病险水闸除险加固初步设计常用技术

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1、病险水闸除险加固初步设计常用技术1概述水闸是为城市供水、工农业生产供水、防洪、防潮、排涝等方面服务的重要基础设施，在社会经济发展中发挥着重要作用。我国水闸大多建成于20世纪50~70年代，由于种种原因，存在着各种安全隐患。据不完全统计，目前我国水闸的病险比例高达2/3，对水闸存在的病险问题进行归类并分析成因，可对病险水闸除险加固工作提供有益参考。2主要病险种类目前我国水闸存在的病险种类繁多，从水闸的作用及结构组成来说，主要可分为以下9种病险问题：2.1防洪标准偏低。防洪标准（挡潮标准）偏低，主要体现在宣泄洪水时，水闸过流能力不足或闸室顶高程不

2、足，单宽流量超过下游河床土质的耐冲能力。2.2闸室和翼墙存在整体稳定问题闸室及翼墙的抗滑、抗倾、抗浮安全系数以及基底应力不均匀系数不满足规范要求，沉降、不均匀沉陷超标，导致承载能力不足、基础破坏，影响整体稳定。2.3闸下消能防冲设施损坏闸下消能防冲设施损毁严重，不适应设计过闸流量的要求，或闸下未设消能防冲设施，危及主体工程安全。2.4闸基和两岸渗流破坏闸基和两岸产生管涌、流土、基础淘空等现象，发生渗透破坏。2.5建筑物结构老化损害严重混凝土结构设计强度等级低，配筋量不足，碳化、开裂严重，浆砌石砂浆标号低，风化脱落，致使建筑物结构老化破损。2.

3、6闸门锈蚀、启闭设施和电气设施老化金属闸门和金属结构锈蚀，启闭设施和电气设施老化、失灵或超过安全使用年限，无法正常使用。2.7上下游淤积及闸室磨蚀严重多泥沙河流上的部分水闸因选址欠佳或引水冲沙设施设计不当，引起水闸上下游河道严重淤积，影响泄水和引水，闸室结构磨蚀现象突出。2.8水闸抗震不满足规范要求水闸抗震安全不满足规范要求，地震情况下地基可能发生震陷、液化问题，建筑物结构型式和构件不满足抗震要求。2.9管理设施问题大多数病险水闸存在安全监测设施缺失、管理房年久失修或称为危房、防汛道路损坏、缺乏备用电源和通讯工具等问题，难以满足运行管理需求。

4、3病险水闸除险加固内容病险水闸除险加固内容包括：水闸等级及洪水标准的核定、总体布置、水力设计、防渗排水设计、结构设计、地基处理设计、观测设计等。3.1等级划分及洪水标准病险水闸除险加固设计时，首先应复核建筑物等别与级别。目前需要除险加固设计的水闸，多修建于20世纪90年代之前。在不同时期，国家有不同的相关规范来确定工程的等别。因此，水闸除险加固应以满足水闸正常使用功能和自身防洪安全为原则。目前，复核水闸建筑物等别与建筑物级别时，主要以《水闸设计规范》（SL265-2001）为依据确定建筑物的等别与级别。山区、丘陵区水利枢纽工程等别应按国家现行

5、的《水利水电工程等别划分及洪水标准》（SL252-2000）确定。3.2工程布置安全鉴定中需要除险加固的三类闸，除险加固设计原则上一般不改变原闸的工程总体布置和主要建筑物型式。需要延长渗径和消能防冲段的水闸，应按原闸轴线进行布置，并符合《水闸设计规范》（SL265-2001）的相关规定。3.3水力设计水力设计一般包括：过流能力验算、拟定闸门控制运行方式和消能防冲设计计算。病险水闸除险加固设计时，影响水闸过流能力的主要因素包括设计水位的变化、孔口断面尺寸和型式的变化、过水涵洞断面尺寸以及涵洞长度的变化、消能防冲设施变化等。3.4防渗排水设计水闸

6、的防渗排水设计主要是根据闸基地质情况及上下游水位条件等进行设计计算，其内容包括：进行水闸的地下轮廓布置，设计防渗、排水型式、布置、构造和尺寸；渗流压力计算；渗流坡降计算，验算地基抗渗稳定性；滤层设计；防渗帷幕及排水孔设计；永久缝止水设计。3.5闸室结构布置及稳定性分析水闸除险加固时，首先需根据新的设计条件对原结构进行分析计算，然后结合安全鉴定中结构存在的问题，采取必要的工程措施进行加固，同时按加固后的结构尺寸重新进行结构分析和稳定验算。验算时应尽可能考虑工程措施中新老材料之间的差异性，以及这些差异将对工程安全运行带来的影响。3.6地基处理及设

7、计当水闸发生不均匀沉降或者地基总体沉降量较大时，需根据地质情况重新复核地基承载力。闸室加固、防渗措施改变时都需要重新验算地基承载力。4病险水闸问题处理及主要技术4.1水闸闸底及闸侧渗漏4.1.1闸底渗漏处理：对于水闸上游铺盖破坏或闸身与铺盖之间水平止水破坏的可采取补做铺盖和重设水平止水的措施。水闸铺盖宜采用砼铺盖，对于浆砌块石铺盖当不均匀沉陷会引起浆砌裂缝漏水。对于本身渗径长度不够的，可以在上游铺盖前打防渗板桩，其材料可选用木板或钢筋砼板，通过打板桩不仅可以增长渗径起到防渗的作用，还可以降低闸底板的扬压力，有利于水闸的抗滑稳定。4.1.2闸侧

8、绕渗处理引起水闸绕渗的原因一般是闸墙背后填土不密实或刺墙长度不够，因此当发生侧向绕渗时，一般可采取对闸墙背填土重新开挖或用冲抓锥造孔，回填粘土分层夯实，加深、接长刺