PAGEPAGE6XX橋閘運(yùn)行管理中險(xiǎn)情成因及完善對(duì)策研究目錄TOC\o"1-2"\h\u12703XX橋閘運(yùn)行管理中險(xiǎn)情成因及完善對(duì)策研究 148461基本概況 1111172水閘運(yùn)行管理中出現(xiàn)的險(xiǎn)情 2257522.1洪水漫閘險(xiǎn)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(shè)施出現(xiàn)小裂縫 236592.5混凝土閘門(mén)等主體設(shè)施碳化嚴(yán)重且存在開(kāi)裂、缺口、穿孔等現(xiàn)象 2311032.6水閘下游河道淤積日趨嚴(yán)重 3183723險(xiǎn)情成因分析 335883.1水文觀測(cè)缺失 3179293.2閘址控制面積出錯(cuò) 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(jìn)行基礎(chǔ)灌漿處理 4204564對(duì)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(cè)體系 522214.3工程措施 544234.4規(guī)范閘門(mén)運(yùn)行操作管理 677805結(jié)論 6摘要：本文針對(duì)龍海市南溪橋閘運(yùn)行管理中出現(xiàn)的險(xiǎn)情，分析險(xiǎn)情成因的個(gè)性與共性問(wèn)題，探討水閘運(yùn)行管理的主要技術(shù)難點(diǎn)，提出較為可行的解決方法，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以期在水利工作中推廣。關(guān)鍵詞：水閘運(yùn)行；險(xiǎn)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(zhǎng)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(jí)。原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇洪水設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)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(fù)核設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇洪水設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)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(yùn)行管理中出現(xiàn)的險(xiǎn)情2.1洪水漫閘險(xiǎn)情2006年7月“碧利斯”臺(tái)風(fēng)來(lái)襲，造成南溪橋閘上游水位達(dá)到5.9米，超過(guò)閘墩頂高程0.9米，高于閘上交通橋面0.4米，出現(xiàn)嚴(yán)重的洪水漫閘險(xiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(hù)坡及下游岸坡都出現(xiàn)了不均勻沉陷，砌石表面不平整、開(kāi)裂，局部塌陷，存在繞閘滲流問(wèn)題。2.4消力池局部變形存在及啟閉設(shè)施出現(xiàn)小裂縫南溪橋閘已長(zhǎng)期運(yùn)行60多年，局限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、施工水平，通過(guò)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(shè)沉降、位移觀測(cè)點(diǎn)，無(wú)觀測(cè)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(chǔ)局部存在安全隱患。2.5混凝土閘門(mén)等主體設(shè)施碳化嚴(yán)重且存在開(kāi)裂、缺口、穿孔等現(xiàn)象鋼筋混凝土閘門(mén)板碳化嚴(yán)重，且存在開(kāi)裂、缺口、穿孔等現(xiàn)象，雖然21孔閘門(mén)在80年已經(jīng)更換，但其余6孔閘門(mén)即19#～24#閘孔尚未更換；閘門(mén)止水鐵件銹蝕、墊木破損嚴(yán)重，造成閘底止水設(shè)施漏水嚴(yán)重；特別是水閘胸墻老化破損，無(wú)法正常起吊；工作橋大梁和樓板存在順筋開(kāi)裂，局部破損及碳化。且工作高程不足，導(dǎo)致閘門(mén)開(kāi)啟受限。漲潮時(shí)，一旦下游潮水高于閘內(nèi)水位時(shí)，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(yán)重南溪橋閘至下游出海口河長(zhǎng)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(shí)少于退潮歷時(shí)，漲潮進(jìn)泥量大于退潮挾帶的出泥量，潮水頂托明顯，過(guò)流斷面日趨縮小，最窄處河寬只有105米，淤積日益嚴(yán)重。3險(xiǎn)情成因分析3.1水文觀測(cè)缺失九龍江南溪流域內(nèi)沒(méi)有水文站，流量、泥沙等水文資料缺乏，也沒(méi)有氣象站，無(wú)氣溫和風(fēng)速等觀測(cè)資料。上世紀(jì)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(cè)資料，浮宮站1970年以來(lái)較長(zhǎng)系列的水位記錄資料。流域內(nèi)有漳浦縣的歐寮、南浦、長(zhǎng)橋、官潯、龍海市的白水等5個(gè)主要控制雨量站，各站均設(shè)站較早，上世紀(jì)九十年代歐寮、南浦、官潯停止觀測(cè)，長(zhǎng)橋、白水兩站至今仍在繼續(xù)觀測(cè)。3.2閘址控制面積出錯(cuò)由于南溪橋閘建成于1966年12月，限于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平及水文觀測(cè)資料的缺失，原設(shè)計(jì)計(jì)算的流域面積467平方公里，與2009年鑒定復(fù)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(tái)風(fēng)襲擊出現(xiàn)的漫閘險(xiǎn)情，南溪水閘上游洪水位達(dá)到5.9米，超過(guò)閘墩頂高0.9米，高于閘上交通橋面0.4米的情況來(lái)看，與閘址控制面積出錯(cuò)，水閘工程等別及建筑物級(jí)別和洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(yán)重，17＃～19＃閘孔塌陷最嚴(yán)重，塌陷高差達(dá)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(dá)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(shè)的土工布仍受水流沖刷、掀翻，沖坑深度達(dá)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(yán)重。3.5環(huán)境水水質(zhì)影響不管是從歷次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)所做地表及地下水規(guī)范檢測(cè)，PH值在6.5左右，呈弱酸性，對(duì)砼具有一定的腐蝕性，相對(duì)于龍海市其他地方水閘使用情況，南溪橋閘的混凝土結(jié)構(gòu)閘門(mén)老化快，易破損開(kāi)裂，與弱酸性的環(huán)境水關(guān)系密切。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，閘墩經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，也有碳化及銹蝕現(xiàn)象，形成了滲水通道。3.6未進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿處理現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)閘底板與地基接觸較緊密，無(wú)發(fā)現(xiàn)結(jié)合部的滲漏問(wèn)題，但從退潮時(shí)閘后存在較大的水流量情況來(lái)看，基礎(chǔ)局部存在滲漏現(xiàn)象。這與上世紀(jì)六十年代當(dāng)時(shí)的社會(huì)生產(chǎn)力條件、施工水平有關(guān)，從原始圖紙查閱及核對(duì)，橋閘基礎(chǔ)基本位于碎屑狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖上，建設(shè)過(guò)程中未對(duì)該巖基進(jìn)行灌漿處理，砌石底板也未進(jìn)行防滲處理，導(dǎo)致局部閘基滲漏。4對(duì)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(jì)六十年代，原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇洪水設(shè)計(jì)、100年一遇洪水校核，加上閘址控制面積出錯(cuò)，按現(xiàn)行30年一遇洪水設(shè)計(jì)、100年一遇洪水校核對(duì)比，因此，做好新一輪安全鑒定工作，加深安全鑒定報(bào)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(cè)體系一是水位觀測(cè)。上、下游各設(shè)置水位尺一處，測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在水流平穩(wěn)、受風(fēng)浪和泄流影響較小處。二是水平、垂直位移觀測(cè)。可在閘頂處設(shè)一條視準(zhǔn)線，在閘墩頂布置4個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)，采用視準(zhǔn)線法進(jìn)行水平位移觀測(cè)，垂直位移觀測(cè)在左右岸設(shè)工作基點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。三是揚(yáng)壓力觀測(cè)。在閘墩設(shè)測(cè)壓管，通過(guò)電測(cè)水位計(jì)觀測(cè)閘基揚(yáng)壓力。四是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。混凝土強(qiáng)度采用超聲回彈綜合法進(jìn)行測(cè)試，碳化深度可用指示劑法進(jìn)行碳化深度值測(cè)試。五是全面對(duì)水閘水下結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查觀測(cè)。可采取目前較為先進(jìn)的地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)措施，地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線沿?cái)r河閘走向布置，主要檢測(cè)下游海漫部分，摸清水閘發(fā)生嚴(yán)重沖刷的機(jī)理，論證河床發(fā)生嚴(yán)重沖刷后行洪能力的變化，及時(shí)采取行之有效的解決方案。六是水工模型試驗(yàn)。建立南溪橋閘樞紐水工模型，分析過(guò)閘流速、流量及沖刷程度等水力參數(shù)，進(jìn)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(yàn)成果，徹底解決橋閘的防沖消能問(wèn)題。4.3工程措施4.3.1實(shí)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(zhǔn)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(shè)計(jì)河底高程在－2.5～－4.37米，堤身采用復(fù)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(biāo)準(zhǔn)斷面整治河長(zhǎng)5.6公里，退墾還河面積38萬(wàn)平方米，基本解決了閘址下游的河道淤積問(wèn)題。4.3.2水閘并孔加高單獨(dú)水閘擴(kuò)孔對(duì)降低上游洪水位的作用非常有限，而單獨(dú)閘室加高又出現(xiàn)孔數(shù)太多不合理問(wèn)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(shè)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(dá)104米，可解決標(biāo)準(zhǔn)洪水過(guò)流問(wèn)題。4.3.3消能防沖設(shè)施加固下游連接段末端與河床一起形成沖坑，拋石下游測(cè)沖坑砂坡過(guò)陡，跌水、回流、旋渦等不利流態(tài)存在。按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行消能防沖驗(yàn)算，重新設(shè)計(jì)消力池，對(duì)消力池底板進(jìn)行翻砌加長(zhǎng)，并在下面布置排水管。消力池后接長(zhǎng)海漫及設(shè)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(shuō)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(jìn)行比較，經(jīng)測(cè)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(wèn)題，考慮到水閘右岸地質(zhì)多為素填土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)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(mén)板碳化、破損確實(shí)嚴(yán)重的可更換為鋼閘門(mén)；水閘啟閉房及交通橋拆除重建。4.3.6必要的修補(bǔ)措施排架及大梁進(jìn)行加固修補(bǔ)；對(duì)水閘兩岸下游護(hù)坡加固修補(bǔ)。4.3.7供電系統(tǒng)重新選型改造根據(jù)工程特點(diǎn)及其重要性，負(fù)荷按二級(jí)重要性等級(jí)設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)有10KW專用架空線路，選用一臺(tái)容量160KVA變壓器，以滿足閘門(mén)液壓式啟閉機(jī)直接啟動(dòng)升降要求。應(yīng)急備用采用柴油發(fā)電機(jī)組，備用容量選用150KW。4.4規(guī)范閘門(mén)運(yùn)行操作管理橋閘位于九龍江入海口，具有沿海水閘的特點(diǎn)，每當(dāng)潮水漲落時(shí)對(duì)橋閘泄流影響很大。閘門(mén)設(shè)置單向受力安全板，反向內(nèi)外水位差不超過(guò)1.5米。由于水閘上游庫(kù)容較少，調(diào)洪能力低，汛期