姚巷蕩排澇站工程安全鑒定分析評價(jià)

朱彬彬，謝錫剛，吳 毅，龔麗飛

（1.無錫市錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)水利管理站，江蘇 無錫 214116；2.無錫市錫山區(qū)水利局，江蘇 無錫 214101；3.無錫市錫山區(qū)東港水利管理站，江蘇 無錫 214105；4.南京瑞迪建設(shè)科技有限公司，江蘇 南京 210029）

為進(jìn)一步加強(qiáng)水利工程建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量檢測管理，明確工程質(zhì)量檢測責(zé)任和內(nèi)容，規(guī)范質(zhì)量檢測行為，確保工程質(zhì)量與安全，水利部于2008年11月發(fā)布了《水利工程質(zhì)量檢測管理規(guī)定》，自2009年1月起施行，并于2019年5月進(jìn)行第二次修正。結(jié)合全省水利工程建設(shè)實(shí)際，江蘇省先后修訂印發(fā)了《江蘇省水庫大壩安全鑒定實(shí)施細(xì)則》《江蘇省泵站安全鑒定管理辦法》《江蘇省水閘安全鑒定管理辦法》［1-2］，對水利工程建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量檢測的范圍、依據(jù)、方法、方案和報(bào)告等做出明確規(guī)定。本文主要以無錫市錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)水利工程安全鑒定項(xiàng)目為例，對水利工程安全鑒定［3-4］項(xiàng)目開展研究。

1 工程概況

本文以無錫市鵝湖鎮(zhèn)姚巷蕩排澇站工程為例，探討分析安全鑒定的主要內(nèi)容和安全復(fù)核情況。姚巷蕩排澇站始建于2011年，泵站位于宛山蕩與嘉菱蕩之間。廠房地面高程2.0 m，采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，主泵房采用整體型布置，5臺機(jī)組設(shè)置2座單獨(dú)水泵房。泵站機(jī)組為3臺500HW-6混流泵及2臺700ZLB-4軸流泵（2013年新增），設(shè)計(jì)總排澇流量為3.7 m3/s，裝機(jī)功率355 kW，工程級別Ⅳ級。姚巷蕩排澇站水泵出水口末端設(shè)拍門，進(jìn)水涵閘設(shè)置攔污柵。

2 工程復(fù)核

泵站工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，相應(yīng)的地震設(shè)防烈度為Ⅶ度。泵站的設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程為出水池和進(jìn)水池的設(shè)計(jì)水位之差，設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程計(jì)入進(jìn)、出水池的水力損失，則成為裝置揚(yáng)程，再計(jì)入進(jìn)、出水流道的水力損失，則成為泵站總揚(yáng)程，也就是設(shè)計(jì)工況下的水泵揚(yáng)程，在該工況下泵站必須滿足設(shè)計(jì)流量的要求。姚巷蕩排澇站流量揚(yáng)程復(fù)核結(jié)果見表1。

由表1可知，在設(shè)計(jì)流量及揚(yáng)程工況下，水泵在高效區(qū)運(yùn)行，揚(yáng)程和流量選擇滿足要求。同時(shí)經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，排澇站多年來未出現(xiàn)無法及時(shí)排澇等現(xiàn)象，因此泵站排澇流量滿足要求。

表1 姚巷蕩排澇站流量揚(yáng)程復(fù)核

2.1 建筑物復(fù)核

2.1.1 抗?jié)B穩(wěn)定復(fù)核

滲流安全穩(wěn)定包括泵房滲流穩(wěn)定、側(cè)向滲流穩(wěn)定復(fù)核。按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行滲徑長度計(jì)算，計(jì)算式為

式中：L為閘基防滲長度，m；C為允許滲徑系數(shù)；ΔH為上、下游水位差，m。

采用改進(jìn)阻力系數(shù)法驗(yàn)算滲流坡降，水平段滲流坡降的計(jì)算式為

式中：J0為出口段滲流坡降值為出口段修正后的水頭損失值，m；S′為底板埋深與板樁入土深度之和，m。

出口段滲流坡降的計(jì)算式為

式中：Jx為水平段滲流坡降值；hxi為各水平段的水頭損失值，m；Lx為水平段長度，m。

姚巷蕩排澇站滲徑長度計(jì)算成果見表2，姚巷蕩排澇站滲徑坡降計(jì)算成果見表3。

表2 姚巷蕩排澇站滲徑長度計(jì)算成果

表3 姚巷蕩排澇站滲徑坡降計(jì)算成果

由表2和表3計(jì)算結(jié)果可知，泵站計(jì)算閘基防滲長度小于實(shí)際泵房與鋪蓋合計(jì)長度，因此泵站滲徑長度滿足防滲長度要求。對于滲流坡降，經(jīng)計(jì)算，姚巷蕩排澇站泵房水平段及出口段滲流坡降均滿足規(guī)范要求允許值。

2.1.2 抗滑、抗浮和抗傾穩(wěn)定復(fù)核

姚巷蕩排澇站在各種工況下，對基底應(yīng)力、抗浮穩(wěn)定系數(shù)、抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)與應(yīng)力不均勻系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表4。

表4 姚巷蕩排澇站抗滑、抗浮穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

經(jīng)復(fù)核計(jì)算，泵房在計(jì)算工況下抗滑、抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值均大于規(guī)范允許值，基底應(yīng)力均小于地基的允許承載力，泵站運(yùn)行多年?duì)顩r下未出現(xiàn)較大沉降變形，可認(rèn)為經(jīng)處理后的地基承載力滿足要求。同時(shí)，基底不均勻系數(shù)小于允許值，各計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

2.1.3 泵站建筑物的安全類別評價(jià)

姚巷蕩排澇站抗?jié)B穩(wěn)定、地基承載力、抗滑穩(wěn)定、抗浮穩(wěn)定及其不均勻系數(shù)均滿足規(guī)范要求。泵站泵房底板、邊墩、電機(jī)梁、水機(jī)梁經(jīng)復(fù)核，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

姚巷蕩排澇站防浪墻伸縮縫存在輕微位移、漏水、雜草滋生現(xiàn)象，導(dǎo)流墻伸縮縫漏水，填充物脫落，墩墻混凝土有少量脫落、露筋現(xiàn)象。建筑物等級評定為二類。

2.2 機(jī)電設(shè)備

對姚巷蕩排澇站機(jī)電設(shè)備進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，主要分析水泵流量、電動(dòng)機(jī)功率、裝置效率、水泵安裝高程。水泵流量經(jīng)計(jì)算滿足泵站設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)揚(yáng)程及不同時(shí)期供排水的要求，在平均揚(yáng)程時(shí)，水泵在高效區(qū)運(yùn)行。姚巷蕩排澇站在運(yùn)行過程中未出現(xiàn)異常狀況，可認(rèn)為該泵站電動(dòng)機(jī)功率及裝機(jī)效率符合要求。水泵基準(zhǔn)面淹沒于水面以下0.65 m，且允許吸上高度為正值，因此安裝高程符合要求。

對機(jī)電設(shè)備安全類別進(jìn)行評價(jià)，主水泵為二類，主電動(dòng)機(jī)為一類，低壓電器為一類，機(jī)電設(shè)備安全類別評定為二類。

2.3 金屬結(jié)構(gòu)

姚巷蕩排澇站的金屬結(jié)構(gòu)主要有攔污柵和拍門。對姚巷蕩排澇站攔污柵的柵條穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，其靜水壓力荷載為1.72 kN/m，正應(yīng)力為5.4 N/mm2，遠(yuǎn)小于應(yīng)力允許值100 N/mm2，故正應(yīng)力滿足要求。穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值為60.5，遠(yuǎn)大于規(guī)定值2，因此攔污柵能夠滿足安全運(yùn)行的需要。

姚巷蕩排澇站拍門外觀良好，無變形、扭曲等現(xiàn)象，僅存在一些輕微銹蝕鋼筋外露現(xiàn)象；攔污柵外觀完好，無變形、扭曲現(xiàn)象。綜上所述，金屬結(jié)構(gòu)等級評定為二類。

3 結(jié)語

通過對姚巷蕩排澇站的現(xiàn)狀調(diào)查分析，結(jié)合現(xiàn)場安全檢測成果及穩(wěn)定性復(fù)核計(jì)算，泵站抗?jié)B穩(wěn)定、地基承載力、抗滑穩(wěn)定、抗浮穩(wěn)定以及不均勻系數(shù)均滿足規(guī)范要求，泵房底板、邊墩、電機(jī)梁、水機(jī)梁經(jīng)復(fù)核，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。姚巷蕩排澇站防浪墻伸縮縫存在輕微位移、漏水、雜草滋生現(xiàn)象，導(dǎo)流墻伸縮縫漏水，填充物脫落，墩墻混凝土有少量脫落、露筋現(xiàn)象，建筑物等級評定為二類。建議對姚巷蕩排澇站伸縮縫位移及混凝土脫落問題及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，對管理房漏水情況進(jìn)行排查維修，對水位尺外觀破損現(xiàn)象進(jìn)行更換，對金屬進(jìn)行除銹處理，以保障工程的安全運(yùn)行。