水闸安全评价总报告

水闸安全评价总报告***县***河**渠首水闸安全评价总报告33***市水利水电勘测设计院OO八年十二月11目录111016.35120m38180m3。依据《水利水电工程等〔SL252-2023〕规定，本程为中型Ⅲ等工程，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，防洪标准按30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。本次水闸安全鉴定以现行防洪标准为依据，依据水库下3090m3/s100年一遇洪水149m3/s，以及水库至渠首工程区间相应洪水进展过洪复核。工程30年一遇洪水流量140m3/s，100年一遇校核洪水流量199m3/s。工程区为**峡出山口，地形南西高而北东低，海拔高程1850m或呈河床，左岸Ⅰ级阶地宽50m，右岸宽5m，右岸Ⅱ级阶地宽45m，Ⅲ级阶地左右岸对称发育，渠首闸室顶部高出Ⅱ1.5m。河谷呈“U”型谷，现代河床宽50～100m，水闸枢纽区出露主要地层为奥陶系变质砂岩和砂砾卵石，基岩出露主要分布在右岸，左岸被松散的砂砾卵石及黄土履盖，砂砾卵石是工程区范围内的主要岩层，普遍积存在15～20以上。查阅竣工资料和岸坡出露基岩测定，基岩地基承载力700～1000kpa，砂砾卵石地基允许承载力300～500kpa。现场安全检测及存在的主要问题现场安全检测内容20231128日****县水利局及所属渠首治理处〔站〕对**河渠首进展了现场安全检测，其具体检测内容如下：存在的主要问题2.5cm；化浸蚀较重，砼屋面多处掉皮脱落，屋顶砼保温层多处开裂破损，闸室栏杆破损；⑶闸门及启闭设施运行已达40多年，依据现场检测，闸门锈蚀比较严峻，现状启闭机老化陈旧，操作不便。由于闸门阻力变大需较大闭门力，致使大局部螺杆失稳弯曲，影响正常运行。闸门止水橡皮老化、磨损严峻影响止水效果。水闸安全状况评价护岸构造稳定，水闸工程整体处于稳定状态。但由于闸台钢筋砼板、梁砼碳化深度大，砼强度及耐久性降低，影响闸台超过使用年限，水闸过流量不满足100一遇校核洪水，泄洪闸后未设消能防冲设施，从而影响水闸的安全运行。按水闸安全类别评定标准，被评定为三类闸。现状水闸工程调查检测2．1设计、施工状况依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》〔SL252—2023〕3级，次要建筑物为4级。渠首工程主要级建筑物，由河西坝干渠分水闸，金化集团公司和**发电有限责任公司工业用水进水闸，工农总干渠农业进水闸，冲沙泄洪闸，溢流坝组成。引水闸闸墩和截墙均深入基岩1—2m，闸墩和闸墙均承受150＃砼装配式构造，闸台启闭梁、板为200＃钢筋砼预制，溢流坝和闸底板为150＃水泥砂浆砌粗料石，堆体护面均为干砌块石。为防止渗漏，在溢流坝和冲沙闸上游做有砌石护面，下方填筑平均厚度2m1983年用砖砼构造替代原土木构造形式。水闸引水口依据地形现状，分箱涵式和开敞式两种。河11.0m3/s，由于专用铁路影响和受地形条件限制，进口闸室段承受箱涵建筑构造，1.25×1.25m200＃钢筋砼。与铁路穿插段为1.25m0.1m200＃钢筋砼，进口安装平板钢闸门一块，配套启闭力50KN手动螺杆式启闭1台。金化集团分司和**发电有限责任公司工业用水进水闸2孔，设计为上下两层构造，上层孔用于夏季引水，闸底高出冲沙闸底板1.6m1.0/s1.6m2块，配套启闭力50KN手动螺杆式启闭机2台。下层闸孔每孔设计引水流量2.0m3/s1.5m0.6m5.6m，进口安装平板钢闸门250KN手动螺杆式启闭机21.3m、0.8m、1.2m8.0m。工农总干渠农业进水闸215.0m3/s，每孔闸孔宽2.5m，闸孔高1.8m，闸室高4.8m，1851.00m1846.20m，闸底高出冲沙闸底板1.2m安装平板钢闸门2块，配套启闭力100KN手动螺杆式启闭21.2m、0.8m、2.1m8.0m。23m6.0m，闸台顶部高程1851.00m，闸室底板高程1845.00m，其中1孔改为**公司常用进水闸并兼顾冲沙泄洪，设计引水流量2.0m3/s，配套启闭力100KN手动螺杆式启闭机2台，2.1m、1.2m、2.5m8.0m。溢流坝承受曲线型有用堰，过流断面长度为14.4m，堰1848.00m，堰顶1.0m，边墙高程1851.00m，下游设反弧段以到达面流消能目的，溢流坝和两孔冲沙闸原设计185m3/s。渠首引水工程在施工中的特点是施工工期短，场面狭小，针对现状，工程人员在施工中合理安排施工打算，集中力气分部、分项施工，为了加快工程进展，在保证质量的前提下承受了预制空箱构件吊装拚合的施工方法，在施工中加强质量监视，不放过每一个环节，在较短的时间内保质保量按期完成了全部工程任务。技术治理状况渠首工程隶属**县**水利治理处治理，依据《大中型水闸工程治理单位定岗标准〔试点》测算定员，现设运行观测人员5名，实行“四班两倒，不分节假日，常年二十四小期对金属构造进展修理，严格执行三小时巡察制度，确保渠首建筑物和设备遭人为破坏。引水渠首枢纽兼顾工农业和城乡居民生活用水的供水调配和泄洪任务，水量调整频繁，工业和城乡居民生活用水四季常流，昼夜变化大，上游来水未知因素多，下游管道、稳定调整工作程序多，费时多操作难度大。依据多年的实践**公司蓄水池，使其进水闸始终处在完全开启状态，其它工业进水闸处在半抑制状态，其流量由下游二级水闸把握；依据农业进水闸启闭程度调整农业用水。渠首水量调配的原则是：以“稳、准、均、灵”为总要求，以确保供水安全为动身点，严格执行既定的供水打算和指今，准确极时加闭水量，严格按规章制度和程序办事。在长期的运行治理中，结合实际，修整完善了《渠首水量调配安全检测的内容和结果水闸地基渗流观测闸室及截水墙地基为奥陶系变质砂岩和砂砾卵石地基，查阅竣工资料和岸坡出露基岩测定，基岩地基承载力700～1000kpa300～500kpa。引水闸闸墩和截墙均深入基岩1～2m，在溢流堰上游设有浆砌石护面，护面下方填筑平均厚2m的三合土墙与基岩连接。依据现场检测，截水墙防渗有效，在水闸下游未觉察集中渗漏通道，仅在引洪河道右岸下游铁路桥基底部有0.1L/s的渗水，初步判定是河床砂砾石层渗水，溢流堰和冲沙闸下游末端未觉察冲塌陷现象。水闸工程位移检测**河工农渠首工程由河西坝干渠分水闸、金化集团公司和**发电有限责任公司工业用水进水闸、工农总干渠农业进水闸、冲沙泄洪闸及溢流堰组成。设计形式分箱涵和开敞式两种，水闸闸墩和截墙均深入基岩1—2m，闸墩和截墙承受150＃砼预制件内浇钢筋砼构造，闸台为200＃钢筋砼预制板，启闭机梁为现浇200＃100＃水泥砂浆砌粗料石，堆体护面均为干砌块石。为防止渗漏，在溢流堰和冲沙闸上游设砌石护面，下方填筑平均厚度2m的三合土墙与基岩连接。现场调查及初步分析，**河工农渠首工程构造整体构造稳定，未觉察整体位移、明显沉降和不均匀沉陷。2．3，3水闸砼构造检测依据现场检测，闸墩为150＃量较好，未觉察裂缝，但外表砼水位变幅区冻融破坏范围0.3～0.5m0.3～0.5m度已大于保护层2.5cm，回弹仪检测其外表强度降低为10Mpa；闸台外表大局部砼碳化深度大，外表龟裂、外观酥松，强度和抗冻融力气明显降低；闸墩及溢流坝侧墙砼局部消灭反碱已消灭外表结晶性破坏现象，影响该部位砼构造耐久性；工程构造水位变幅区普遍存在外表冻融破坏现象，影响砼构造的耐久性；5号闸后浆砌石护坡开裂相邻砼预制块6、7号冲沙闸无消能设施，大流量泄水会造成对下游引水、泄水设施根底构成威逼；水闸工程上游右岸无护坡高程较低，正常应用中存在浸没农田间题，遇较大洪水会消灭冲蚀岸坡、漂移2．3．4闸门和启闭机安全检测2～3mm，平坦度差。2．4安全检测结论⑴闸前截水墙防渗有效，闸室下游未觉察集中渗漏通道；⑵水闸闸墩和截墙均深入基岩1—2m，未觉察整体位移、明显沉降和不均匀沉陷，水闸整体构造稳定；2.5cm，影响安全运行。闸墩及溢流坝侧墙砼局部消灭反碱已消灭外表结晶性破坏现象，影响该部位砼结构耐久性；2～3mm，平坦度差。2．4安全检测结论⑴闸前截水墙防渗有效，闸室下游未觉察集中渗漏通道；⑵水闸闸墩和截墙均深入基岩1—2m，未觉察整体位移、明显沉降和不均匀沉陷，水闸整体构造稳定；2.5cm，影响安全运行。闸墩及溢流坝侧墙砼局部消灭反碱已消灭外表结晶性破坏现象，影响该部位砼结构耐久性；⑷第6、7号冲沙闸无消能设施，大流量泄水会造成对下游引水、泄水设施根底构成威逼；⑸闸门及启闭设施运行已达40多年，闸门变形、锈蚀严峻，现状启闭机老化陈旧，螺杆全部磨损失稳弯曲，影响正常运行；水闸复核计算安全复核标准SL252—2023SL265—2023GB50288—99GB18306—2023、《水工建筑物抗震设计标准》SL203—97制性条文水利工程局部〔2023年版GB50201—94建筑物级别、抗震设防标准、构造安全系数。19901：603《**省地震烈度区划分图》圈定，**峡水库距地震区为12km，渠首枢纽距水库7.5km7度，抗渗稳定性复核验算闸室抗渗稳定性,主要是为了防止地下渗流冲蚀闸室地基并造成渗流变形,因而闸室地下轮廓线必需具有足够的防渗长度,以减小闸室底板下的渗流坡降值。通过闸室的地下轮廓线防渗长度和水头的安全比值(即安全渗径系数)L/H格外运用状况下，闸前水头为H=5.0mL=23.14m。渗径系数L/H=4.63，渗流坡降J=H/L=0.216。渠首工程处在基岩上，依据《水闸设计标准》中规定，粗砾加卵石的地基的安全渗径系数为2.5，允许流坡降为0.22，通过验算，非正常运用状况下的实际渗流坡降小于规范允许值，故闸室抗渗稳定性满足标准要求。水闸断面洪水及引水流量依据设计渠首设引水闸5孔，其中：第1孔为河西坝干渠分水闸，设计引水流量1.0m3/s2、3孔分别为金化集团公司和**省**发电有限责任公司工业用水进水闸，每孔设计引水流量2.0m3/s；第4、5孔为工农总干渠农业进水闸，两孔闸合计最大引水流量15.0m3/s；冲砂闸2孔，溢流坝过水面宽14.4m，依据**峡水库除险加固初步报告资料和对区30年一遇设计洪140m3/s，100年199m3/s。构造稳定分析资料：水闸为3级建筑物，地基主要为砂砾卵石层，地震烈度70.1g，基底面抗滑安全系数1.05校核洪水199m3/s，闸前水深5.4m。依据资料及图纸对闸房和闸墩自上而下分别进展稳定计算。计算简图见〔图—a、图—b。计算范围闸墩以上至房顶，墙高3.6m计算范围闸墩以上至房顶，墙高3.6m，房顶厚0.15m，见图—a、图—b、剖面A—A～b—b。房顶重：G＝59KN1砖墙重：G＝43.2KN2风力：按建筑物构造设计有用手册ω＝μμωks z〔1〕μs1；μz—风压强度变化系数，按高度10m，Bμz＝1；ωG—根本风压参照兰州，当ωG＝3KN/m2；代入(1)式：ω＝3KN/m2k总风力p＝(3.6+0.15)×4.2×0.3＝47.3KN风力力矩:M＝4.73×1.875＝88.6KN-m风水平向地震惯性力：依据《水工建筑物设计标准》16页公式FanG a Ei

/g 〔4.5.9〕ξ0.25,an—水平向设计地震加速度，an＝0.1ga—按表(8.1.3)取3，G ＝5.9＋4.32＝102.2KNi Ei代入(4.5.9) F＝15.3KN地震力矩：M＝28.7KN-m震重力产生的力矩：M＝240.2KN-m重力力矩：＋M＝240.2＞(－M－M)风 震＋240.5＞－(88.6＋28.7)依据计算，由于＋M＞－M，闸墙不产生拉力，闸房稳定。计算范围：闸室底板以上，计算简图见〔剖面A—A～b—b〕102.2KN闸墩自重：G=1382.4KN3闸墩下部底板重：G=987.8KN4ww1

hbL14.234624KN闸前静水总压力：p

1 h2b

1 5.224.2567.8KN1 2 2Pv

84.215.21747.2KN闸前地震惊水压力：依据《水工建筑物抗震计算标准》，单位宽度闸前地震惊水压力作用在水面以下0.54H处，其代表值(6.1.9-2)式计算0F 0.65aPw0 h ww

H2 (6.1.9-2)0h8ah—0.25

—2g P

—水体密度标准值1F0.650.29.810.255.2286.2KN0闸前地震惊力水总压力：F=8.62×4.2=362KNh(0.52.1)=1.1m1.97。风力：闸墩位置低，且一局部水中，为此闸墩前风力省略，只计算闸房的)8.0+1.8=9.8m(4.5.9FaG a h Ei i

/g (4.5.9)G =G+G+G+G-P=834.4KNEi 1 2 3 4 vF0.20.8583.443/g125.2KN水平地震惯性力的受力点:χ=2.92m正常运用状况的荷载及力矩表 表一荷 力臂χ荷载(KN)载及力矩 垂直

(m) 力矩(KN-m)备水平(KN)102.2(KN)102.24.76487.22370.24.09480.86245.663531.8567.80.47407.9-1747.24.06988.847.38.25390191747.313499.87788.5闸礅及底板水力力力

+M -M 注合计由上表一可知＋M＞－M，闸墩和闸根底满足稳定要求。⑶闸基底面抗滑稳定计算按《水闸设计标准》第30页K fGc H

(7.3.6-1)f按上述标准表7.3.10砂砾石f为0.5-0.55米用0.55由上表一0.551917Kc

闸基底面抗滑安全系数大于标准允许值〔1.25滑安全。p按水闸设计标准29页(7.3.4-1)式计算。P GMma A WmiG1917KNM13499.87788.55711.3KNm1917 5711.3

A84.233.6m2bh2 4.282W 67.26 6p ma 33.6 67.2地基应力大小比值小于标准允许值(2.0)。结论：依据以上计算闸室构造在外力〔风力、地震惯性力，动水压力、水压力〕条件下构造稳定，闸基抗滑稳定，地基承载安全稳定。特别状况的荷载及力矩表 表荷χ荷χ1617(m)载 荷载(KN) 及(m)力

力矩(KN-m)备矩 垂直(KN)分项闸

水平(KN)

+M -M 注房 102.2 47.6487.2自 底重 板闸 上2370.2409480.82370.2409480.862456.63531.8567.84.7407.9及底 重板 未闸 计板 入上 垂部水 直闸 重前 量水压力扬压-1747.2406988.8力风压47.382.5390力水平地震125.229.2365.3惯性力地震惊36213475.4力压力合计1917534.513499.88629.2由上表一可知＋M＞－M，闸墩和闸根底满足稳定要求。⑶闸基底面抗滑稳定计算按《水闸设计标准》第30页K fGc H

(7.3.6-1)f按上述标准表7.3.10砂砾石f为0.6-0.65米用0.6由上表一0.61917Kc 534.5

闸基底面抗滑安全系数大于标准允许值〔1.05滑安全。p按水闸设计标准29页(7.3.4-1)式计算。P GMma A WmiG1917KNM13499.88629.24870.6KNm

A84.233.6m2bh2 4.282W 67.26 6p 1917

4870.6

129.5KN/m2ma 33.6 67.2 P 54KN/m2

Pmax

129.5 2.4＜ min

33.6 67.2

P 54min地基应力大小比值小于标准允许值(2.5)。结论：依据以上计算闸室构造在外力〔风力、地震惯性力，动水压力、水压力〕条件下构造稳定，闸基抗滑稳定，地基承载安全稳定。水闸过水力气复核依据水力计算手册(其次版)，水力学上册(其次版)相关公式计算，堰流流量计算公式为：Q

mnb 2gHS C

3/20闸孔出流计算公式为：QS

enb2g(2g(H 0n——闸孔孔数；0H——包括行近流速水头的堰前水头；0m——自流堰流的流量系数；σc——侧收缩系数；σs——漂移系数；μ——闸孔自由出流的流量系数系数；ε——垂直收缩系数；经计算：渠首各引水闸引水流量满足设计要求，合计引水流量20m3/s。现状冲沙闸最大泄流量68.08m3/s，溢流坝最大过流量113.22m3/s，合计最大泄洪流量181.3m3/s。泄洪流量满足30年一遇洪水设计流量140m3/s，不满足100年一遇洪水校核流量199m3/s。消能防冲复核工农渠首冲沙闸最大泄流量68.08m3/s，溢流堰最大泄113.22m3/s，冲沙闸出口直接与河床连接，未设消能设施；溢流坝横断面形式为有用堰，过流断面宽14.4m，堰高3.0m，堰项宽1.0m，下设反弧挑流，进展面流消能，溢流堰承受浆砌料石砌筑。d 0.8qmh

7.861.2

2.422.82mm h m依据计算溢流坝下游跌坎冲刷深度2.82m，消力坎齿墙埋深5.0m，满足冲刷要求。闸门和启闭机复核40多年，依据现场检测，闸门门叶厚度10mm，锈蚀比较严峻，7块钢闸门普遍锈蚀严峻，在水位变动部位锈蚀厚度达2～4mm，且整体闸板挠角变形，变差20mm。现状启闭机老化陈旧，螺杆全部磨损，螺纹起皮掉角，齿轮间隙加大咬合力差，由于闸门需较大闭门力，致使大局部螺杆失稳弯曲，影响正常运行。闸门止水橡皮老化、磨损严峻影响止水效果，门槽预埋钢结2～3mm，平坦度差。引水闸已运行40多年，依据《水利水电工程金属构造报废标准》闸门金属构造及