实例分析:病险水闸如何运行管理?

 工程概况 

  恩城水闸位于广东省恩平市城区,潭江干流锦江河段,于1971年10开始施工,1972年6月竣工。该水闸建筑物包括泄洪闸、船闸、河床式电站,集雨面积约为672km2,主要建筑物由泄洪闸、船闸及河床式电站组成,水闸灌溉面积1.2万亩,是一座以灌溉为主,改善恩平市区及锦江河水环境,兼顾防洪、航运、交通、供水、发电等任务的大(2)型水闸。水闸工程等别为Ⅱ等,主要建筑物级别为2级,次要建筑物级别为3级。 
枢纽建筑物的垂直水流方向宽度为208m,泄洪闸x i 9 u | 0 C m及船闸部z E C O L分宽度为169m,由_ n q 3 [ X h !26孔闸室组成,其中泄洪闸占25孔闸室,船闸占1孔。水闸闸基为砂砾石层,平均厚度为5m,以下为可塑粘土层,厚度约17m,具有较高的地基承载力。水闸上游粘土铺盖长度为20m;下游= A I s m 0 5出口采用底流消能型式。闸门采用钢筋混凝土平板u M i q闸门,高度n X X e *为2.6m,宽度为5.v G E D | A T8m,采用一机三闸或一机四闸启闭形式。电站布置在H A 3 R r主河道右岸,装机容量为831kW,设计年发电量为225万kWh;船闸布置在主河道的E . v G左岸,按载重50t船只的通航能力7 7 - [设计。 

  存在问题 

  经鉴定,恩城水闸为n W N I : F s三类闸,主要存在以下问题: 
一是防洪标准不满足要求。水闸原设计标准偏低,闸顶高程不足;水闸过流能力7 u 8 A e未能满足50年一遇洪水要求。 
二是上游粘土铺盖、下游海漫的抗冲刷能力不够。闸后海漫底板存K R v @在淘空、断裂、涌砂、沉陷、错位、部分掀翻等问题,损G $ J K r x d , q坏面积约1/3,损坏后的长度不满足要求。 
三是水闸消能不满足要求,主要是消能坎的高度较低、护坦厚度不足。 
四是闸基渗流稳定不满足要求。 
五是启闭机排架、工作桥面板、交通桥梁、闸门混凝土等部位,实测强z V & b X j A W度等级显示,部分达不到现行设计规z ` B 5 T Y A b范≥C20级的要求。&nbh P G F C Y Z Vsp;
六是启闭机排架、闸墩、闸底板等构件,混凝土的碳化深度大于q H s { J ) . 1 3保护层的厚度,导致钢筋锈蚀,部分构件出现开裂、露筋等质量问题。此外,工作桥梁和板上的裂缝多,导致钢筋锈蚀严重,工作桥的主梁配筋不满足规范要求。 
七是闸门采用~ 5 e # C k钢筋混凝土平板闸门,碳化深度为28mm~35mm。K P I + C @ /调查发现,多处闸e G F s ] 0槽混凝土被闸门的压轮压坏,导致混凝土强度不满足要求;部分闸门的止水橡胶老化损坏,存在渗漏现象。此外,采用一机多门启) $ ! + / A p ? &闭方式,机座金属部分锈蚀、吊环锈蚀,影响基座的稳定性;且钢丝绳磨损严重。 
八是观测设施欠缺。水闸内无观测设施和观测资料,难] 9 k i以实现预警预报目D \ ] W [ QX 1 M - - N G。 

  运行管理措施 

  1 、除险加固 

  根据鉴定结果,水闸运用指标达不到设计标准及现行规范要求,存在E a z U t %隐患,对此,需考虑对水闸主要建筑物进行除险加固,主要方案如下& { ) B ( r g: 
一是闸墩加固。考虑到上游堤防的高程l T * ] i j低,要达到城市防洪规划的50年标准还需要时间,且水闸上下游都$ R u % @ d * E )有交通桥,桥面高程只有22.34m,故维持原水闸闸孔数,A O x L . E d t ^只对闸墩进行加厚处理,即原来厚度为0.9m,将其加厚至1.2m。 
二是修补闸g i [ { \ $ T \底板。保持原堰顶高程不变,对于闸底板的碳化、裂缝、露筋等缺陷采用回补混凝土方法,凿除底板表面碳化的混凝土,在凿毛表面涂一层能对混凝土进行双面渗透的混凝土深层密封剂,然后回补砂浆或者常态混凝土。&; T ) 5 @nbsp;
三是上部结构处理。结合闸墩加固方L : % x N案,拆除水闸上部的启闭机工作桥并重建,加盖启闭机室。新建的启闭机室,其排架柱位o S x d T w I于闸墩顶上方,高程为22t O $ P . $ Q o 1.13m,截面尺寸为500mm&ti1 P n y F pmes;500mm,启闭机室的楼面高程为30m。当前工作桥的宽度为2.85m,改成启闭机室后,无法满足设备操作要求,对此可在边线两边各悬臂1.0m,使其宽度达到4.7m。 
四是闸基抗渗设计。交通桥底板与闸室底板发生不均匀沉降,且两底板间没有设置止水。对此,修复交通桥9 D } W & h o * q底板与水闸底板之间的结构缝,增设止水设施,9 l 6 J促使交通桥底板参与抗渗;联合r ; ^ & | 6 o水闸上游现有的, - k 3 ( t粘土铺盖,形成完整的水平抗渗体系。 
五是防冲加固。为了提高防冲能力,在原有基础上,将护坦加厚至0.6m,护坦顶高程提高至16.0m,消能坎加高至0.9m。海漫则从现状末端续接20m,从而延长至47.4m。 
六是增加安全监测。主要包括:①水位、水面线监测,采用水位o c / p P % Y O标尺;②渗流压力监测,采用测压管,将其沿泄洪闸右侧岸墙布置;使用电测水位计测量测压管内的水位。③设置1条倒垂孔,监测闸室的水平位移情况。④在闸墩上设置W e L 5 * c `2个垂直位移观测点,监测闸室的H $ D k k W M \\ - o A A直位移情况。 

  2 、日常运行T $ ) S管理 

  受地方财力有限等客观因素影响,恩城水闸除险加固方案迟迟未能实施,处于带病运行状态,为降低水闸运行风险,确保水闸日常运行l ! _ `安全,主要采取} Z d Y f D k以下措施: 
一是严格落实调度守则。恩城水闸日常调度原则是,枯水期维持正常蓄水位19.30m发电运行x + I ! G;汛期当闸上水位超过19.30m即开闸泄水,洪水期水闸随着来水量情况调整闸门开度,直7 ? o ~ \ Y G至全部开启;当下游干旱需要灌溉时,水闸下放灌溉流量。 
二是根据《水闸技术管理规I W y程》制定闸门控制操作规程并严格执行。开闸前,检查确认卷扬机变速箱、电机地脚螺栓及各部齐全紧固;检查确认钢丝绳符合使用要求,无断股;检查确认各部位润滑良好,闸| S x Q p % ~ t U槽无异物卡阻等。闸门开启时先开中间后两边,开度先小后大:关闸时相反,先两边后中间H I : W Y、开度上由大到小逐步关闭。$ _ , G D 
三是增设水闸安全监测设施。加设水位标尺,观测水位变化情况,在闸墩设置2个垂直位移观测点,观测闸室垂直位移情况,布置倒垂孔1条,观测闸室水平位移情况。 
四是强化日常巡检。对水闸整体启闭机械、电气设备、防雷等设施每年汛前检测一次,平时按规程定期进行全面检测B % # k X 6 ; / &,备用电源需9 / x I F . r Q随时起动,每周交班检查,机电设备每年清扫换油,钢丝绳每年冬上油一次,对闸门止水橡胶老化损坏、启闭机: L ; I吊环锈蚀、钢h . j丝绳磨损断股等及时更换。 
五是制定度汛措施及抢险预案。汛期实行24小时专人轮班值守,对水闸整体运行情况进行详细观测记录,交接班时上一班人员需将已发现问题或存在隐患如实、详细地向接班人员进行交底。汛期主要抢险预案有: 
下游闸基发生管X t w v O y p涌时,潜水员需明确管涌发生位置、范围,如管涌孔较小,在冒水孔周围用土袋筑成围井,井内% , - & _ 1 _ H填反滤料,以制止砂砾带出;如涌水较大,可先填碎石3 ! _ o C、块石,再填筑滤料,直至* , l w S i q [渗水流畅、无砂砾带出为止。期间需加强观察,防止管涌反复。 
根据安全鉴定结果G n B 1,恩城水闸闸后海漫存在底板损坏情况,汛期时如若发生海漫冲毁,威胁水闸整体运行安全时,可抛填. 3 d内填块石的格宾笼网箱来临时应急E 0 U { { 5 x u处置,待洪峰过后根据海漫实际受损情况进行修k D u 8复施工。&9 l s 0 e Dnbsp;
当水闸出现超标洪水持续冲刷,上下游翼墙等底i C e 6 9 6部基土掏空,墙体超标准洪水水闸翼墙、e D n G u _ y : n岸墙等出现坍塌险情时,考虑到恩城水闸左右两岸為出行道路,且岸边有民居,为确保周边建筑物安全1 Y x f o e,可采用钢板桩对挡墙进行临时固定,坍塌处砂包回填来进行处置。 

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THE END
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