枫江水闸安全评价综述

任云霞

摘要：文章介绍枫江水闸工程安全鉴定的主要技术工作内容，包括现场检查、安全检测、防洪标准复核、结构稳定、金属结构安全评价、电气设备安全评价及水闸安全综合评价等，并提出工程存在的主要问题及对工程加固的意见和建议。

关键词：水闸；安全鉴定；评价报告；枫江水闸

1工程概况

枫江水闸位于宾阳县西部与上林县接壤交界处的上林县东叶村东面，珠江流域红水河系清水河支流狮螺江上游，闸址距宾阳县新圩镇政府约4公里。狮螺江由巷贤、罗逢、耀河、水台等4条河流汇集而成，主河道长26km，平均坡降为4.7‰，闸址以上集雨面积177.5km2，是一座以灌溉为主的水利工程。

枫江水闸先后历经三次修建，初次于1959年冬动工修建，后被洪水冲垮；1963年9月重建，1964年3建成；1981年9月至1982年3月再次改建投入运行至今。

枫江水闸是一座以灌溉为主的水利工程，其枢纽建筑物主要有闸室、闸坝段、溢流堰、两岸翼墙，右岸灌溉取水闸及左岸引水渠等。

水闸原始注册登记按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核，水闸正常蓄水位为102.0m，设计洪水位103.0m，相应过闸流量为673m3/s；校核洪水位104.9m，相应洪峰流量1150m3/s。枫江水闸工程等别为Ⅱ等，工程规模属于大（2）型水闸，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。

2评价工程内容

2.1现状调查

根据《水闸安全鉴定规定》的要求，经过对工程运行情况和技术资料收集，结合现场检查、工程质量检测及历年工程安全检查，对工程存在问题进行深入分析，发现水闸外观陈旧破损，建筑物存在的主要问题有：

水闸底板混凝土受水流冲刷严重，骨料裸露成麻面，局部淘空漏水；闸墩混凝土碳化、面层剥落、骨料外露，多处出现裂缝；启闭工作桥及梁多处断裂，不能正常安全使用；工作桥排架混凝土面层剥落，钢筋外露锈蚀严重，其中水闸右侧两组排架柱因基础沉陷而倾斜，致使排架柱与梁断裂分离，无法正常使用。水闸闸门锈蚀严重，局部穿孔漏水，止水老化失效。启闭设备为一台的电动葫芦台车，机组陈旧老化，属淘汰产品。电气设备残旧破损，存在安全隐患。

溢流堰面受洪水冲刷损坏严重，横贯整个堰面的裂缝宽约1cm，溢流堰尾部河床冲刷成4～7m的深潭，淘空堰体尾部。

右岸翼墙底部受洪水冲刷，基脚淘空。水闸左侧浆砌石翼墙开裂漏水严重。左岸下游浆砌石护岸底部淘空，水闸右岸工作平台被洪水冲刷淘空，造成工作平台整体沉陷，沉陷窟窿直径约40cm。

枫江水闸管理房已成危房，屋面漏水，墙体多处开裂，开裂宽度达10cm。上闸公路为泥面路，坑洼不平，路面宽度窄小，雨天无法行车。水闸没有任何观测设施。

2.2工程地质勘察评价

在本次大坝安全鉴定中，设计单位对该工程进行了工程地质勘察，勘察方法主要采用资料收集、实地调查、地质测绘、钻探等综合手段，重点对闸坝进行钻探。根据外业勘察资料和土工试验成果等整理分析，得出以下结论：

1）根据《中国地震动参数区划图》工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震反应谱特征周期为0.35s，对应地震基本烈度为Ⅵ度。

2）枫江水闸闸基为弱风化泥岩，透水性弱，岩石单轴饱和抗压强度为37.0Mpa。

3）水闸底板骨料裸露成麻面；闸墩混凝土面层脱落，出现裂缝；工作桥混凝土面层脱落，钢筋外露锈蚀严重，水闸闸门锈蚀严重，局部出现穿孔漏水。

4）下游无消能防冲措施，对水闸稳定不利。

5）左岸闸肩浆砌石已被淘空，漏水严重。

6）左岸附近的下游边坡出现滑坡。

7）河水对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋无腐蚀，对钢结构有弱腐蚀。

2.3水闸安全评价

2.3.1安全检测

现场检查发现该水闸主要存在以下问题：

拦河闸坝：闸墩及侧墙表面砂浆有剥落，闸墩砂浆碳化严重。部分排架柱倾斜，砂浆脱落，吊车梁砂浆脱落严重，裂缝露筋，且钢筋锈蚀严重。

溢流堰：溢流堰陡坡底板冲刷严重，有裂缝，骨料外露，边墙砌体砂浆脱离，局部砌体开裂。溢流堰尾部掏空，已成冲坑。

两岸连接建筑物：左岸浆砌石翼墙身表面砂浆剥落，左岸翼墙开裂，漏水严重，两岸翼墙表面砂浆有剥落，砂浆碳化深度检测平均碳化深度3.5mm。

闸门及启闭机(含电气设备)：枫江闸门由于长期缺乏保养，现场巡视发现闸门锈蚀严重，局部锈穿漏水，下部钢板表层有疏松状的锈泥；门轴结构简单、锈蚀严重，橡胶止水老化失效。12扇闸门共用一台5吨移动台车启闭，移动台车电机损害，电缆老化，台车轨道变形锈蚀严重，不能正常运行。

右岸灌溉取水闸：闸门损害变形，锈蚀严重，止水老化漏水，启闭螺杆变形，不能正常启闭。

左岸引水渠：引水渠无任何衬砌，局部坍塌，淤积严重。

管理房屋：管理房房顶及墙体开裂漏水，已成危房。

2.3.2防洪标准复核

枫江水闸登记注册洪水标准采用10年一遇，校核洪水采用50年一遇，相应的过闸流量分别为673m3/s和1150m3/s，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》有关规定，枫江水闸工程等别为Ⅱ等，工程规模属于大（2）型水闸，水闸为Ⅱ等工程，主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级建筑物。根据《防洪标准》，设计标准按30年～50年，校核标准按100年～200年，本次设计按下限值取值，30年一遇设计，100年一遇校核。

经复核计算，枫江水闸设计洪峰流量1011.5m3/s，上游洪水位为104.20m，相应过闸流量为930.0m3/s，下游水位为102.38m；校核洪峰流量1313.4m3/s，校核洪水位104.42m，相应过闸流量1039.21m3/s，下游水位为103.00m。

(1)挡水安全性复核

在泄水时，闸顶计算高程为104.64m，现状闸顶高程为103.0m，低于闸顶计算高程，故枫江水闸现状坝顶高程不满足挡水要求。且水闸过了流能力不满足运行要求，右岸发生漫岸过流，因此水闸防洪安全性“不满足”运用要求。

(2)泄洪安全性复核

本次安全评价经过复核，枫江水闸现有闸孔孔口尺寸的过流能力不能满足20年一遇的洪水。此时右岸已经漫滩，右岸连接建筑物漫顶，水闸的过流能力不满足要求，且水闸下游无消能防冲设施，下游河道冲刷严重，因此水闸泄洪安全性“不满足”运行要求。

2.3.3水工结构安全复核

（1）渗流安全评价

由于闸坝地基为弱风化泥岩，地基承载力较高，但透水性一般，属弱透水性，地基透水率为3.5Lu，小于岩基控制标准5Lu，经复核计算，闸基出口段渗透坡降小于允许渗透坡降，满足要求。但由于水闸修建时清基不彻底，闸基出现渗漏现象。因此结构抗渗稳定性不安全。

溢流堰基础为强风化泥岩，其透水率为7.5Lu，大于岩基控制标准5Lu，因此溢流堰地基抗渗稳定性不安全。

（2）结构安全评价

①闸室：根据本工程闸坝的设计等级，相应设计水位标准及可能出现的荷载组合，分别对泄水闸闸室及冲沙闸闸室进行稳定及基础应力等计算，计算结果表明，泄水闸及冲沙闸闸体在正常挡水工况、设计洪水位工况、校核洪水位工况下抗滑稳定安全系数均满足规范要求，基底最大应力不大于地基允许承载能力。闸坝的结构安全性评定为“满足”安全运行要求。②溢流堰：溢流面受洪水冲刷严重，堰面出现裂缝。溢流堰陡坡抗滑稳定满足要求，边墙高度不满足运用要求，综合考虑到水闸的过流能力不满足要求，建议改溢流堰为开敞式闸门，增加过流能力。

③消能防冲：闸坝段泄洪闸在20年一遇洪水的工况下发生淹没水跃，冲沙闸发生远离水跃，正常水位时小流量工况下泄水闸发生远离水跃，下游需要设消力池。而水闸下游现状无消力池，不满足水闸的消能防冲安全性。因此水闸消能防冲“不满足”运用要求。

④两岸连接建筑物：枫江水闸两岸连接建筑物包括左右岸导墙（翼墙），对翼墙进行稳定计算，在正常、30年一遇洪水及100年一遇洪水及无水4种计算工况下，翼墙最大基底均小于地基允许承载力300kPa，满足《水闸设计规范》要求；但在4种计算工况下，翼墙基底均出现拉应力，不满足规范要求；在无水工况下，翼墙基底面的抗滑稳定、抗倾覆稳定不满足要求。且现状下游左侧翼墙多处出现裂缝，底部淘空，下游右岸翼墙部分砌体脱落，边墙脚已出现淘空。因此两岸连接建筑物结构安全性为“不满足”安全运行要求。

尽管闸室的抗滑稳定安全系数满足规范要求，但溢流堰、消能设施及两岸连接物的结构安全性均不能满足安全运行要求，因此评定枫江水闸的水工结构“不满足”安全运行要求。

2.3.4金属结构安全复核

（1）闸门复核

水闸设12孔平面定轮钢闸门，其中11个闸孔尺寸均为宽3.2m，高2.0m，另有1个冲沙闸宽为3.2m，高4.0m，闸孔总净宽38.4m，闸门门页、面板和主梁均锈蚀严重，止水元件老化失效，主轮不能转动。经结构计算复核，闸门主梁、面板的强度不满足要求。

（2）启闭机复核

12孔闸门共用一台陈旧的电动葫芦台车启闭，启闭须逐一进行，时间较长，启闭机无锁定装置，闸门在闸槽很容易被卡，不能即时关闭。闸门运行存在较大的安全隐患，不满足规范要求。

因此闸坝的金属结构安全性评定为“不满足”安全运行要求。

2.3.5电气设备安全复核

电气设备安全复核综合评价结论如下：

（1）供电电源为10kvA的变压器，供电容量能满足要求，但仅有一路电源，供电可靠性较差；

（2）电缆老化陈旧，电气设备存在安全隐患；

（3）没有备用电源，在暴雨期间突然停电紧急情况下，不能保证闸门正常开启。

因此闸坝的电气设备安全评定为“不满足”安全运行要求。

2.4水闸安全综合评价

枫江水闸安全鉴定专家组，根据水利部《水闸安全鉴定管理办法》和《水闸安全鉴定规定》，规定，从水闸现状调查、安全检测、防洪、结构稳定、金属结构安全、电气设备安全等方面进行综合评价，最终，鉴定枫江水闸为四类闸。

2.5意见和建议

鉴于枫江水闸在现状调查、安全检测、防洪、结构稳定、金属结构、电气设备等方面均不满足要求，水闸的各建筑物的基本功能丧失建议：

①重建枫江水闸，同时将溢流堰改为闸室型式以增加过流能力。

②右岸取水闸拆除重建。左岸引水渠三面光硬化。

③完善防汛抢险公路。

④完善水工、水文观测设施。

⑤配套完善管理房屋和交通、通讯设施。

⑥建立健全工程管理的各项规章制度和工程技术档案制度，加强工程日常管理和安全监测，做好观测资料的平时整理和定期整编刊印工作。

3结语

水闸安全鉴定工作技术性强，内容较为复杂，且所进行安全鉴定的水闸由于历史年代久远，原设计施工资料缺乏，需对建筑物和闸基进行勘探和试验，并对工程质量进行检测，取得原体参数，才能客观反映工程质量情况。枫江水闸安全类别评定为四类水闸，应尽快进行除险加固（拆除重建）。