0276水利工程2021-07-15 10:51:56
工程概況
恩城水閘位于廣東省恩平市城區(qū),潭江干流錦江河段,于1971年10開始施工,1972年6月竣工。該水閘建筑物包括泄洪閘、船閘、河床式電站,集雨面積約為672km2,主要建筑物由泄洪閘、船閘及河床式電站組成,水閘灌溉面積1.2萬畝,是一座以灌溉為主,改善恩平市區(qū)及錦江河水環(huán)境,兼顧防洪、航運、交通、供水、發(fā)電等任務的大(2)型水閘。水閘工程等別為Ⅱ等,主要建筑物級別為2級,次要建筑物級別為3級。
樞紐建筑物的垂直水流方向寬度為208m,泄洪閘及船閘部分寬度為169m,由26孔閘室組成,其中泄洪閘占25孔閘室,船閘占1孔。水閘閘基為砂礫石層,平均厚度為5m,以下為可塑粘土層,厚度約17m,具有較高的地基承載力。水閘上游粘土鋪蓋長度為20m;下游出口采用底流消能型式。閘門采用鋼筋混凝土平板閘門,高度為2.6m,寬度為5.8m,采用一機三閘或一機四閘啟閉形式。電站布置在主河道右岸,裝機容量為831kW,設計年發(fā)電量為225萬kWh;船閘布置在主河道的左岸,按載重50t船只的通航能力設計。
存在問題
經(jīng)鑒定,恩城水閘為三類閘,主要存在以下問題:
一是防洪標準不滿足要求。水閘原設計標準偏低,閘頂高程不足;水閘過流能力未能滿足50年一遇洪水要求。
二是上游粘土鋪蓋、下游海漫的抗沖刷能力不夠。閘后海漫底板存在淘空、斷裂、涌砂、沉陷、錯位、部分掀翻等問題,損壞面積約1/3,損壞后的長度不滿足要求。
三是水閘消能不滿足要求,主要是消能坎的高度較低、護坦厚度不足。
四是閘基滲流穩(wěn)定不滿足要求。
五是啟閉機排架、工作橋面板、交通橋梁、閘門混凝土等部位,實測強度等級顯示,部分達不到現(xiàn)行設計規(guī)范≥C20級的要求。
六是啟閉機排架、閘墩、閘底板等構件,混凝土的碳化深度大于保護層的厚度,導致鋼筋銹蝕,部分構件出現(xiàn)開裂、露筋等質量問題。此外,工作橋梁和板上的裂縫多,導致鋼筋銹蝕嚴重,工作橋的主梁配筋不滿足規(guī)范要求。
七是閘門采用鋼筋混凝土平板閘門,碳化深度為28mm~35mm。調查發(fā)現(xiàn),多處閘槽混凝土被閘門的壓輪壓壞,導致混凝土強度不滿足要求;部分閘門的止水橡膠老化損壞,存在滲漏現(xiàn)象。此外,采用一機多門啟閉方式,機座金屬部分銹蝕、吊環(huán)銹蝕,影響基座的穩(wěn)定性;且鋼絲繩磨損嚴重。
八是觀測設施欠缺。水閘內無觀測設施和觀測資料,難以實現(xiàn)預警預報目標。
運行管理措施
1 、除險加固
根據(jù)鑒定結果,水閘運用指標達不到設計標準及現(xiàn)行規(guī)范要求,存在隱患,對此,需考慮對水閘主要建筑物進行除險加固,主要方案如下:
一是閘墩加固。考慮到上游堤防的高程低,要達到城市防洪規(guī)劃的50年標準還需要時間,且水閘上下游都有交通橋,橋面高程只有22.34m,故維持原水閘閘孔數(shù),只對閘墩進行加厚處理,即原來厚度為0.9m,將其加厚至1.2m。
二是修補閘底板。保持原堰頂高程不變,對于閘底板的碳化、裂縫、露筋等缺陷采用回補混凝土方法,鑿除底板表面碳化的混凝土,在鑿毛表面涂一層能對混凝土進行雙面滲透的混凝土深層密封劑,然后回補砂漿或者常態(tài)混凝土。
三是上部結構處理。結合閘墩加固方案,拆除水閘上部的啟閉機工作橋并重建,加蓋啟閉機室。新建的啟閉機室,其排架柱位于閘墩頂上方,高程為22.13m,截面尺寸為500mm×500mm,啟閉機室的樓面高程為30m。當前工作橋的寬度為2.85m,改成啟閉機室后,無法滿足設備操作要求,對此可在邊線兩邊各懸臂1.0m,使其寬度達到4.7m。
四是閘基抗?jié)B設計。交通橋底板與閘室底板發(fā)生不均勻沉降,且兩底板間沒有設置止水。對此,修復交通橋底板與水閘底板之間的結構縫,增設止水設施,促使交通橋底板參與抗?jié)B;聯(lián)合水閘上游現(xiàn)有的粘土鋪蓋,形成完整的水平抗?jié)B體系。
五是防沖加固。為了提高防沖能力,在原有基礎上,將護坦加厚至0.6m,護坦頂高程提高至16.0m,消能坎加高至0.9m。海漫則從現(xiàn)狀末端續(xù)接20m,從而延長至47.4m。
六是增加安全監(jiān)測。主要包括:①水位、水面線監(jiān)測,采用水位標尺;②滲流壓力監(jiān)測,采用測壓管,將其沿泄洪閘右側岸墻布置;使用電測水位計測量測壓管內的水位。③設置1條倒垂孔,監(jiān)測閘室的水平位移情況。④在閘墩上設置2個垂直位移觀測點,監(jiān)測閘室的垂直位移情況。
2 、日常運行管理
受地方財力有限等客觀因素影響,恩城水閘除險加固方案遲遲未能實施,處于帶病運行狀態(tài),為降低水閘運行風險,確保水閘日常運行安全,主要采取以下措施:
一是嚴格落實調度守則。恩城水閘日常調度原則是,枯水期維持正常蓄水位19.30m發(fā)電運行;汛期當閘上水位超過19.30m即開閘泄水,洪水期水閘隨著來水量情況調整閘門開度,直至全部開啟;當下游干旱需要灌溉時,水閘下放灌溉流量。
二是根據(jù)《水閘技術管理規(guī)程》制定閘門控制操作規(guī)程并嚴格執(zhí)行。開閘前,檢查確認卷揚機變速箱、電機地腳螺栓及各部齊全緊固;檢查確認鋼絲繩符合使用要求,無斷股;檢查確認各部位潤滑良好,閘槽無異物卡阻等。閘門開啟時先開中間后兩邊,開度先小后大:關閘時相反,先兩邊后中間、開度上由大到小逐步關閉。
三是增設水閘安全監(jiān)測設施。加設水位標尺,觀測水位變化情況,在閘墩設置2個垂直位移觀測點,觀測閘室垂直位移情況,布置倒垂孔1條,觀測閘室水平位移情況。
四是強化日常巡檢。對水閘整體啟閉機械、電氣設備、防雷等設施每年汛前檢測一次,平時按規(guī)程定期進行全面檢測,備用電源需隨時起動,每周交班檢查,機電設備每年清掃換油,鋼絲繩每年冬上油一次,對閘門止水橡膠老化損壞、啟閉機吊環(huán)銹蝕、鋼絲繩磨損斷股等及時更換。
五是制定度汛措施及搶險預案。汛期實行24小時專人輪班值守,對水閘整體運行情況進行詳細觀測記錄,交接班時上一班人員需將已發(fā)現(xiàn)問題或存在隱患如實、詳細地向接班人員進行交底。汛期主要搶險預案有:
下游閘基發(fā)生管涌時,潛水員需明確管涌發(fā)生位置、范圍,如管涌孔較小,在冒水孔周圍用土袋筑成圍井,井內填反濾料,以制止砂礫帶出;如涌水較大,可先填碎石、塊石,再填筑濾料,直至滲水流暢、無砂礫帶出為止。期間需加強觀察,防止管涌反復。
根據(jù)安全鑒定結果,恩城水閘閘后海漫存在底板損壞情況,汛期時如若發(fā)生海漫沖毀,威脅水閘整體運行安全時,可拋填內填塊石的格賓籠網(wǎng)箱來臨時應急處置,待洪峰過后根據(jù)海漫實際受損情況進行修復施工。
當水閘出現(xiàn)超標洪水持續(xù)沖刷,上下游翼墻等底部基土掏空,墻體超標準洪水水閘翼墻、岸墻等出現(xiàn)坍塌險情時,考慮到恩城水閘左右兩岸為出行道路,且岸邊有民居,為確保周邊建筑物安全,可采用鋼板樁對擋墻進行臨時固定,坍塌處砂包回填來進行處置。
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