水工建筑物工程老化程度评价指标.pdf

'2014年第6期黑龙江水利科技No．6．2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(T0talNo．42)文章编号：1007—7596(2014)06—0020—03水工建筑物工程老化程度评价指标陶佳亮(南昌市水利工程建设质量与安全监督站，南昌330000)摘要：文章通过对临港镇朱田坞小型水库老化现象进行实地调查，并现场测试了部分水利工程，以为研究其老化现象和机理提供依据，提出水工建筑物工程老化程度的判断与评价，必须根据建筑物的功能性进行分析，其方法要根据系统分析的原理与层次分析方法，结合水利工程自身的特点，评价指标体系建立起来。关键词：水利工程；建筑物；老化；评价指标；评价方法；评价标准中图分类号：TV698文献标识码：BBriefDiscussiononAgingDegreeEvaluationforHydraulicStructuresTAOJa—liang(NanehangCityWaterConservancyConstructionQuality&SafetySupervisionStation，NanChang330000，China)Abstract：ThroughtheinvestigationfortheageingphenomenonofZhenWusmall—scalereservoirinLinGangTown，combinedwiththefieldtestedsomewaterconservancyprojects，Theyprovidethebasisforthestudyofthephenomenaandmechanismofaging，Thenthejudgmentandevaluationofhydraulicstructureengineeringagingdegree，whichmustbeanalyzedaccordingtothefunctionofthebuilding．Theevaluationmethodsarebasedonthesystemanalysisprinciplesandlevelanalysismethods，combinewiththecharacteristicsofwaterconservancyengineeringitself，andestablishevaluationindexsystem·Keywords：hydraulicengineering；structure；aging；evaluationindex；evaluationmethod；evaluati0nstandard筑物主要承担着泄水能力，以调整水位，然而由于老l水利工程常见老化现象化而出现泄洪能力衰弱，包括水闸以及启闭设施由关于水利工程的老化现象可以从两个方面进行于破损而使正常功能无法发挥出来。③输水建筑物判断，即在水利工程运行的过程中，其总体(部分)的承担着输水的功能，由于严重老化而使这一功能降安全性能有所降低；使用功能上出现了明显的退化低，包括干支渠道在输水能力上有明显降低的现象。趋势H]。根据水利工程现场调查中所获得的数据进2水利工程老化程度指标评价体系行分析，可以对于水利工程中常见的老化现象予以总结：①挡水建筑物出现了多处裂缝，滑坡体出现破2．1单个建筑物老化程度评价指标休系损，而且有明显的滑坡。在工程施工中所埋下的安关于水利工程的老化程度，主要体现在对单个全隐患受到环境影响而逐一暴露出来。②泄水建筑建筑物的评价。方法很简单，就是对建筑物所呈现物的的防冲设施严重损坏而无法正常运行，泄水建出来的老化现象进行统计，并分项按照所规定的标[收稿日期]2014-03一l8[作者简介]陶佳亮(1957一)，男，湖北武汉人，工程师，研究方向为水工建筑。一20— 陶佳亮：水工建筑物工程老化程度评价指标第6期准进行评判，并划分出老化的等级。在对建筑物的10m，水库设计灌溉面积2．75hm，由于水库存在老化程度指标制定的过程中，要再按照所获得的老安全隐患，影响蓄水，未能达到灌溉效益，实际灌溉化现象统计资料进行综合评价，计算出老化程度指面积2．07hm。存在的主要问题有：①坝体、坝基和标，并以此为依据判定水利建筑物的老化程度：①坝坝肩存在渗漏问题，下游坝坡抗滑稳定不满足要求，体老化程度指标包括4项，即坝体建筑物有裂缝出坝坡渗水出口无保护；②溢洪道未衬砌，且出口无消现，并有渗漏现象发生，滑坡和护坡的损坏等都是坝能设施及出水渠；③坝下涵管管壁混凝土剥蚀、局部体老化的重要标志；②溢洪道老化程度指标包括5露筋、裂缝；斜管多处裂缝，放水孔破损；④水库无项，诸如溢洪道的泄洪能力，闸室是否稳定、启闭设水、雨情测报系统和大坝安全监测设施，通讯、管理施以及消能设施是否能够灵活操作以及岸墙的稳定设施简陋，无上坝公路和库区公路。上述险情的存性等；③输水洞老化程度指标包括4项，即混凝土强在，使得工程运行潜在隐患极大，工程效益不能充分度是否达标，输水洞的水泥建筑有裂缝出现，并已经发挥。渗漏，钢筋锈蚀程度等都是判断标准；④输水建筑物2．2水利工程整体老化程度评价指标老化程度指标主要包括3项，即渠道的输水能力和水利整体老化程度的评价是建立在单个建筑物渠系建筑物输水能力、输水建筑物的灌溉能力。老化程度评价的基础之上的。在计算其综合评价指例如：朱田坞水库位于临港镇鹊山村，是一座以标的时候，主要根据其对整个水利工程的安全影响灌溉为主兼养殖等综合效益的小(1)型水库。朱田判定水利工程整体老化程度。坝体渗漏老化评价标坞坝址以上控制集雨面积1．51km。总库容146×准见表1。表1坝体渗漏老化评价标准坝坡设计过于陡峭，坝体以及坝基抗剪强度不3水工建筑物工程老化程度评价方法够，一些自然环境中所出现的不可抗拒因素，诸如地3．1坝体渗漏土坝坝体和坝基有渗漏现象震等，都会导致坝体出现局部或者整体性滑动．对渗漏可以划分为正常渗漏和异常渗漏，正常渗于坝体的设计都具有稳定安全系数，其抗滑能力通漏对于坝体具有一定的保护作用，而如果渗漏量过过系数表达出来，作为老化程度的评价指标。坝体大，就会导致土体破坏，影响了蓄水功能的同时，还现场测试的有关物理力学指标，诸如内摩擦角、黏聚会导致工程局部或者整体都出现失稳状态。这种异力、干容重等，会参考水库运行的环境条件，通过稳常渗漏，通常会被作为考核坝体老化的一项重要定计算，求出坝体现状最小稳定安全系数值，按因素。表2标准进行老化程度评价。3．2导致滑坡土坝滑坡的因素表2坝体抗滑稳定等级评价J(e>1．31．25《K≤1．31．2《X≤1．25K<1．2ABCD标准评级依据完好保持完善的原设计，良好的砌筑质量，完好的护坡垫层。基本完好满足设计要求，但是在局部会出现些微的质量问题，比如会发现有松动翻起的现象，、，2≥9o％。|I；I怀特蓄设计不符合要求，交叉的砌筑质量，不但块石比较小，而且在护坡垫层有比较严重的流失现象发生。在表面会发现有较⋯⋯严重的翻起、松动，甚至于出现了塌陷和架空等现象。n≥60％、t2≤90％。*Ⅲ设计不符合要求，交叉的砌筑质量，不但块石比较小，而且在护坡垫层有比较严重的流失现象发生。在表面会发现有较⋯⋯严重的翻起、松动，甚至于出现了塌陷和架空等现象，fl≥60％、≤90％。一21一 2014年第6期黑龙江水利科技No．6．2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(T0talNo．42)3．3护坡状况可以认为在坝脚下游可能产生渗透破坏，这与大坝护坡作为土坝的重要组成部分，出现老化现象安全检查发现坝脚附近有多处集中渗漏相吻合。计主要是由于各种自然现象而引起的。土坝的坝坡对算的渗漏量较大，也与实际基本吻合。若不采取适于水利工程的防护是非常重要的，一旦出现不同程当的工程措施，在下游坡极易产生渗透破坏。度的毁坏，就会威协到大坝的安全，主要体现在坝体3)溢洪道进口段和控制段底板及边墙均无衬护。碾压不实、护坡垫层设计不符合工程施工的要求。溢洪道堰上挡土墙高度、陡槽两侧边墙高度不满足规范块石与设计标准相比偏小、砌筑不符合质量要求、设要求，而且局部出现坍塌现象，因此泄洪期间，将会对安计不完善，加之经历风流的长久冲刷，就会导致坝体全带来隐患。溢洪道无消能设施不满足规范要求，因此出现不均匀的沉陷。当块石出现风化变质的时候，可以断定这将给溢洪道在将来洪水过流期间带来极大也是导致水利工程老化的直接原因。因此，对其老化的安全隐患。溢洪道两侧及底板未衬护，容易冲刷，给评价采用定量与定性相结合的方法。汛期泄洪带来极大的安全隐患。根据《水库大坝安全评3．4土坝裂缝较为常见价导则》分级划分标准，朱田坞水库溢洪道结构安全性坝体表面的裂缝很容易就能发现，而一些裂缝评价为C级，应尽快对溢洪道进行除险加固工程以确保极具隐蔽性，开挖后才能够发现。隐藏在坝体内部行洪时大坝的安全。裂缝，宽度不等，长短不一。宽度最大可以达到4)灌溉输水平涵由于年久失修，坍塌严重，漏水500mm，最窄的还不到lmm；裂缝的长度短的为1m严重，止水不严。涵管灌溉输水过流能力不满足设以内，长的甚至可以达到数百米；不到1m深度的裂计要求，由于始建年代较早，涵管为素混凝土结构，缝较为普遍，最深的可以到达坝基处；从裂缝的走向不能满足要求。斜涵为素昆凝土结构，原施工时采上来看，有纵向裂缝和平行裂缝。纵向裂缝平行坝用人工搅拌，施工质量差，经过多年的运行，涵管管轴线，横缝则与坝轴线相垂直。还有一些裂缝是纵身破损严重，且出现多处蜂窝麻面和裂缝，漏水一严横交错的，各种不规则的倾斜裂缝参杂在其中。这重。根据《水库大坝安全评价导则》分级划分标准，些裂缝对于土坝的正常使用都存在着不利影响。特朱田坞水库灌溉输水涵管结构安全性评价为C级。别是横向裂缝，由于其贯穿坝体，所以会直接威胁到综上所述，通过对朱田坞水库的各项建筑物检坝体的稳定性。此外，横向裂缝很容易进一步发展，查、复核，根据《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大不不不如果不及时补修，就会穿过坝身形成渗流通道，导致坝安全评价导则》规定的大坝安全分类标准，认定本土坝严重损坏，一些隐性的裂缝，比如发生在防渗体工程大坝属三类坝。各项建筑物评价见表3能。锵锵内部的裂缝，会导致防渗体断裂而形成渗流通道，妨表3朱田坞水库工程安全分项评价表碍了正常的防渗作用。分项建防洪标运行管工程质渗流安结构安金属结构筑物名称准复核理评价量评价全评价全评价安全评价4水利工程整体老化程度评价法1)通过以上各项评价指标复核计算，朱田坞水库P=0．33％(校核时洪峰流量)为34．60m／s，P=3．33％(设计时洪峰流量)为22．20m／s。相应水5结论位分别为90．02m和89．52m，大坝所需坝顶高程为90．84m，现状坝顶高程91．56～92．06in，故大坝坝采用以上的方法现场测试临港镇朱田坞水库，顶高度满足现行规范要求。依据《水库大坝安全评所获得的测试结果与实际情况基本符合，为水库除价导则》规定，大坝抗洪能力评价为c级。险加固提供有利条件，确保水库充分发挥工程效益，2)通过对朱田坞水库的大坝计算渗流分析，从保障了下游人民的生命财产和公共设施的安全。各种计算工况下的稳定渗流中，大坝体内计算的最参考文献：大水平渗透坡降值和渗漏量可知，各种计算工况下，[1]吴心淼，郄志红．建筑物老化评级与补修智能决策系统防渗心墙内最大水平坡降为0．065，大坝最大出逸坡[J]．海河水利，1998(02)：32—35．降为0．133，小于允许出逸坡降0．40，且大坝坝体浸[2]刘华鑫．水工建筑物的老化问题[J]．河南水利与南水润线位置偏高，渗流从坝坡出逸，渗流出口无保护，北调，2012(14)：151—152．一22一'