病險水閘除險加固初步設(shè)計常用技術(shù)

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1、病險水閘除險加固初步設(shè)計常用技術(shù)1概述水閘是為城市供水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水、防洪、防潮、排澇等方面服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。我國水閘大多建成于20世紀50~70年代，由于種種原因，存在著各種安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國水閘的病險比例高達2/3，對水閘存在的病險問題進行歸類并分析成因，可對病險水閘除險加固工作提供有益參考。2主要病險種類目前我國水閘存在的病險種類繁多，從水閘的作用及結(jié)構(gòu)組成來說，主要可分為以下9種病險問題：2.1防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。防洪標(biāo)準(zhǔn)（擋潮標(biāo)準(zhǔn)）偏低，主要體現(xiàn)在宣泄洪水時，水閘過流能力不足或閘室頂高程不

2、足，單寬流量超過下游河床土質(zhì)的耐沖能力。2.2閘室和翼墻存在整體穩(wěn)定問題閘室及翼墻的抗滑、抗傾、抗浮安全系數(shù)以及基底應(yīng)力不均勻系數(shù)不滿足規(guī)范要求，沉降、不均勻沉陷超標(biāo)，導(dǎo)致承載能力不足、基礎(chǔ)破壞，影響整體穩(wěn)定。2.3閘下消能防沖設(shè)施損壞閘下消能防沖設(shè)施損毀嚴重，不適應(yīng)設(shè)計過閘流量的要求，或閘下未設(shè)消能防沖設(shè)施，危及主體工程安全。2.4閘基和兩岸滲流破壞閘基和兩岸產(chǎn)生管涌、流土、基礎(chǔ)淘空等現(xiàn)象，發(fā)生滲透破壞。2.5建筑物結(jié)構(gòu)老化損害嚴重混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計強度等級低，配筋量不足，碳化、開裂嚴重，漿砌石砂漿標(biāo)號低，風(fēng)化脫落，致使建筑物結(jié)構(gòu)老化破損。2.

3、6閘門銹蝕、啟閉設(shè)施和電氣設(shè)施老化金屬閘門和金屬結(jié)構(gòu)銹蝕，啟閉設(shè)施和電氣設(shè)施老化、失靈或超過安全使用年限，無法正常使用。2.7上下游淤積及閘室磨蝕嚴重多泥沙河流上的部分水閘因選址欠佳或引水沖沙設(shè)施設(shè)計不當(dāng)，引起水閘上下游河道嚴重淤積，影響泄水和引水，閘室結(jié)構(gòu)磨蝕現(xiàn)象突出。2.8水閘抗震不滿足規(guī)范要求水閘抗震安全不滿足規(guī)范要求，地震情況下地基可能發(fā)生震陷、液化問題，建筑物結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)件不滿足抗震要求。2.9管理設(shè)施問題大多數(shù)病險水閘存在安全監(jiān)測設(shè)施缺失、管理房年久失修或稱為危房、防汛道路損壞、缺乏備用電源和通訊工具等問題，難以滿足運行管理需求。

4、3病險水閘除險加固內(nèi)容病險水閘除險加固內(nèi)容包括：水閘等級及洪水標(biāo)準(zhǔn)的核定、總體布置、水力設(shè)計、防滲排水設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、地基處理設(shè)計、觀測設(shè)計等。3.1等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)病險水閘除險加固設(shè)計時，首先應(yīng)復(fù)核建筑物等別與級別。目前需要除險加固設(shè)計的水閘，多修建于20世紀90年代之前。在不同時期，國家有不同的相關(guān)規(guī)范來確定工程的等別。因此，水閘除險加固應(yīng)以滿足水閘正常使用功能和自身防洪安全為原則。目前，復(fù)核水閘建筑物等別與建筑物級別時，主要以《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265-2001）為依據(jù)確定建筑物的等別與級別。山區(qū)、丘陵區(qū)水利樞紐工程等別應(yīng)按國家現(xiàn)行

5、的《水利水電工程等別劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）確定。3.2工程布置安全鑒定中需要除險加固的三類閘，除險加固設(shè)計原則上一般不改變原閘的工程總體布置和主要建筑物型式。需要延長滲徑和消能防沖段的水閘，應(yīng)按原閘軸線進行布置，并符合《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265-2001）的相關(guān)規(guī)定。3.3水力設(shè)計水力設(shè)計一般包括：過流能力驗算、擬定閘門控制運行方式和消能防沖設(shè)計計算。病險水閘除險加固設(shè)計時，影響水閘過流能力的主要因素包括設(shè)計水位的變化、孔口斷面尺寸和型式的變化、過水涵洞斷面尺寸以及涵洞長度的變化、消能防沖設(shè)施變化等。3.4防滲排水設(shè)計水閘

6、的防滲排水設(shè)計主要是根據(jù)閘基地質(zhì)情況及上下游水位條件等進行設(shè)計計算，其內(nèi)容包括：進行水閘的地下輪廓布置，設(shè)計防滲、排水型式、布置、構(gòu)造和尺寸；滲流壓力計算；滲流坡降計算，驗算地基抗?jié)B穩(wěn)定性；濾層設(shè)計；防滲帷幕及排水孔設(shè)計；永久縫止水設(shè)計。3.5閘室結(jié)構(gòu)布置及穩(wěn)定性分析水閘除險加固時，首先需根據(jù)新的設(shè)計條件對原結(jié)構(gòu)進行分析計算，然后結(jié)合安全鑒定中結(jié)構(gòu)存在的問題，采取必要的工程措施進行加固，同時按加固后的結(jié)構(gòu)尺寸重新進行結(jié)構(gòu)分析和穩(wěn)定驗算。驗算時應(yīng)盡可能考慮工程措施中新老材料之間的差異性，以及這些差異將對工程安全運行帶來的影響。3.6地基處理及設(shè)

7、計當(dāng)水閘發(fā)生不均勻沉降或者地基總體沉降量較大時，需根據(jù)地質(zhì)情況重新復(fù)核地基承載力。閘室加固、防滲措施改變時都需要重新驗算地基承載力。4病險水閘問題處理及主要技術(shù)4.1水閘閘底及閘側(cè)滲漏4.1.1閘底滲漏處理：對于水閘上游鋪蓋破壞或閘身與鋪蓋之間水平止水破壞的可采取補做鋪蓋和重設(shè)水平止水的措施。水閘鋪蓋宜采用砼鋪蓋，對于漿砌塊石鋪蓋當(dāng)不均勻沉陷會引起漿砌裂縫漏水。對于本身滲徑長度不夠的，可以在上游鋪蓋前打防滲板樁，其材料可選用木板或鋼筋砼板，通過打板樁不僅可以增長滲徑起到防滲的作用，還可以降低閘底板的揚壓力，有利于水閘的抗滑穩(wěn)定。4.1.2閘側(cè)

8、繞滲處理引起水閘繞滲的原因一般是閘墻背后填土不密實或刺墻長度不夠，因此當(dāng)發(fā)生側(cè)向繞滲時，一般可采取對閘墻背填土重新開挖或用沖抓錐造孔，回填粘土分層夯實，加深、接長刺