灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)的實(shí)施

鄭 雷(金華市安地渠道管理所，浙江 金華 321051)

灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)的實(shí)施

鄭 雷
(金華市安地渠道管理所，浙江 金華 321051)

渡槽安全綜合評(píng)價(jià)是確保渡槽安全運(yùn)行的重要措施，是實(shí)施渡槽除險(xiǎn)加固的重要前期工作.以金華市安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)工作為例，提出渡槽安全綜合評(píng)價(jià)調(diào)查、勘察、檢測(cè)及工程復(fù)核計(jì)算等主要的工作流程及要求，并對(duì)安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全從工程質(zhì)量、過(guò)流能力、結(jié)構(gòu)安全等方面進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，提出拆除重建、加固整修等建議.

渡槽；安全綜合評(píng)價(jià)；安全檢測(cè)；安全復(fù)核

安全綜合評(píng)價(jià)是對(duì)已建渡槽的安全性進(jìn)行調(diào)查研究和分析評(píng)價(jià).渡槽在經(jīng)過(guò)若干年運(yùn)行后，一方面可能受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件限制,邊勘察，邊設(shè)計(jì)，邊施工，造成勘察、設(shè)計(jì)、施工等均不盡合理；另一方面可能在工程投入運(yùn)行以后，實(shí)際運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)條件不符，如渡槽兼作通行道路，造成荷載過(guò)大，過(guò)流流量超過(guò)設(shè)計(jì)流量等，從而造成設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇與實(shí)際運(yùn)行不符；再者,工程投入運(yùn)行后由于地形、地質(zhì)的變化，如由于受河流大規(guī)模開(kāi)采砂石，造成河流河床越來(lái)越低，從而使渡槽地質(zhì)條件越來(lái)越差，同時(shí)渡槽一般采用塊石、混凝土等建筑材料建造，受到風(fēng)、雨、雪、凍融等外部環(huán)境作用下呈現(xiàn)老化、破損等病害或即將達(dá)到或已達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，使得渡槽安全隱患日趨凸出，嚴(yán)重影響渡槽運(yùn)行安全，造成其設(shè)計(jì)使用功能發(fā)揮受到影響.為此，應(yīng)定期對(duì)渡槽進(jìn)行安全綜合評(píng)價(jià)，便于管理單位根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果采取進(jìn)一步措施.

當(dāng)前，水利部已先后出臺(tái)了水庫(kù)大壩安全鑒定辦法、水閘安全鑒定管理辦法等，但對(duì)于灌區(qū)的重要建筑物——渡槽卻沒(méi)有相應(yīng)鑒定辦法.為了確保灌區(qū)渡槽安全高效運(yùn)行，安地水庫(kù)灌區(qū)于2015年對(duì)所轄渡槽進(jìn)行安全綜合評(píng)價(jià)，主要內(nèi)容包括：資料收集、現(xiàn)狀檢查、地質(zhì)勘察、安全檢測(cè)、復(fù)核計(jì)算以及安全狀態(tài)與綜合評(píng)價(jià)等6個(gè)方面[1].下面以安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)為例進(jìn)行闡述.

1 基本情況

金華市安地水庫(kù)灌區(qū)建于20世紀(jì)60年代，設(shè)計(jì)灌溉面積85.67 km2，灌溉面積涉及金華市婺城、金東區(qū).灌區(qū)現(xiàn)有干渠4條總長(zhǎng)38.83 km，支渠64條212.5 km，主要配套建筑物有隧洞、渡槽、倒虹吸、水閘、灌溉涵管、農(nóng)橋等318處，基本形成了引、蓄、提相結(jié)合的灌排網(wǎng)絡(luò)，其中渡槽現(xiàn)有8座，總長(zhǎng)828 m，設(shè)計(jì)流量8.55～5.90 m3/s，建于1970年.渡槽在運(yùn)行過(guò)程中由于受風(fēng)、雨、雪、凍融、水流等外部環(huán)境的長(zhǎng)期作用，呈現(xiàn)出老化、破損等病害或達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，造成安全性能下降，影響其設(shè)計(jì)使用功能的正常發(fā)揮，最明顯的是塊石松動(dòng)、勾縫脫落、砌石體或混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫、混凝土外表剝落碳化、鋼筋銹蝕裸露等；地基不均勻沉降和車輛震動(dòng)，引起構(gòu)件開(kāi)裂、變形和位移，以上都將嚴(yán)重影響其安全運(yùn)行，效益的正常發(fā)揮.

2 資料收集

工程技術(shù)資料一般由管理單位負(fù)責(zé)提供.技術(shù)資料是渡槽安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)資料，其資料應(yīng)做到真實(shí)、完整、有效，以滿足安全綜合評(píng)價(jià)的需要.

技術(shù)資料收集包括勘察、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行管理等5個(gè)方面資料.勘察資料包括渡槽建造前的、自然地理概況、工程地質(zhì)特征、水文地質(zhì)特征、工程地質(zhì)問(wèn)題及工程措施意見(jiàn)、地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)等；設(shè)計(jì)資料包括渡槽設(shè)計(jì)報(bào)告書、批復(fù)文件、施工圖紙及施工圖審查意見(jiàn)、設(shè)計(jì)變更等；施工資料包括基礎(chǔ)隱蔽驗(yàn)收、原材料及中間產(chǎn)品檢測(cè)資料、評(píng)定資料、質(zhì)量事故處理、竣工圖紙等施工全過(guò)程資料；驗(yàn)收資料包括分部工程、單位工程、竣工驗(yàn)收等各個(gè)階段驗(yàn)收資料；運(yùn)行管理資料包括管理規(guī)章制度、管理運(yùn)用記錄資料、監(jiān)測(cè)資料、工程維修養(yǎng)護(hù)和除險(xiǎn)加固等資料.

安地水庫(kù)灌區(qū)由于部分資料缺失，為了力求完整，管理單位人員通過(guò)對(duì)建設(shè)時(shí)期的參建人員進(jìn)行走訪，查看工作日記，補(bǔ)充完善.

3 現(xiàn)狀檢查

工程現(xiàn)狀檢查由管理單位與評(píng)價(jià)單位共同實(shí)施，目的是通過(guò)對(duì)渡槽現(xiàn)狀進(jìn)行全面檢查，初步分析渡槽安全狀態(tài)，為下一步開(kāi)展安全檢測(cè)和工程復(fù)核提出內(nèi)容和建議[2].

現(xiàn)狀檢查包括渡槽現(xiàn)狀周邊地形環(huán)境、外觀狀況等進(jìn)行細(xì)致檢查，特別是需對(duì)渡槽的土石方工程、混凝土結(jié)構(gòu)等完好程度、渡槽進(jìn)出水口銜接段、基礎(chǔ)沉降等進(jìn)行詳細(xì)描述.

4 地質(zhì)勘察

渡槽建成前后的地質(zhì)狀況并不完全相同，且建設(shè)期技術(shù)水平等限制，因此有必要進(jìn)行相應(yīng)的地質(zhì)勘察，進(jìn)一步查明渡槽沿線及槽址巖土體水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件.安全鑒定的地質(zhì)勘察由于受已有建筑物的限制，場(chǎng)地地基不能直接觀察，鉆孔布置應(yīng)照顧現(xiàn)有建筑物.

安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽綜合考慮渡槽長(zhǎng)度、槽墩沖刷、基礎(chǔ)變形等因素，鉆孔每座渡槽布孔2～4孔，1條勘探剖面，充分考慮了現(xiàn)有建筑物的安全，測(cè)定了場(chǎng)地地質(zhì)條件，提出了有關(guān)建議參數(shù)，為渡槽穩(wěn)定及地基的整體穩(wěn)定復(fù)核提供了可靠依據(jù).

5 現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)委托具有資質(zhì)的浙江省水利水電工程質(zhì)量檢驗(yàn)站開(kāi)展.檢測(cè)目的包括：(1)了解渡槽的有效性及損毀情況；(2)通過(guò)安全檢測(cè)獲得渡槽各結(jié)構(gòu)部位及構(gòu)件指標(biāo)的變化情況，評(píng)定工程質(zhì)量現(xiàn)狀，為渡槽安全綜合評(píng)價(jià)提供必要的參數(shù)和參數(shù).

檢測(cè)內(nèi)容根據(jù)工程情況、管理運(yùn)用中存在的問(wèn)題和具體條件等因素并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查綜合確定.安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)包括外觀質(zhì)量檢測(cè)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)[3].最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)，編寫安全檢測(cè)報(bào)告.

5.1 外觀質(zhì)量檢測(cè)

外觀質(zhì)量檢測(cè)采用直觀及儀器量測(cè)、外觀質(zhì)量描述、拍照及局部打開(kāi)方法進(jìn)行工程質(zhì)量外觀檢測(cè).檢測(cè)項(xiàng)目包括基礎(chǔ)、槽墩(拱圈)及槽身外觀檢查，檢查內(nèi)容包括基礎(chǔ)有無(wú)擠壓、錯(cuò)動(dòng)、松動(dòng)和鼓出，結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)合處有無(wú)錯(cuò)動(dòng)、開(kāi)裂、脫離和滲漏水，有無(wú)沉降、沖刷等情況；槽墩(拱圈)是否完整、有無(wú)變形、錯(cuò)動(dòng)、滲漏水、沉降等；槽身有無(wú)裂縫、滲漏水、混凝土表面風(fēng)化、沖蝕、脫落、露筋以及鋼筋銹蝕、止水是否完好等.

5.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)采用回彈儀、鉆孔取芯、酚酞試劑、電磁感應(yīng)法等方法進(jìn)行檢測(cè).檢測(cè)項(xiàng)目包括混凝土強(qiáng)度、混凝土碳化深度、鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)[4].

5.3 安全檢測(cè)報(bào)告編寫

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后，檢測(cè)單位提供現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)報(bào)告，內(nèi)容包括基本情況，檢測(cè)目的、內(nèi)容、依據(jù)和方法，檢測(cè)成果及分析，安全狀態(tài)評(píng)價(jià)以及對(duì)存在問(wèn)題提出相應(yīng)處理措施和建議、工程復(fù)核計(jì)算指標(biāo)等.

安地水庫(kù)灌區(qū)根據(jù)安全檢測(cè)目的，對(duì)灌區(qū)渡槽進(jìn)行安全檢測(cè).通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)8座渡槽均存在基礎(chǔ)松動(dòng)、鼓出、沖刷，槽墩存在滲水、變形，槽身存在裂縫、滲水等現(xiàn)象；混凝土表面風(fēng)化較嚴(yán)重、輕微碳化、強(qiáng)度不滿足現(xiàn)規(guī)范要求，局部鋼筋裸露銹蝕、保護(hù)層厚度不滿足規(guī)范要求等問(wèn)題，需進(jìn)一步對(duì)進(jìn)行工程復(fù)核，以評(píng)價(jià)渡槽安全性.

安地水庫(kù)渡槽安全檢測(cè)結(jié)果(見(jiàn)表1).

表1 安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全檢測(cè)結(jié)果表

6 復(fù)核計(jì)算

工程復(fù)核計(jì)算是渡槽安全綜合評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)以灌區(qū)最新的規(guī)劃數(shù)據(jù)、渡槽現(xiàn)狀功能、現(xiàn)狀檢查和運(yùn)行觀測(cè)資料、地質(zhì)勘察和安全檢測(cè)成果為依據(jù)，按照現(xiàn)行《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL482—2011)、《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL191—2008)、《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL 5077—1997)、《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50288—99)、《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL203—97)、《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50199—2013)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007—2011)等規(guī)范進(jìn)行.復(fù)核計(jì)算內(nèi)容包括過(guò)流能力、結(jié)構(gòu)安全及穩(wěn)定性等三個(gè)方面[5].最后，根據(jù)復(fù)核計(jì)算內(nèi)容編寫復(fù)核報(bào)告.

6.1 過(guò)流能力復(fù)核

過(guò)流能力復(fù)核主要是根據(jù)現(xiàn)狀的尺寸、坡降、糙率系數(shù)進(jìn)行計(jì)算實(shí)際過(guò)水流量，判別渡槽實(shí)際過(guò)水流量是否滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算工況包括設(shè)計(jì)、加大流量?jī)煞N.過(guò)流能力復(fù)核主要考慮設(shè)計(jì)流量的取用，因?yàn)樽钚碌脑O(shè)計(jì)流量與原有設(shè)計(jì)流量根據(jù)時(shí)間變化會(huì)有所區(qū)別，該數(shù)值選用應(yīng)高度重視.

6.2 結(jié)構(gòu)安全復(fù)核

結(jié)構(gòu)復(fù)核直接涉及渡槽的安全性，能否正常運(yùn)行，其復(fù)核內(nèi)容包括槽身、拱圈、槽墩、基礎(chǔ)等進(jìn)行安全復(fù)核，其計(jì)算參數(shù)的取值應(yīng)慎之又慎，要按照規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和地質(zhì)勘察結(jié)果仔細(xì)分析，選擇斷面要求具有代表性，計(jì)算工況包括設(shè)計(jì)水深+自重+人群荷載、空槽+溫降+混凝土收縮+橫向風(fēng)壓力、滿槽+溫升+橫向風(fēng)壓力等[6].

6.3 渡槽穩(wěn)定性復(fù)核

渡槽穩(wěn)定性復(fù)核內(nèi)容包括槽身抗滑穩(wěn)定、槽墩抗滑穩(wěn)定及抗傾覆穩(wěn)定復(fù)核，其計(jì)算參數(shù)、斷面、工況選擇要求與結(jié)構(gòu)安全復(fù)核類同.

6.4 復(fù)核報(bào)告編寫

復(fù)核報(bào)告包括工程現(xiàn)狀、基本資料及分析計(jì)算成果.工程現(xiàn)狀主要表述現(xiàn)場(chǎng)檢查、安全檢測(cè)存在的問(wèn)題；基本資料主要是明確計(jì)算參數(shù)和計(jì)算工況的采用依據(jù)，列明計(jì)算方法、公式，典型斷面的選取等；分析計(jì)算成果主要是根據(jù)以上原則進(jìn)行具體計(jì)算，并附上計(jì)算簡(jiǎn)圖，如渡槽平面布置圖、剖面圖、結(jié)構(gòu)圖、配筋圖等，計(jì)算成果列表進(jìn)行表述，與設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)判本次復(fù)核計(jì)算結(jié)果的可靠性，根據(jù)復(fù)核結(jié)果提出處理措施或建議.

7 綜合評(píng)價(jià)

渡槽安全綜合評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)渡槽現(xiàn)狀檢查、地質(zhì)勘察、安全檢測(cè)、復(fù)核計(jì)算所反映的渡槽安全存在問(wèn)題進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，按照工程存在的主要問(wèn)題和安全隱患提出處理措施.考慮到渡槽安全評(píng)價(jià)未有相關(guān)規(guī)范要求，安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全評(píng)價(jià)從工程質(zhì)量、過(guò)流能力、結(jié)構(gòu)安全等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[7].通過(guò)以上分析，安地水庫(kù)灌區(qū)8座渡槽中，1座建議拆除重建，7座建議加固整修.

安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)結(jié)果(見(jiàn)表2).

表2 安地水庫(kù)灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)表

8 結(jié) 語(yǔ)

灌區(qū)渡槽基本建成于20世紀(jì)六七十年代，運(yùn)行年限基本或?qū)⑦_(dá)到使用年限，一般未設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)施，日常運(yùn)行管理水平低，亟需開(kāi)展渡槽安全綜合評(píng)價(jià)，以確保渡槽安全運(yùn)行.考慮到灌區(qū)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)有很大不同，基本資料缺乏，涉及面廣，影響因素復(fù)雜，為使安全綜合評(píng)價(jià)結(jié)果更具有針對(duì)性、合理性、綜合評(píng)價(jià)結(jié)論更符合工程實(shí)際，需加快出臺(tái)渡槽安全綜合評(píng)價(jià)管理辦法、評(píng)價(jià)導(dǎo)則和技術(shù)管理規(guī)程，同時(shí)需加強(qiáng)安全觀測(cè)設(shè)施建設(shè)、更新和運(yùn)行觀測(cè)，在綜合評(píng)價(jià)階段地質(zhì)勘察、安全檢測(cè)應(yīng)推廣與采用新技術(shù)、新方法，確保參數(shù)可靠性.

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Safety Assessment of Aqueducts in Irrigated Areas

ZHENG Lei
(Andi Channel Management Division of Jinhua, Jinhua 321051, China)

Safety assessment of aqueducts is an important procedure in safe operation, which is the preliminary work in the reinforcement of aqueducts. By the assessment, potential hazards and risks would be pointed out, and safety operation is ensured. A new set of standards for agricultural aqueducts is therefore proposed in this article, including field investigation, engineering surveying, risk detection, and engineering recomputation based on the example of safety assessment of aqueducts in irrigated area of Andi Reservoir, Jinhua. A comprehensive assessment of aqueducts in Andi irrigated area in engineering quality, discharge capacity and structure safety is conducted and the suggestions of rebuilding and reinforcement are proposed, which can be also used as a reference for future project.

aqueduct; safety assessment; risk detection; quality check

2016-09-13

鄭 雷(1978-)，男，浙江金華人，工程師，從事農(nóng)田水利工程建設(shè)、管理.

TV679

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1008-536X(2017)02-0050-04