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徐樓節制閘工程安全狀態評價論文
摘要：針對徐樓節制閘工程存在的問題，從現狀調查、現場安全檢測和復核計算三方面對水閘進行了安全鑒定分析，并綜合三方面情況對水閘的安全狀態進行了分析評價，同時還對水閘安全狀態對水閘除險加固提出了一些措施和建議。
關鍵詞：徐樓 節制閘工程 安全狀態評價
1 工程概況
徐樓節制閘工程位于安徽省淮河一級支流新汴河上游南沱河段，地處淮北濉溪縣百善鎮徐樓村，距百善鎮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。工程設計等級為Ⅲ等3級，設計洪水頻率P=20%，相應洪峰流量450m3/s，相應洪水位29.16m，校核洪水頻率P=5%，相應洪峰流量680m3/s，相應洪水位30.79m。
徐樓節制閘工程始建于1969年3月，設計灌溉面積3..12萬畝。閘址處位于閘河向斜西翼，第四系沖（洪）積層達70～80米，下覆地層為奧陶系地層，以碳酸鹽為主的灰巖、白云質灰巖。場地周圍無活動斷裂，地質構造較簡單，屬相對穩定地塊，閘址處區域地震烈度小于Ⅵ度。
水閘工程建成以來，經受了多次大洪水考驗，基本上能發揮工程的各項效益，但由于水閘運行時間長，工程老損日益嚴重，加之興建時歷史和經濟方面原因，工程建設時的質量問題日益暴露，這些問題已嚴重影響了工程的安全運行和效益發揮。目前，改工程已被安徽省水利廳列入安全鑒定和除險加固工程計劃。
2 工程現狀調查分析
徐樓節制閘工程管理處根據《水閘安全鑒定規定》的要求，對工程現狀進行了認真的調查分析，對工程設計、施工中存在的問題進行了深入地探討，并結合工程管理運用過程中存在的問題，對工程現場檢測、復核計算的內容和除險加固措施提出了意見和建議，編寫了《工程現狀調查分析報告》。
徐樓節制閘工程建成至今已運行40年，目前已暴露出許多問題。根據現狀調查分析，目前徐樓節制閘工程存在以下幾個方面的問題：
2.1 該閘于1969年建設，是一座8孔的節制閘。經過幾十年汛期考驗，發現存在不少問題，又因為閘上增加“三小”（王郢溝、小曹溝、小運河）工程，增加250平方公里的來水面積，根據豫、皖兩省水利糾紛協議精神，故于1976年把原閘廢掉，利用舊閘墩墻，建現在的孔寬為9.45－12米不等的節制閘，所以存在閘下6米處有兩孔老閘墩頂沖現閘門。使得閘門運行時，水流剛出閘門就改變了流態，長期處于非正常運行狀態，不能達到工程設計要求。
2.2 閘門砼部分碳化、鋼絲網外露，所有鐵件銹蝕嚴重，強度降低，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。水下鋼絲繩銹蝕嚴重，經檢查，水上鋼絲繩也因經費問題多年沒有更新，有斷絲、扎傷現象，強度已經降低，閘門存有很大隱患，影響安全運行。
2.3 啟閉機架銹蝕、老化，根據《水利水電工程金屬結構報廢標準》(SL226-98)規定，啟閉機運行超過年限，已達到報廢條件。
2.4 閘門底封水、側封水嚴重老化、漏水，由于維修經費不足，一直未得到修復。
2.5 排架柱砌筑條石均風化嚴重，大多數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，無法滿足抗震要求，存在嚴重的安全隱患。
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位等問題，翼墻存在一定的安全隱患。
2.8 上游護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，橋結構長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，處于報廢狀態；欄桿毀壞嚴重，順筋銹裂，鋼筋外漏，存在嚴重的安全隱患。
3 現場安全檢測及檢測結果分析
3.1 檢測方法和內容 根據現狀調查分析報告反映的徐樓節制閘工程存在的問題和水閘安全鑒定的有關規定，安徽省水利水電勘測設計院巖土工程質量檢測所針對徐樓節制閘工程存在的問題和工程復核測計算的要求，就水閘工程效能防沖設施的有效性、完整性hinge、地基及混凝土結構的力學指標進行了檢測。檢測采用了剪力儀、試驗壓力機、回彈儀、顯微鏡量測標尺等儀器設備，得出來較為準確的檢測結果。
3.2 檢測結果
3.2.1 閘墩：閘墩墻混凝土老化、剝蝕嚴重，最大達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。當時施工質量較差，混凝土震搗不密實或模板交接縫漏漿，導致混凝土表面疏松，產生蜂窩、麻面，在長期水流沖刷下形成剝蝕區等問題，閘墩存在一定的安全隱患。
3.2.2 排架柱:砌筑條石均風化嚴重，局部條石呈層狀剝落，大多數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，排架柱存在嚴重的安全隱患。
3.2.3 啟閉機梁：1#～8#孔啟閉機梁均存在大量蜂窩、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，啟閉機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位等問題，翼墻存在一定的安全隱患。
3.2.6 護坡：上游護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，護坡存在一定的安全隱患。
3.2.7 閘門及啟閉機：①閘門：閘門止水鐵件均銹蝕嚴重，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重問題，閘門存在嚴重的安全隱患。②啟閉機：機架存在銹蝕、機架焊縫內部質量經長期運行存在缺陷，啟閉設施存在損壞、鋼絲繩銹蝕嚴重，啟閉機運行超過30年，根據《水利水電工程金屬結構報廢標準》(SL226-98)規定，已達到報廢條件。
3.2.8 閘地基土 上部由素填土組成，局部夾輕粉質壤土，屬新近（堆）沉積，土層結構松散，孔隙比大，強度較弱，工程特性較差。下部由②層粉質粘土及③層粉、細砂等組成，為一般粘性土、砂土，正常固結，土質密實，均勻，孔隙比一般，中等壓縮性，工程特性較好。本場地土類型為中軟場地土，場地類別為Ⅱ類；閘基礎土層滲透系數K=5×10-3cm/s，滲透等級為中等透水。
3.3 檢測結果分析 根據現場檢測的結果，該工程的主體部分運行指標已達不到設計標準，工程大部分已嚴重損壞并處于帶病運行狀態，必須采取除險加固措施后方能發揮其效益。
4 工程復核計算及結果分析
在對徐樓節制閘工程進行現狀調查、現場安全檢測的基礎上，根據水閘安全鑒定的有關規定和《水閘設計規范》（SD265-2001）的要求，對徐樓節制閘的洪水、消能防沖、構件強度、水閘閘室抗滑穩定及過流能力等內容進行了復核計算。
4.1 洪水復核 本次復核的采用的標準與原設計采用的標準不同，復核計算的結果見表1。從復核計算的結果看，設計洪峰與校核洪峰及相應水位較原設計成果均有加大幅度的增加，主要原因是由于原設計計算是依據的資料不同和來水面積的增加。
4.2 消能防沖復核 水閘采用淹沒消能形式，經計算，在校核洪水位、設計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 閘室抗滑穩定及基底應力復核 八孔水閘為整體結構，計算時將6孔一起作為計算單位，計算結果見表2..（略）
4.4 水閘的過流能力復核 水閘在正常情況下為淹沒出流，經計算，水閘在正常水位下閘門全開時的過流能力為802m3/s，大于設計流量784m3/s，滿足過流要求。
5 水閘安全狀態評價和建議
通過對水閘工程的現狀調查、現場安全檢測和復核計算，對水閘安全狀態評價如下：（略）
綜上所述，徐樓節制閘存在嚴重的安全隱患，根據《水閘安全鑒定規定》（SL214-58）有關規定評定該閘為四類閘，建議拆除重建。
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