鹿溝渠首引水閘樞紐安全評價(jià)淺評

田 靜

（蘭州江明水利水電工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

1 工程概況

鹿溝渠首引水閘樞紐位于民樂縣南豐鎮(zhèn)山城村山城河上，距縣城4.5 km，水閘樞紐主要由進(jìn)水閘、泄洪閘及溢流堰3部分組成，設(shè)計(jì)引水流量6 m3/s，控制民樂縣洪水河灌區(qū)灌溉面積0.123萬hm2。工程于1975年8月建成，已經(jīng)運(yùn)行了43年，由民樂縣洪水河管理處管理。鹿溝渠首引水閘樞紐為Ⅲ等中型工程，主要建筑物設(shè)計(jì)等級為3級，原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，無相應(yīng)洪峰流量，校換洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，相應(yīng)洪峰流量為100.15 m3/s。樞紐運(yùn)行過程中經(jīng)歷了2次大的維修，工程設(shè)施基本完整，但部分建筑物破損嚴(yán)重。兩岸進(jìn)水閘、泄洪閘底板及墩體底部沖蝕、凍脹損壞明顯，砂漿表皮脫落、裂縫，石子外露、蜂窩麻面等混凝土表觀缺陷嚴(yán)重，水閘胸墻都已被洪水沖毀。閘門使用至今未進(jìn)行過更換，閘門止水橡膠漏水嚴(yán)重，閘門表面防腐涂層已經(jīng)全部脫落并產(chǎn)生銹蝕，局部已產(chǎn)生形變，無法正常啟閉。2002年僅對進(jìn)水閘及泄洪閘的啟閉設(shè)施進(jìn)行了簡單保養(yǎng)，現(xiàn)手動螺桿啟閉機(jī)螺桿已彎曲變形，無法啟動。河道溢流壩表面砂漿都已沖蝕破損，砌石外露，有的已散落于河道中，并且由于下游未設(shè)消耗防沖設(shè)施，壩下游河床已經(jīng)形成了較大的沖坑（最深處達(dá)1.0 m），壩基出現(xiàn)垮塌跡象，影響壩體安全。因此，水閘樞紐進(jìn)水閘、泄洪閘及溢流壩的結(jié)構(gòu)及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備均需進(jìn)行評定防洪安全等級。

2 現(xiàn)場調(diào)查分析評價(jià)

鹿溝渠首引水閘樞紐工程為完建工程，且建設(shè)年代已久，無任何設(shè)計(jì)及施工資料，無法參照當(dāng)時設(shè)計(jì)和施工時的各種資料參數(shù)，只能根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測資料進(jìn)行分析。調(diào)查內(nèi)容分為兩項(xiàng)：第一項(xiàng)是主要建筑物及金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查，現(xiàn)場調(diào)查并留影像資料，重點(diǎn)調(diào)查閘墩、閘門槽及啟閉機(jī)排架砼是否存在凍蝕、沖蝕、裂縫，記錄相關(guān)資料，并留影相關(guān)資料。第二項(xiàng)是對水閘樞紐運(yùn)行管理情況進(jìn)行調(diào)查，主要采用調(diào)查表的方式進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查表中包含建成時間、供水范圍（灌區(qū)名稱、灌區(qū)面積）、設(shè)計(jì)引水流量、引水時段、運(yùn)行期水閘加固維護(hù)情況、閘門及啟閉機(jī)更換或維修情況、運(yùn)行中存在的主要問題等。通過調(diào)查分析，摸清了水閘樞紐存在的問題，水閘安全評價(jià)結(jié)論及建議如下。

2.1 水閘樞紐防洪安全隱患及疑點(diǎn)

該工程為完建工程，原設(shè)計(jì)、施工資料已無處可查，無法參閱當(dāng)時設(shè)計(jì)施工的各種參數(shù)，只能根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析和實(shí)際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評價(jià)?，F(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測發(fā)現(xiàn)水閘整個樞紐建筑物都存在不同程度的損壞，溢流壩壩體表面沖蝕損壞嚴(yán)重，砌石外露，有的散落于河道中。溢流壩下游河床沖刷出一些深坑，泄洪沖砂閘與左岸進(jìn)水閘胸墻遭到損壞，右岸進(jìn)水閘漿砌石閘墩砂漿脫落嚴(yán)重，整個樞紐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性存在一定的安全隱患。閘門及閘門啟閉設(shè)備均出現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐蝕變形，無法正常運(yùn)行。

2.2 進(jìn)水閘、泄洪沖砂閘安全狀況分析

兩岸水閘閘墩均受水流沖蝕嚴(yán)重，砂漿表皮脫落、裂縫，有的石子外露，存在氣泡、孔洞、蜂窩麻面等缺陷，閘墩損壞較為嚴(yán)重。

進(jìn)水閘、泄洪沖砂閘閘槽止水設(shè)施都已老化、脫落，水閘漏水情況嚴(yán)重。左岸進(jìn)水閘、泄洪沖砂閘混凝土胸墻被洪水沖毀，進(jìn)水閘吞漿砌石引水渠道部分被水沖毀，砌石外露；右岸引水渠也出現(xiàn)不同程度的開裂、砂漿脫落。閘門變形銹蝕嚴(yán)重，啟閉設(shè)備老舊，需人工手動啟閉。因年久失修、缺乏維修保養(yǎng)，現(xiàn)已基本無法正常運(yùn)行。水閘樞紐在初建時未設(shè)檢修閘門，運(yùn)行時如遇突發(fā)情況存在安全隱患，視頻監(jiān)控系統(tǒng)不完善，沒有設(shè)置監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)，運(yùn)行管理不方便。

2.3 溢流壩安全狀況分析

溢流壩為漿砌石結(jié)構(gòu)，建成年代已久，表面砂漿脫落，有的塊石掉落在河床中，且上游淤積嚴(yán)重，已無法起到引流蓄水的作用。溢流壩下游未設(shè)置消能設(shè)施，致使下游河床沖刷嚴(yán)重，直接影響溢流壩安全。工程效能放沖安全性評為B級。

2.4 水土建筑物混凝土結(jié)構(gòu)安全評價(jià)

鹿溝渠首引水閘樞紐閘門為平板式閘門，閘門墩受水流沖蝕，有砂漿表皮脫落、裂縫、掉塊、石子外露及氣泡、孔洞、蜂窩麻面等混凝土缺陷，閘墩損壞較為嚴(yán)重。為此，對水工混凝土質(zhì)量進(jìn)行了現(xiàn)場回罩測量檢測。原則上每個檢測構(gòu)件不少于10個測區(qū)，但對于某個測面方向尺寸小于4.5 m，且另一個側(cè)面方向尺寸小于0.3 m的構(gòu)件不少于5個測區(qū)，各測區(qū)均勻布置在檢測單元上，用中型回彈儀進(jìn)行檢測。將回彈值測試面清理干凈、打磨平整，測點(diǎn)應(yīng)避開氣孔或外露石子，各測點(diǎn)只允許彈擊1次。彈擊時回彈儀的軸線垂直于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土表面，緩慢均勻施加，不宜用力過猛或突然沖擊。

回彈值測試完畢后進(jìn)行碳化深度測量，用電動沖擊鉆在回彈值的測區(qū)內(nèi)鉆直徑20 mm、深70 mm的孔洞，將孔洞內(nèi)的混凝土粉末清理干凈，在孔洞內(nèi)部的邊緣處滴加1.0%酚酞乙醇溶液，然后用碳化深度測定儀測量混凝土碳化深度（不變色的深度），讀數(shù)精度為0.5 mm。

根據(jù)回彈檢測結(jié)果，引水閘閘墩強(qiáng)度推定值為16.0～18.4 MPa，平均碳化深度為6.0 mm，混凝土碳化深度小于鋼筋保護(hù)層厚度，屬于B類碳化?；炷翉?qiáng)度低于現(xiàn)行規(guī)范要求，混凝土結(jié)構(gòu)安全性評價(jià)為C級。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備安全評價(jià)

鹿溝渠首引水閘樞紐工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備在泄洪沖砂閘段以及左、右岸進(jìn)水閘段，配設(shè)了相應(yīng)的泄沖閘、進(jìn)水閘工作閘門和啟閉操作設(shè)備。其中左、右岸進(jìn)水閘及泄沖閘均為1孔敞開式平板閘，閘門尺寸分別為2.0 m×1.6 m、1.5 m×1.3 m、2.0 m×1.4 m，啟閉方式相同，均采用手動螺桿啟閉機(jī)啟閉閘門。水閘初建時受資金、設(shè)計(jì)水平、施工技術(shù)等原因的限制為木板閘門，鋼閘門是后期維修改造時更換的，閘槽未安裝閘門預(yù)埋件，導(dǎo)致閘門閉合不嚴(yán)、漏水嚴(yán)重。泄洪沖砂閘閘門銹蝕嚴(yán)重，閘門彎曲變形，止水設(shè)施已脫落，與胸墻結(jié)合部位設(shè)計(jì)不合理，啟閉設(shè)備采用的是手動螺桿式啟閉機(jī)，啟閉不方便，操作強(qiáng)度大，支架與螺桿也存在銹蝕、變形問題。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備已經(jīng)處于無法正常使用的狀態(tài)，嚴(yán)重影響著閘門的正常運(yùn)行。

綜上所述，鹿溝渠首引水閘樞紐工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置合理，但啟閉機(jī)選型不便于管理人員操作，目前金屬結(jié)構(gòu)總體上銹蝕、變形嚴(yán)重，閘槽無埋件，止水設(shè)施已經(jīng)完全脫落，閘槽與閘門不匹配，無法正常運(yùn)行。金屬結(jié)構(gòu)安全性為C級。

3 結(jié)束語

該工程總體設(shè)計(jì)基本完整，選址適宜，地質(zhì)條件較好。但是經(jīng)過多年運(yùn)行，設(shè)施老化，水閘混凝土結(jié)構(gòu)沖蝕嚴(yán)重，實(shí)測混凝土強(qiáng)度較低，低于現(xiàn)行規(guī)范要求，嚴(yán)重影響著水閘的安全運(yùn)行，為四類水閘。為了保障洪水河灌區(qū)0.123萬hm2農(nóng)田的灌溉用水及安全，使農(nóng)民實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，建議將此水閘報(bào)廢重建。