护。

四、复核计算

水闸安全复核应包括防洪标准，渗流安全，结构安全，抗震安全，金属结构安全，机电设备安全等。

（一）防洪标准复核

根据《水闸设计规范》SL265-2016，防洪高程应按下式复核：

闸顶高程≥设计防洪水位+浪高+波浪中心线至静水面距离+安全加高；

闸顶高程≥校核防洪水位+安全加高。计算结果见表1

表1闸墩高程计算表

经计算表明，在历史最高水位算得闸顶高程最大值6.901m，实际闸墩顶高程为6.60m，但原设计计算得闸顶高程6.582m，满足设计要求。防洪标准安全级别评为A级。

（二）渗流安全复核

渗流计算采用上下游水位差最大时的水位，故取正向校核水位进行渗流计算。上游侧水位为5.88m，下游侧水位为3.40m，水位差为2.48m。

根据闸站地下轮廓的特点，采用改进阻力系数法计算

地基按粉土验算渗透坡降，取0.50~0.60，0.25~0.35。

渗流出口段为水平段最大渗透坡降：

故地基渗流出口坡降满足要求，水平坡降满足要求。

按照《水闸安全评价导则》（SL214-2015），该工程消能防冲设施满足标准要求，故消能防冲安全评定为A级。

（三）结构安全复核

1.闸室稳定复核计算

根据《水闸设计规范》，该枢纽工程在各计算工况下闸室的抗滑稳定安全系数，地基应力及其不均匀系数。

经计算该闸在各工况下的抗滑稳定安全系数均满足规范要求，闸室稳定安全评定为A级。本工程所在地土质较好，闸站底板座落在粉土层上，地基承载力标准值fk=160kPa，最大地基应力88.84kPa，故地基的承载力满足要求，评定级别为A级。地基不均匀系数满足规范要求，故地基基底应力比安全评定为A级。

2.翼墙稳定复核计算

与闸室稳定复核计算相同，计算翼墙抗滑稳定安全系数，地基应力不均匀系数，经计算，该枢纽翼墙在各工况下抗滑稳定安全系数均满足规范要求，抗滑稳定安全性评定级别为A级；地基的承载力均满足要求，允许应力安全评定级别为A级；地基应力不均匀系数在各工况下均满足规范要求，地基应力比评定级别为A级。

3.水闸三维有限元计算

本次计算的枢纽水闸的地基在顺水流方向取75m，垂直水流方向取105.9m，深度取至高程▽-29.9m。由于考虑到了地基模型的尺寸范围的选择，故对地基采用全约束。由计算结果可知：各结构在各工况下该枢纽工程节制闸最大主拉应力主要分布在墩墙与底板连接处，最大值为1.23MPa，小于混凝土抗拉强度标准值1.78MPa。混凝土抗拉强度能够满足要求，所以不需要配筋计算。

综上可知：节制闸地基的沉降量满足要求满足要求，闸室整体稳定性较好，节制闸结构强度均满足要求。

4.金属结构安全复核

闸门强度、刚度均满足要求，运行状态良好，评定级别为B级。建议对该工程进一步加强维护。

结论

经综合分析评价，该枢纽工程运用指标达到设计标准，按照《水闸安全评价导则》（SL214-2015），综合安全类别评定为二类闸。运用指标基本达到设计标准，工程存在一定损坏，经大修后，可以达到正常运行。

参考文献：

[1]SL265-2016，水闸设计规范[S].

[2]SL214-2014，水闸安全评价导则[S].

[3]邬旭东.淤黄河挡潮闸安全鉴定简述[J].水利科技与经济，2016（11）：94-98.

[4]扬州市扬大工程检测中心有限公司.常州市某水闸安全鉴定报告书[R].

作者简介：王怡波（1995.10.05）男，汉族，辽宁鞍山，硕士研究生在读，研究方向：主要从事水利水电工程方面研究。