新蓋房樞紐引河閘工程安全狀況評估

李致成

（河北省大清河河務(wù)管理處，河北 保定 071051）

1 工程概況

新蓋房樞紐位于南拒馬河與白溝河匯流點(diǎn)以下2km的雄縣新蓋房村北，匯流面積1.02萬km2。該樞紐與白溝河左堤共同承擔(dān)保護(hù)京津、津滬、京九鐵路、華北油田及下游廣大地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重任。樞紐由分洪閘、溢流堰、引河閘和灌溉閘建筑物組成，具有泄洪、灌溉、輸砂等綜合效能。

新蓋房樞紐校核流量5000m3/s，其中溢流堰泄流3964m3/s，分洪閘泄流1036m3/s；樞紐下接新蓋房分洪道，分洪道原校核流量5000m3/s。引河閘設(shè)計(jì)流量500m3/s，灌溉閘設(shè)計(jì)流量67m3/s，分洪閘設(shè)計(jì)流量400 m3/s。樞紐工程屬Ⅰ等工程，主要建筑物級別為1級，次要建筑物級別為3級；引河閘是新蓋房樞紐的主要建筑物，為1級建筑物。

引河閘由5孔組成，每孔凈寬8m，胸墻式結(jié)構(gòu)，閘底板高程為8.0m（黃海高程，下同），采用8m×5.2m升臥式鋼閘門，電動、手搖兩用啟閉設(shè)備。閘上設(shè)計(jì)水位12.5m，校核水位15.46m，閘下設(shè)計(jì)水位11.0m，設(shè)計(jì)流量500m3/s。

閘底板上游為防滲阻滑板，阻滑板與閘室底板之間用拉筋連接。閘室下游為鋼筋混凝土消力池，消力池下游接漿砌石海漫和拋塊石防沖槽。閘室兩側(cè)上下游采用鋼筋混凝土扶壁式圓弧墻與兩岸堤防相接，墻頂高程上游16.1m，下游13.2m。 混凝土護(hù)坡頂高程13.2m。閘室兩側(cè)為鋼筋混凝土翼墻，防滲段和消力池段為鋼筋混凝土護(hù)坡，其他部位為漿砌石護(hù)坡。閘室上下游防護(hù)總長126.6m。

引河閘交通橋橋面高程17.0m，橋長62m，橋?qū)?m；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：汽－10，拖－30。

新蓋房樞紐引河閘42年運(yùn)用過程中，將中小洪水引入白洋淀，減輕了新蓋房分洪道下游地區(qū)的洪澇災(zāi)害，同時(shí)也減少了東淀的泥沙淤積。20世紀(jì)90年代以后，華北明珠白洋淀面臨干淀的危險(xiǎn)，引河閘的輸水補(bǔ)淀作用更趨明顯，利用工程調(diào)蓄水量，為白洋淀不干淀作出了貢獻(xiàn)。

引河閘建成后，曾經(jīng)歷了1973年、1977年、1979年、1996年4次較大洪水考驗(yàn)。1973年樞紐上游最大流量770m3/s，引河閘前最高水位12.4m，引河閘下泄660m3/s；1977年，閘上游最大流量835m3/s，閘前最高水位12.51m，引河閘泄流698m3/s；1979年，閘上游最大流量1236m3/s，閘前最高水位12.77m，引河閘下泄735m3/s；1996年，閘前出現(xiàn)了1964年以來最大洪水，洪峰流量達(dá)1576m3/s，引河閘下泄476m3/s發(fā)揮了顯著的防洪減災(zāi)效益。但由于引河閘運(yùn)行42年之久，加之建閘時(shí)設(shè)計(jì)不合理，施工技術(shù)上的局限性和管理經(jīng)費(fèi)的嚴(yán)重不足，導(dǎo)致工程本身存在眾多隱患，很難滿足現(xiàn)代管理運(yùn)用要求，存在嚴(yán)重安全隱患。

2 工程安全狀況檢測結(jié)果

2.1 閘底板

閘底板裂縫共31條，裂縫長度1.8～8m，裂縫深度7.5～26cm，裂縫一般呈上寬下窄趨勢，裂縫寬度逐漸變窄直至尖滅，裂縫尖滅處閘底板混凝土呈現(xiàn)出疏松、蜂窩、孔洞狀。

2.2 上游鋪蓋

上游鋪蓋保溫加固混凝土表面比較完整，局部混凝土表層剝落，剝蝕深度2～4cm；個(gè)別部位存在裂縫； 上游鋪蓋混凝土表面碳化深度3.17～4.33mm，平均值3.84mm。

2.3 消力池

消力池混凝土強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)標(biāo)號150＃。消力池混凝土表面碳化深度2.67～4.00mm，平均值3.39mm。

2.4 閘墩

閘墩從上游側(cè)至下游側(cè)水位變化區(qū)1.5m范圍內(nèi)表層混凝土疏松、剝落、粗骨料外露，剝蝕深度1.0～1.5cm，局部存在裂縫。閘墩混凝土表面碳化深度1.67～3.16mm，平均值2.28mm。

2.5 交通橋

交通橋T型梁腹板兩端與閘墩支撐部位的油氈支座普遍失效，導(dǎo)致支撐部位混凝土脫落，其中22根T型梁梁端斷裂，8根T型梁局部混凝土保護(hù)層剝落，鋼筋外露，外露鋼筋銹蝕。交通橋63塊橋面微彎板中有26塊存在縱向或網(wǎng)狀裂縫，個(gè)別微彎板斷裂。

2.6 上、下游護(hù)坡

上游側(cè)護(hù)坡下部保溫加固層混凝土比較完整，局部混凝土表面剝落，剝蝕深度1～2cm；上、下游護(hù)坡混凝土表面碳化深度2.67～3.67mm， 平均值3.29mm。下游側(cè)護(hù)坡未進(jìn)行保溫加固，表面有裂縫13～17條，長2.4～21m，寬0.1～0.3mm。 上、下游護(hù)坡破損及坍塌嚴(yán)重。

2.7 觀測設(shè)施

閘墩觀測設(shè)施老化，水準(zhǔn)點(diǎn)下沉，測壓管堵塞，不能保證觀測工作的正常進(jìn)行和觀測結(jié)果的可靠性。

2.8 閘前淤積問題

閘前淤積較嚴(yán)重，且主河槽向左岸偏離，造成閘室右岸翼墻沖刷嚴(yán)重。

2.9 金屬結(jié)構(gòu)及啟閉機(jī)

滾輪與軌道不接觸現(xiàn)象，閘門止水開裂老化，焊縫不勻，余高不夠。閘門面板、主梁、邊梁等主要部件強(qiáng)度雖沒超出規(guī)范，但接近允許值，閘門水平次梁、軸承座及埋件等強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求。啟閉設(shè)備已老化超期，金屬結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重，局部存在分層脫落。

2.10 供配電設(shè)施

供配電設(shè)施陳舊老化，不能保證引河閘啟閉設(shè)施正常運(yùn)行。配電室和值班室面積狹小且破損嚴(yán)重。

3 工程復(fù)核計(jì)算和復(fù)核分析

3.1 過流能力

新蓋房樞紐引河閘的泄流能力滿足要求。

3.2 消能防沖

下游消力池長度滿足要求，但消力池深度不滿足要求。

3.3 抗?jié)B穩(wěn)定性

現(xiàn)狀閘基出口段及水平段滲流坡降值均不能滿足要求，校核情況下閘基防滲長度不滿足要求。

3.4 整體穩(wěn)定性

（1）閘室。在各種情況下，基底應(yīng)力及不均勻系數(shù)均滿足規(guī)范要求；在基本組合及地震情況下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求；在校核洪水位情況下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足要求，計(jì)入上游阻滑板作用后仍不能滿足要求。

（2）上游翼墻。在完建及地震情況下，基底應(yīng)力不滿足規(guī)范要求；在校核洪水位情況下，基底應(yīng)力及不均勻系數(shù)不滿足規(guī)范要求；除校核洪水位情況外，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均不滿足規(guī)范要求。

（3）下游翼墻。在正常運(yùn)用情況下，基底應(yīng)力及不均勻系數(shù)不滿足規(guī)范要求；各種情況下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均不滿足規(guī)范要求。

3.5 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

（1）中聯(lián)閘室底板及邊聯(lián)閘室底板的實(shí)際配筋及裂縫開展寬度均不滿足要求。

（2）中聯(lián)閘墩及邊聯(lián)縫墩的實(shí)際配筋及裂縫開展寬度均不滿足要求；邊聯(lián)邊墩實(shí)際配筋滿足要求，但裂縫最大開展寬度不滿足要求。

（3）交通橋橋體耐久性設(shè)計(jì)偏低，支座老化失效，個(gè)別微彎板斷裂，22根T梁端斷裂，運(yùn)行狀況處于不安全狀態(tài)。

3.6 金屬結(jié)構(gòu)與電氣

閘門止水老化，局部撕裂，閘門整體制造焊接質(zhì)量較差，閘門材料不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，閘門面板、主梁、水平次梁、邊梁、主輪及埋件等主要部件實(shí)際應(yīng)力均超出允許值。啟閉機(jī)機(jī)架銹蝕嚴(yán)重，動滑輪護(hù)罩破損，閘門啟閉時(shí)鋼絲繩存在跳槽現(xiàn)象。

供電線路老化，不能保證啟閉設(shè)施正常運(yùn)行，工程存在安全隱患，給運(yùn)行、維護(hù)和檢修帶來困難。

3.7 觀測設(shè)施

閘墩設(shè)有測壓管14根，堵塞10根，不能滿足管理運(yùn)行要求；垂直位移、水平位移觀測點(diǎn)滿足運(yùn)用要求。

4 引河閘安全狀況評估

4.1 現(xiàn)狀調(diào)查問題

引河閘已明顯處于老化破壞狀態(tài)，同時(shí)經(jīng)過1973年、1977年、1979年3次超標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用，目前工程存在嚴(yán)重隱患。由于工程的超期運(yùn)行，加之建閘時(shí)設(shè)計(jì)上的不合理、施工技術(shù)上的局限性和管理經(jīng)費(fèi)的嚴(yán)重不足，導(dǎo)致了工程本身存在眾多隱患，很難滿足現(xiàn)代管理運(yùn)用的要求。

4.2 混凝土質(zhì)量檢測結(jié)果

閘底板多處裂縫；閘墩表層混凝土疏松、剝落、粗骨料外露；交通橋支撐部位混凝土脫落，鋼筋外露銹蝕嚴(yán)重，個(gè)別微彎板斷裂。

4.3 復(fù)核計(jì)算分析

消力池深度不滿足要求；閘基防滲長度不足，閘基滲流坡降不滿足要求；閘室抗滑穩(wěn)定不滿足要求；閘室結(jié)構(gòu)實(shí)際配筋不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；上下游翼墻抗滑穩(wěn)定、地基承載力均不滿足規(guī)范要求；交通橋結(jié)構(gòu)配筋不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

5 結(jié)語

引河閘已運(yùn)行42年，工程存在很多問題，運(yùn)行存在嚴(yán)重的安全隱患，通過對引河閘的工程檢測和復(fù)合計(jì)算，該閘為4類閘，可以看出對原閘進(jìn)行保留工程加固的意義不大，而且處理技術(shù)難度高，經(jīng)濟(jì)上不合理，建議進(jìn)行拆除重建。由于該閘擔(dān)負(fù)十分重要的防汛任務(wù)，在重建之前，運(yùn)行管理單位要加強(qiáng)對該閘的監(jiān)測和管理，采取必要措施，保證重建之前新蓋房樞紐引河閘的防洪和運(yùn)行安全。

［1］王建偉.新蓋房樞紐引河閘存在問題及對策［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2009（3）.

［2］河北省水利工程質(zhì)量檢測中心站.新蓋房樞紐引河閘工程安全鑒定混凝土質(zhì)量檢測報(bào)告［R］.2005.

［3］河北省大清河河務(wù)管理處.新蓋房樞紐引河閘工程安全鑒定工程現(xiàn)狀調(diào)查分析報(bào)告［R］.2011.

［4］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.新蓋房樞紐引河閘工程安全鑒定復(fù)核計(jì)算分析報(bào)告［R］.2012.

［5］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.新蓋房樞紐引河閘工程安全鑒定綜合評價(jià)報(bào)告［R］.2012.