勿甫引水枢纽安全评价

钟小青

（新疆喀什叶尔羌河勘测设计院 844700）

1 工程概况

勿甫引水枢纽是叶尔羌河第二级引水工程，为半拦河式引水枢纽，枢纽位于河道左岸。地处莎车县孜热甫夏提乡境内，地理坐标为东经 77°15′28″、北纬 38°04′36″，距喀群渠首28km，距莎车县城36km。

工程兴建于1979年，1984年正式投入运行。工程是西岸输水总干渠的补充引洪工程，也是苏库恰克水库重要的配套工程。工程主要任务是：承担苏库恰克水库（库容1.08亿m3）和东方红水库（库容3800万m3）的引洪蓄水任务，使巴楚、莎车、麦盖提、岳普湖、牌楼农场、公安系统的有关团场现有5.33万hm2灌溉面积得到补充灌溉。

工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型，永久性主要建筑物按2级建筑物规划设计，次要建筑物按3级建筑物设计。工程设计洪水标准为50年一遇、校核洪水标准为100年一遇。由于当时受建设资金限制等原因，勿甫引水渠首工程原设计未按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）设计，仅规定设计洪水为 800m3/s。1995年增设溢流堰后，过洪流量增加了350m3/s，泄洪流量可达1150m3/s。其中，泄洪闸设计泄洪流量为700m3/s，进水闸设计流量为100m3/s，溢流堰设计泄洪流量为350m3/s。

2 安全评价

2.1 现状调查

2007年10月，由水闸安全评价单位组织现场调查，通过现场调查及与鉴定组织单位有关人员的沟通，勿甫引水枢纽主要存在以下问题：

a.勿甫引水枢纽所在河流是一条游荡性河流，“三十年河东三十年河西”用在叶尔羌河上毫不夸张。渠首在建成初期主流在东汊河，当时东、西汊河来水量按2∶1估算。枢纽过流量为1150m3/s，东汊河过流量约为2300m3/s，整个河段的过流能力为3450m3/s，相当于10年一遇的洪峰流量。工程运行4年后，1999年8月11日喀群水文站的洪水流量为6070m3/s，通过勿甫引水枢纽河段洪峰流量为4999.5m3/s。接近30年一遇的设计洪峰流量。根据实测通过西汊河洪峰流量为3045.25m3/s。东、西汊河比例由1994 年的 2∶1 变为 1999 年的 0.64∶1。而自 2005 年起，枢纽出现引水困难，主要原因是枢纽上游修建的防洪堤使河道主流偏向东汊河。

b.勿甫引水枢纽工程完工后第一次运行时，泄洪闸下游设置的木质裙板消能设施被冲毁。

c.1994年7～8月叶尔羌河在喀群断面发生洪峰流量2000m3/s左右的洪水，致使泄洪闸后右岸冲毁60余m，闸下护坦冲坏200m2，工程安全受到严重威胁。1995年采取工程措施增加侧堰，修复水毁部分并增设溢流堰，设计流量为350m3/s。

d.1999年8月11日叶尔羌河喀群水文站发生了接近30年一遇的洪峰流量（6070m3/s）。至勿甫引水枢纽河段洪峰流量为3045.25m3/s，勿甫引水枢纽闸前洪水位由设计的1330.34m增加到1332.81m，以致洪水漫过闸前检修桥，同时漫过进水闸与泄洪闸之间的鱼嘴。汛期过后检查，泄洪闸闸后防冲墙基础被淘刷，东侧长30m的防冲墙被架空，墙背填土流失，防冲墙与闸后护坦内部出现近300m3的大洞穴，泄洪闸后两翼墙的基础被淘刷，墙背填土流失，上部浆砌护坡坍陷100m2。

e.泄洪闸及进水闸闸前铺盖及底板均已冲坏，闸前淤积严重。闸前扭面与边墩接缝处均被冲坏，扭面产生裂缝。泄洪闸从左至右第四、五两孔闸墩产生裂缝，缝宽约3mm。

f.进水闸为钢筋混凝土闸门，闸门裂缝，并且十分笨重，启闭困难。闸孔胸墙裂缝，缝宽约3mm。泄洪闸为弧形钢闸门，闸门支臂变形，吊点与面板已锈蚀，无法正常运行。

g.启闭机老化，漏油。启闭设备的配电房露天开敞，存在危险，枢纽无自动化安全监测及自动化控制系统。

2.2 现场安全检测

通过对混凝土结构现场检测和病害调查，初步认为：

a.勿甫引水枢纽闸墩混凝土存在碳化现象，最大碳化深度达18.2mm，最小碳化深度10.5mm，平均碳化深度为15.2mm，使得混凝土强度降低。

b.勿甫引水枢纽闸墩混凝土回弹强度值最大为24.4MPa，最小为17.9MPa，变异系数为0.088，混凝土闸门梁弹强度35.5MPa，变异系数为0.08。

c.勿甫引水枢纽闸墩混凝土保护层厚度约为3cm，钢筋分布不均匀，闸墩混凝土内部没有明显的病害现象。

d.闸墩存在底部混凝土冲刷、剥落严重、闸底板冲刷破坏严重、混凝土裂缝、露骨和崩落等现象；混凝土闸门面板有龟裂现象，闸门胸墙纵向裂缝；下游右岸翼墙竖向开裂。

2.3 复核计算

2.3.1 分流比例确定

勿甫引水枢纽工程按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）属Ⅱ等大（2）型工程。设计洪水标准为50年一遇、校核洪水标准为100年一遇。根据1999年8月11日叶尔羌河实测洪水推算东西汊河分流比例以及泄洪闸和溢流堰的分流比例（见表1）。

2.3.2 复核计算结果

复合计算流量组合见表2。

表1 东西汊河流量分配单位：m3/s

表2 复核计算流量组合

a.泄洪冲沙闸、溢流堰经复核，过流能力严重不满足要求。进水闸经复核过流能力满足要求。

b.泄洪闸的计算冲深为8.58m，实际防冲墙深5.8m，消能防冲不满足要求。进水闸的消力池实际深0.85m、长9m；复核计算的消力池深0.65m、长11m；消能防冲不满足要求。溢流堰后计算冲坑深6.32m，大于实际防冲墙深度4.7m，不满足防冲要求。

c.渗透坡降Jc>[Jc]=0.50～0.60，渗流稳定不安全。

d.挡土墙的地基应力分布不均，η=4.23＞[η]=3，会出现不均匀沉陷。

e.闸墩、底板、挡土墙的抗滑、抗倾覆稳定均符合安全要求。

f.地基承载力σ<[σ]=30t；水闸稳定均符合安全要求。

g.枢纽设计地震烈度为7度，无地震液化，水闸结构满足抗震要求。

h.泄洪闸、进水闸、溢流堰结构稳定基本满足要求。

2.4 安全总评价

安全等级根据《水闸安全鉴定规定》（SL214—98）分四类。根据现状调查、检测与复核计算结果，勿甫引水枢纽钢筋混凝土结构及分部结构的可靠性评定等级见表 3、表 4。

表3 钢筋混凝土构件可靠性评定等级

表4 分布结构可靠性评定等级

根据分布结构的可靠性评定等级、结构整体稳定及强度复核计算，采用整体性的评估方法，结果见表5。

根据“隶属度最大值原则”，从水闸安全性、适用性和耐久性子目标，所评判的老化程度皆为四级，即可靠性严重不符合国家现行标准规范要求，已无法正常使用，需降低标准使用或报废重建。在报废重建前，必须采取应急措施，确保工程安全。根据《水闸安全鉴定规定》（SL214—98），勿甫引水枢纽评定为四类闸，建议降低标准运行或报废重建。

表5 水闸安全等级评定等级

勿甫引水枢纽为叶尔羌河上的第二级引水渠首，担负着叶尔羌河西岸总干渠的补充引洪，向苏库恰克水库引洪蓄水，解决巴楚、岳普湖两县春旱缺水问题，补充莎车县的勿甫、荒地灌区用水，以及保证莎车县东方红水库的蓄水等任务。

鉴于勿甫引水枢纽在叶尔羌河流域灌区的重要性，建议对勿甫引水枢纽报废重建。