工程概況
恩城水閘位于廣東省恩平市城區(qū),潭江干流錦江河段,于1971年10開始施工,1972年6月竣工。該水閘建筑物包括泄洪閘、船閘、河床式電站,集雨面積約為672km2,主要建筑物由泄洪閘、船閘及河床式電站組成,水閘灌溉面積1.2萬畝,是一座以灌溉為主,改善恩平市區(qū)及錦江河水環(huán)境,兼顧防洪、航運(yùn)、交通、供水、發(fā)電等任務(wù)的大(2)型水閘。水閘工程等別為Ⅱ等,主要建筑物級(jí)別為2級(jí),次要建筑物級(jí)別為3級(jí)。
樞紐建筑物的垂直水流方向?qū)挾葹?08m,泄洪閘及船閘部分寬度為169m,由26孔閘室組成,其中泄洪閘占25孔閘室,船閘占1孔。水閘閘基為砂礫石層,平均厚度為5m,以下為可塑粘土層,厚度約17m,具有較高的地基承載力。水閘上游粘土鋪蓋長(zhǎng)度為20m;下游出口采用底流消能型式。閘門采用鋼筋混凝土平板閘門,高度為2.6m,寬度為5.8m,采用一機(jī)三閘或一機(jī)四閘啟閉形式。電站布置在主河道右岸,裝機(jī)容量為831kW,設(shè)計(jì)年發(fā)電量為225萬kWh;船閘布置在主河道的左岸,按載重50t船只的通航能力設(shè)計(jì)。
存在問題
經(jīng)鑒定,恩城水閘為三類閘,主要存在以下問題:
一是防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足要求。水閘原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,閘頂高程不足;水閘過流能力未能滿足50年一遇洪水要求。
二是上游粘土鋪蓋、下游海漫的抗沖刷能力不夠。閘后海漫底板存在淘空、斷裂、涌砂、沉陷、錯(cuò)位、部分掀翻等問題,損壞面積約1/3,損壞后的長(zhǎng)度不滿足要求。
三是水閘消能不滿足要求,主要是消能坎的高度較低、護(hù)坦厚度不足。
四是閘基滲流穩(wěn)定不滿足要求。
五是啟閉機(jī)排架、工作橋面板、交通橋梁、閘門混凝土等部位,實(shí)測(cè)強(qiáng)度等級(jí)顯示,部分達(dá)不到現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范≥C20級(jí)的要求。
六是啟閉機(jī)排架、閘墩、閘底板等構(gòu)件,混凝土的碳化深度大于保護(hù)層的厚度,導(dǎo)致鋼筋銹蝕,部分構(gòu)件出現(xiàn)開裂、露筋等質(zhì)量問題。此外,工作橋梁和板上的裂縫多,導(dǎo)致鋼筋銹蝕嚴(yán)重,工作橋的主梁配筋不滿足規(guī)范要求。
七是閘門采用鋼筋混凝土平板閘門,碳化深度為28mm~35mm。調(diào)查發(fā)現(xiàn),多處閘槽混凝土被閘門的壓輪壓壞,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不滿足要求;部分閘門的止水橡膠老化損壞,存在滲漏現(xiàn)象。此外,采用一機(jī)多門啟閉方式,機(jī)座金屬部分銹蝕、吊環(huán)銹蝕,影響基座的穩(wěn)定性;且鋼絲繩磨損嚴(yán)重。
八是觀測(cè)設(shè)施欠缺。水閘內(nèi)無觀測(cè)設(shè)施和觀測(cè)資料,難以實(shí)現(xiàn)預(yù)警預(yù)報(bào)目標(biāo)。
運(yùn)行管理措施
1 、除險(xiǎn)加固
根據(jù)鑒定結(jié)果,水閘運(yùn)用指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)行規(guī)范要求,存在隱患,對(duì)此,需考慮對(duì)水閘主要建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固,主要方案如下:
一是閘墩加固?紤]到上游堤防的高程低,要達(dá)到城市防洪規(guī)劃的50年標(biāo)準(zhǔn)還需要時(shí)間,且水閘上下游都有交通橋,橋面高程只有22.34m,故維持原水閘閘孔數(shù),只對(duì)閘墩進(jìn)行加厚處理,即原來厚度為0.9m,將其加厚至1.2m。
二是修補(bǔ)閘底板。保持原堰頂高程不變,對(duì)于閘底板的碳化、裂縫、露筋等缺陷采用回補(bǔ)混凝土方法,鑿除底板表面碳化的混凝土,在鑿毛表面涂一層能對(duì)混凝土進(jìn)行雙面滲透的混凝土深層密封劑,然后回補(bǔ)砂漿或者常態(tài)混凝土。
三是上部結(jié)構(gòu)處理。結(jié)合閘墩加固方案,拆除水閘上部的啟閉機(jī)工作橋并重建,加蓋啟閉機(jī)室。新建的啟閉機(jī)室,其排架柱位于閘墩頂上方,高程為22.13m,截面尺寸為500mm×500mm,啟閉機(jī)室的樓面高程為30m。當(dāng)前工作橋的寬度為2.85m,改成啟閉機(jī)室后,無法滿足設(shè)備操作要求,對(duì)此可在邊線兩邊各懸臂1.0m,使其寬度達(dá)到4.7m。
四是閘基抗?jié)B設(shè)計(jì)。交通橋底板與閘室底板發(fā)生不均勻沉降,且兩底板間沒有設(shè)置止水。對(duì)此,修復(fù)交通橋底板與水閘底板之間的結(jié)構(gòu)縫,增設(shè)止水設(shè)施,促使交通橋底板參與抗?jié)B;聯(lián)合水閘上游現(xiàn)有的粘土鋪蓋,形成完整的水平抗?jié)B體系。
五是防沖加固。為了提高防沖能力,在原有基礎(chǔ)上,將護(hù)坦加厚至0.6m,護(hù)坦頂高程提高至16.0m,消能坎加高至0.9m。海漫則從現(xiàn)狀末端續(xù)接20m,從而延長(zhǎng)至47.4m。
六是增加安全監(jiān)測(cè)。主要包括:①水位、水面線監(jiān)測(cè),采用水位標(biāo)尺;②滲流壓力監(jiān)測(cè),采用測(cè)壓管,將其沿泄洪閘右側(cè)岸墻布置;使用電測(cè)水位計(jì)測(cè)量測(cè)壓管內(nèi)的水位。③設(shè)置1條倒垂孔,監(jiān)測(cè)閘室的水平位移情況。④在閘墩上設(shè)置2個(gè)垂直位移觀測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)閘室的垂直位移情況。
2 、日常運(yùn)行管理
受地方財(cái)力有限等客觀因素影響,恩城水閘除險(xiǎn)加固方案遲遲未能實(shí)施,處于帶病運(yùn)行狀態(tài),為降低水閘運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),確保水閘日常運(yùn)行安全,主要采取以下措施:
一是嚴(yán)格落實(shí)調(diào)度守則。恩城水閘日常調(diào)度原則是,枯水期維持正常蓄水位19.30m發(fā)電運(yùn)行;汛期當(dāng)閘上水位超過19.30m即開閘泄水,洪水期水閘隨著來水量情況調(diào)整閘門開度,直至全部開啟;當(dāng)下游干旱需要灌溉時(shí),水閘下放灌溉流量。
二是根據(jù)《水閘技術(shù)管理規(guī)程》制定閘門控制操作規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行。開閘前,檢查確認(rèn)卷揚(yáng)機(jī)變速箱、電機(jī)地腳螺栓及各部齊全緊固;檢查確認(rèn)鋼絲繩符合使用要求,無斷股;檢查確認(rèn)各部位潤(rùn)滑良好,閘槽無異物卡阻等。閘門開啟時(shí)先開中間后兩邊,開度先小后大:關(guān)閘時(shí)相反,先兩邊后中間、開度上由大到小逐步關(guān)閉。
三是增設(shè)水閘安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。加設(shè)水位標(biāo)尺,觀測(cè)水位變化情況,在閘墩設(shè)置2個(gè)垂直位移觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)閘室垂直位移情況,布置倒垂孔1條,觀測(cè)閘室水平位移情況。
四是強(qiáng)化日常巡檢。對(duì)水閘整體啟閉機(jī)械、電氣設(shè)備、防雷等設(shè)施每年汛前檢測(cè)一次,平時(shí)按規(guī)程定期進(jìn)行全面檢測(cè),備用電源需隨時(shí)起動(dòng),每周交班檢查,機(jī)電設(shè)備每年清掃換油,鋼絲繩每年冬上油一次,對(duì)閘門止水橡膠老化損壞、啟閉機(jī)吊環(huán)銹蝕、鋼絲繩磨損斷股等及時(shí)更換。
五是制定度汛措施及搶險(xiǎn)預(yù)案。汛期實(shí)行24小時(shí)專人輪班值守,對(duì)水閘整體運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)記錄,交接班時(shí)上一班人員需將已發(fā)現(xiàn)問題或存在隱患如實(shí)、詳細(xì)地向接班人員進(jìn)行交底。汛期主要搶險(xiǎn)預(yù)案有:
下游閘基發(fā)生管涌時(shí),潛水員需明確管涌發(fā)生位置、范圍,如管涌孔較小,在冒水孔周圍用土袋筑成圍井,井內(nèi)填反濾料,以制止砂礫帶出;如涌水較大,可先填碎石、塊石,再填筑濾料,直至滲水流暢、無砂礫帶出為止。期間需加強(qiáng)觀察,防止管涌反復(fù)。
根據(jù)安全鑒定結(jié)果,恩城水閘閘后海漫存在底板損壞情況,汛期時(shí)如若發(fā)生海漫沖毀,威脅水閘整體運(yùn)行安全時(shí),可拋填內(nèi)填塊石的格賓籠網(wǎng)箱來臨時(shí)應(yīng)急處置,待洪峰過后根據(jù)海漫實(shí)際受損情況進(jìn)行修復(fù)施工。
當(dāng)水閘出現(xiàn)超標(biāo)洪水持續(xù)沖刷,上下游翼墻等底部基土掏空,墻體超標(biāo)準(zhǔn)洪水水閘翼墻、岸墻等出現(xiàn)坍塌險(xiǎn)情時(shí),考慮到恩城水閘左右兩岸為出行道路,且岸邊有民居,為確保周邊建筑物安全,可采用鋼板樁對(duì)擋墻進(jìn)行臨時(shí)固定,坍塌處砂包回填來進(jìn)行處置。