PAGEPAGE6XX橋閘運行管理中險情成因及完善對策研究目錄TOC\o"1-2"\h\u12703XX橋閘運行管理中險情成因及完善對策研究 148461基本概況 1111172水閘運行管理中出現(xiàn)的險情 2257522.1洪水漫閘險情 2187662.2水閘上游鋪蓋及下游海漫出現(xiàn)大面積的沖刷坑 2250792.3存在繞閘滲流現(xiàn)象 275012.4消力池局部變形存在及啟閉設施出現(xiàn)小裂縫 236592.5混凝土閘門等主體設施碳化嚴重且存在開裂、缺口、穿孔等現(xiàn)象 2311032.6水閘下游河道淤積日趨嚴重 3183723險情成因分析 335883.1水文觀測缺失 3179293.2閘址控制面積出錯 3255653.3不良的水下地形材料X與水流流態(tài)是上下游沖刷破壞不止的主要原因 3179563.4潮水頂托影響 49533.5環(huán)境水水質(zhì)影響 458053.6未進行基礎灌漿處理 4204564對策及解決方法 436864.1做好新一輪水閘工程安全鑒定工作 448754.2健立水閘沉降、位移、滲壓、上下游河床沖刷監(jiān)測體系 522214.3工程措施 544234.4規(guī)范閘門運行操作管理 677805結論 6摘要：本文針對龍海市南溪橋閘運行管理中出現(xiàn)的險情，分析險情成因的個性與共性問題，探討水閘運行管理的主要技術難點，提出較為可行的解決方法，總結經(jīng)驗，以期在水利工作中推廣。關鍵詞：水閘運行；險情；分析；處理1基本概況南溪橋閘位于福建省九龍江支流南溪下游的龍海市東泗鄉(xiāng)松浦村，距龍海市區(qū)10公里，水閘建成于1966年12月，是一座具有防洪、排澇、擋潮蓄淡、灌溉供水等綜合利用的大（2）型水閘。閘址以上流域面積562平方公里，水閘全長131米，共27孔，總凈寬103米。其中19#～24#閘孔凈寬3米，27#閘孔凈寬5米，其余20孔閘孔凈寬4米。水閘工程等別為Ⅱ等工程，主要建筑物為2級。原設計標準按20年一遇洪水設計、100年一遇洪水校核，流量分別為1400立方米/秒、2055立方米/秒。上游設計洪水位3.58米，下游3.11米；上游校核洪水位4.18米，下游3.11米。本次復核設計標準按30年一遇洪水設計、100年一遇洪水校核，流量分別為1890立方米/秒、2500立方米/秒。上游設計洪水位6.79米，下游6.65米；上游校核洪水位7.70米，下游7.50米；正常蓄水位2.5米。2水閘運行管理中出現(xiàn)的險情2.1洪水漫閘險情2006年7月“碧利斯”臺風來襲，造成南溪橋閘上游水位達到5.9米，超過閘墩頂高程0.9米，高于閘上交通橋面0.4米，出現(xiàn)嚴重的洪水漫閘險情。2.2水閘上游鋪蓋及下游海漫出現(xiàn)大面積的沖刷坑橋閘17#-19#閘孔上游漿砌石鋪蓋發(fā)生局部沖刷，沖坑面積85平方米，長度10.5米，寬7.8米，最深處高程為-3.6米;橋閘下游海漫與河床也出現(xiàn)大面積的沖刷坑，沖坑面積3200平方米，長20～40米，寬128米，最深處高程為-5.26米。2.3存在繞閘滲流現(xiàn)象水閘上下游翼墻雖未發(fā)現(xiàn)明顯的的異常，但水閘下游漸變段干砌塊石護坡及下游岸坡都出現(xiàn)了不均勻沉陷，砌石表面不平整、開裂，局部塌陷，存在繞閘滲流問題。2.4消力池局部變形存在及啟閉設施出現(xiàn)小裂縫南溪橋閘已長期運行60多年，局限于當時的設計、施工水平，通過觀察，啟閉房出現(xiàn)多條豎向裂縫，表明閘底板局部可能存在不均勻沉陷。由于建閘至今，未設沉降、位移觀測點，無觀測資料可分析閘基現(xiàn)在的穩(wěn)定情況，但從啟閉房存在裂縫的情況看，閘基局部可能存在不均勻沉降。因此，水閘基礎局部存在安全隱患。2.5混凝土閘門等主體設施碳化嚴重且存在開裂、缺口、穿孔等現(xiàn)象鋼筋混凝土閘門板碳化嚴重，且存在開裂、缺口、穿孔等現(xiàn)象，雖然21孔閘門在80年已經(jīng)更換，但其余6孔閘門即19#～24#閘孔尚未更換；閘門止水鐵件銹蝕、墊木破損嚴重，造成閘底止水設施漏水嚴重；特別是水閘胸墻老化破損，無法正常起吊；工作橋大梁和樓板存在順筋開裂，局部破損及碳化。且工作高程不足，導致閘門開啟受限。漲潮時，一旦下游潮水高于閘內(nèi)水位時，大量海水滲入內(nèi)港，致使內(nèi)港水質(zhì)鹽化。2.6水閘下游河道淤積日趨嚴重南溪橋閘至下游出海口河長17.98公里，河道不順直，間有急彎、緩彎，水流不暢，加之位處九龍江河口感潮區(qū)，河口漲潮歷時少于退潮歷時，漲潮進泥量大于退潮挾帶的出泥量，潮水頂托明顯，過流斷面日趨縮小，最窄處河寬只有105米，淤積日益嚴重。3險情成因分析3.1水文觀測缺失九龍江南溪流域內(nèi)沒有水文站，流量、泥沙等水文資料缺乏，也沒有氣象站，無氣溫和風速等觀測資料。上世紀80年代以前資料不完整。只有南溪橋閘、白水站始于1980年斷續(xù)最高水位觀測資料，浮宮站1970年以來較長系列的水位記錄資料。流域內(nèi)有漳浦縣的歐寮、南浦、長橋、官潯、龍海市的白水等5個主要控制雨量站，各站均設站較早，上世紀九十年代歐寮、南浦、官潯停止觀測，長橋、白水兩站至今仍在繼續(xù)觀測。3.2閘址控制面積出錯由于南溪橋閘建成于1966年12月，限于當時技術水平及水文觀測資料的缺失，原設計計算的流域面積467平方公里，與2009年鑒定復核的562平方公里，相差95平方公里，存在較大誤差。從2006年7月“碧利斯”臺風襲擊出現(xiàn)的漫閘險情，南溪水閘上游洪水位達到5.9米，超過閘墩頂高0.9米，高于閘上交通橋面0.4米的情況來看，與閘址控制面積出錯，水閘工程等別及建筑物級別和洪水設計標準不符合現(xiàn)行規(guī)范要求，相互印證。3.3不良的水下地形材料X與水流流態(tài)是上下游沖刷破壞不止的主要原因橋閘上游在龍海市官園村以上南溪河道狹窄，河道坡降非常陡，達8.6‰，集中了主河道的主要落差。官園村以下河段平均坡降僅0.2‰，明顯趨緩，又彎彎曲曲，高低不一，水流方向多次迂回。橋閘上游鋪蓋塌陷嚴重，17?！?9＃閘孔塌陷最嚴重，塌陷高差達0.4米，均在鋪蓋原高程－1.5米以下。橋閘下游海漫段沖刷坑面積最大處達3200平方米。雖經(jīng)1998年填砂、鋪土工布和拋石處理，沖刷深度有所緩解，但效果不甚理想，拋填的塊石和鋪設的土工布仍受水流沖刷、掀翻，沖坑深度達3.1米。3.4潮水頂托影響橋閘下游河道淤積主要受河口感潮區(qū)潮水頂托影響，但現(xiàn)狀河道彎曲迂回，坡降趨緩明顯，也是原因之一。特別是水閘下游5.6公里處，眾多人工圍灘養(yǎng)殖侵占河道、狹窄彎曲處人工丁壩，改變了水流流向，河道最窄處只有105米，行洪寬度不足，河道淤積嚴重。3.5環(huán)境水水質(zhì)影響不管是從歷次除險加固設計所做地表及地下水規(guī)范檢測，PH值在6.5左右，呈弱酸性，對砼具有一定的腐蝕性，相對于龍海市其他地方水閘使用情況，南溪橋閘的混凝土結構閘門老化快，易破損開裂，與弱酸性的環(huán)境水關系密切。通過現(xiàn)場觀察，閘墩經(jīng)過長期運行，也有碳化及銹蝕現(xiàn)象，形成了滲水通道。3.6未進行基礎灌漿處理現(xiàn)場檢測閘底板與地基接觸較緊密，無發(fā)現(xiàn)結合部的滲漏問題，但從退潮時閘后存在較大的水流量情況來看，基礎局部存在滲漏現(xiàn)象。這與上世紀六十年代當時的社會生產(chǎn)力條件、施工水平有關，從原始圖紙查閱及核對，橋閘基礎基本位于碎屑狀強風化花崗巖上，建設過程中未對該巖基進行灌漿處理，砌石底板也未進行防滲處理，導致局部閘基滲漏。4對策及解決方法4.1做好新一輪水閘工程安全鑒定工作由于該水閘建成于上世紀六十年代，原設計標準按20年一遇洪水設計、100年一遇洪水校核，加上閘址控制面積出錯，按現(xiàn)行30年一遇洪水設計、100年一遇洪水校核對比，因此，做好新一輪安全鑒定工作，加深安全鑒定報告深度尤為重要。4.2健立水閘沉降、位移、滲壓、上下游河床沖刷監(jiān)測體系一是水位觀測。上、下游各設置水位尺一處，測點應設在水流平穩(wěn)、受風浪和泄流影響較小處。二是水平、垂直位移觀測。可在閘頂處設一條視準線，在閘墩頂布置4個位移觀測點，采用視準線法進行水平位移觀測，垂直位移觀測在左右岸設工作基點進行水準測量。三是揚壓力觀測。在閘墩設測壓管，通過電測水位計觀測閘基揚壓力。四是現(xiàn)場檢測?；炷翉姸炔捎贸暬貜椌C合法進行測試，碳化深度可用指示劑法進行碳化深度值測試。五是全面對水閘水下結構進行檢查觀測。可采取目前較為先進的地質(zhì)雷達檢測措施，地質(zhì)雷達測線沿攔河閘走向布置，主要檢測下游海漫部分，摸清水閘發(fā)生嚴重沖刷的機理，論證河床發(fā)生嚴重沖刷后行洪能力的變化，及時采取行之有效的解決方案。六是水工模型試驗。建立南溪橋閘樞紐水工模型，分析過閘流速、流量及沖刷程度等水力參數(shù)，進一步系統(tǒng)研究橋閘的泄水流態(tài)、泄流能力、河床沖刷等試驗成果，徹底解決橋閘的防沖消能問題。4.3工程措施4.3.1實施南溪下游河道綜合治理工程擬定防洪岸線及河道整治規(guī)劃，提出水閘工程改造方案。經(jīng)批準方案確定：堤頂兩岸間寬度不小于160米，河槽清淤底寬不小于45米，河道坡降按1/12000，設計河底高程在－2.5～－4.37米，堤身采用復式斷面，堤岸邊坡1：2，河槽邊皮1：6。目前，一期整治工程按標準斷面整治河長5.6公里，退墾還河面積38萬平方米，基本解決了閘址下游的河道淤積問題。4.3.2水閘并孔加高單獨水閘擴孔對降低上游洪水位的作用非常有限，而單獨閘室加高又出現(xiàn)孔數(shù)太多不合理問題，采用并孔加高方案，將舊閘孔3并成1孔，利用舊墩外包砼，每2孔增設抗震分縫，上、下游側(cè)閘墩頂加高至9.30米、8.36米，泄流總凈寬達104米，可解決標準洪水過流問題。4.3.3消能防沖設施加固下游連接段末端與河床一起形成沖坑，拋石下游測沖坑砂坡過陡，跌水、回流、旋渦等不利流態(tài)存在。按照現(xiàn)行標準和規(guī)范進行消能防沖驗算，重新設計消力池，對消力池底板進行翻砌加長，并在下面布置排水管。消力池后接長海漫及設拋石防沖槽，沖刷坑可用石渣回填。4.3.4閘基防滲橋閘17#～19#閘孔上游鋪蓋，下游海漫與河床發(fā)生沖刷塌陷現(xiàn)象，說明鋪蓋平整性、完整性、穩(wěn)定性較差。解決方法是采取防滲加固措施，可采用砼防滲墻和防滲帷幕兩種方案進行比較，經(jīng)測算，防滲墻方案投資較大，采用閘基防滲帷幕處理。至于閘室右岸繞閘滲流問題，考慮到水閘右岸地質(zhì)多為素填土、全風化花崗巖、強風化花崗巖等，屬弱透水層，可采用單管高壓旋噴樁防滲墻處理。4.3.5更換及拆除措施19#～24#閘孔的鋼筋混凝土閘門板碳化、破損確實嚴重的可更換為鋼閘門；水閘啟閉房及交通橋拆除重建。4.3.6必要的修補措施排架及大梁進行加固修補；對水閘兩岸下游護坡加固修補。4.3.7供電系統(tǒng)重新選型改造根據(jù)工程特點及其重要性，負荷按二級重要性等級設計，利用現(xiàn)有10KW專用架空線路，選用一臺容量160KVA變壓器，以滿足閘門液壓式啟閉機直接啟動升降要求。應急備用采用柴油發(fā)電機組，備用容量選用150KW。4.4規(guī)范閘門運行操作管理橋閘位于九龍江入?？冢哂醒睾Ｋl的特點，每當潮水漲落時對橋閘泄流影響很大。閘門設置單向受力安全板，反向內(nèi)外水位差不超過1.5米。由于水閘上游庫容較少，調(diào)洪能力低，汛期