1.基本资料
某闸位于湖北沙市下游约15km,荆江大堤桩号740 +750m处,堤内为涵洞式老闸,临江为开敞式新闸。老闸于1959年施工,1960年建成。由于未作地质勘探及设计、施工不妥等原因,造成沉降量过大、闸门震动严重、下游海漫冲毁等。1962年在老闸前套建新闸。新闸底板长22m,宽16.20m,厚2.00m;中墩厚1.40m,边墩顶厚1.00m,底厚2.00m;为减小混凝土用量和降低地基压力,中墩在▽40.30m(吴淞高程,下同)以上长度缩短为9.00m。闸室上游布置两节上设横撑梁、长均为17m的矩形槽连接段,下游为一节上设横撑梁、长15m 的矩形槽连接段。并将新老闸连接段(原老闸八字墙)加高,以满足挡水要求。
新闸设计水位43.67m,引水流量56.79m3/s,灌溉面积43.61 万亩。1987年冬季对该闸进行了全面检查,发现闸室及前后矩形槽等部位共有不连续的大小裂缝99 条,特别是在底板检修门槽和工作门槽间有一条垂直于水流方向、贯穿整个闸底板的裂缝,缝宽0.1~0.28mm(见图5-8、图5-9)。据观测,中孔裂缝渗水量为40kg/d。1988年2~4月曾两次对底板裂缝进行了环氧树脂灌浆,两年后又发现灌浆与混凝土结合面裂缝渗水,但渗流量不大,后经多年观测,裂缝与渗水基本稳定。
图5-8 闸室纵剖面图(单位:m)
2.老化病害程度及相应比例标度
本水闸老化病害特别严重,根据检查、检测和必要的复核,其各部位、各功能的具体情况和假定专家已给出老化病害程度的相对比例标度如下。
(1)抗滑稳定性。根据安全复核,闸室的抗滑稳定性满足要求。老化病害程度的比例标度为3。
(2)地基稳定性。根据安全复核,平均地基应力满足要求;地基应力不均匀系数大于规范规定值,不满足要求。老化病害程度的比例标度为7。
图5-9 底板平面图(单位:m)
(3)闸底板。经深入研究分析,认为底板裂缝原因主要为地基不均匀沉降过大、底板纵向配筋不足和温度应力大等。老化病害程度的比例标度为7。
(4)闸墩。闸墩在底板裂缝处有自下向上渐灭的微裂缝,长度约0.80m。老化病害程度的比例标度为5。
(5)闸门、工作桥、启闭设备和公路桥。平面闸门已运行30多年,锈蚀严重,主梁的刚度已不满足要求;工作桥和公路桥的混凝土碳化深度均达15mm,局部超过20mm。已有多处顺筋裂缝、保护层剥落露筋等。启闭设备严重老化,均属无配件的淘汰产品,出力不足,运转不灵,不能满足正常运行的要求。老化病害程度的比例标度为7(此处为综合标度值,仅从启闭设备考虑,显然为9)。
(6)进出口连接段、消力池、海漫。进出口翼墙均有多条裂缝,局部有顺筋裂缝和保护层剥落、露筋等。消力池护坦有明显的冲磨现象,但不严重。海漫段基本正常。老化病害程度的比例标度为5。
(7)防渗排水。本工程改建后的防渗及排水设施基本完好,经复核满足要求。老化病害程度的比例标度为3。
(8)相对寿命。工程已运行40年,设计使用寿命为50年。老化病害程度的比例标度为7。
(9)建造质量。经检测,就本工程的结构混凝土的强度略低于设计值,未达到设计要求。除结构布置使地基应力不够均匀和钢筋的混凝土保护层小外,未发现其他重大建造质量问题。老化病害程度的比例标度为5。(www.xing528.com)
(10)混凝土老化病害。本工程混凝土老化病害的主要症状表现为碳化较为严重,闸墩、底板的碳化深度均在10mm以上,在钢筋保护层偏薄的启闭台和交通桥上,许多位置因碳化达到了钢筋表面而引起钢筋锈蚀,产生顺筋裂缝和保护层脱落,钢筋外露。消力池护坦有不很严重的冲磨。老化病害程度的比例标度为7。
(11)孔口尺寸。闸孔尺寸能满足过流量要求;老化病害程度的比例标度为3。
(12)消能防冲。根据工程运行的情况,通过不同过流量时,下游流态基本正常,未产生冲刷,消能防冲也能满足要求。老化病害程度的比例标度为3。
(13)挡水能力。本工程的均匀沉降量仍在允许范围之内,挡水高度基本满足要求。老化病害程度的比例标度为3。
(14)渗透坡降。由前面第(7)项知,渗透坡降能满足要求,未产生渗透变形。老化病害程度的比例标度为3。
(15)运行控制能力。由前面第(3)项知,因启闭设备严重老化,运转不灵,不能满足正常运行的要求。老化病害程度的比例标度为9。
3.水闸评估模型与各影响因素的权重
根据水闸评估模型图5-5 和专家的群判断,已得出表5-9列出的水闸评估模型中各层次的主要影响因素及其相应的权重。
4.计算评估分值
在实际评估中,为表达的方便,通常将上述计算的评估分值乘以100,即扩大100倍来表示。则本工程的老化病害程度评估分值为546.325 分。
表5-9 层次分析法评价水闸指标体系及各因素对目标层的权重值
5.老化病害级别的确定
由以上评估可知,层次分析法得出的评估分值只是一个相对的分值,而不是等级。其等级的确定,可根据大量建筑物的评估及相应的计算分值,采用一定的数学方法(如Fuzzy聚类分析等)并与专家相结合来确定等级划分的界限。
根据全国大型灌区老化损坏现状调查、评估中的研究,并得到一定数量专家的认可,建筑物老化病害的程度应分为四级,其划分界限大致为:不大于350 分为轻度老化(一级);351~460分为中度老化(二级);461~580 分为较严重老化(三级);大于580 分为严重老化(四级)。
根据本工程老化病害的具体情况,将其划分为三级还是适当的。
该工程已于1997年投入630 万元进行了比较可靠的加固改造,根据埋设仪器的检测,至今运行良好。若报废重建,当时的投资应为2100 万元。
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