华泾港泵闸安全鉴定分析

窦朝飞 长江勘测规划设计研究院有限责任公司上海分公司

1.现状调查分析

工程概况：华泾港泵闸位于徐汇区华泾港与黄浦江交汇处，华泾港为区级河道，西起老沪闵路，东入黄浦江，泵闸距黄浦江约46m。华泾港泵闸工程于1999年开工，2000年竣工并投入运行。华泾港泵闸设计工程等别为Ⅰ等，主要建筑物级别为1级，设计设防地震烈度为7度，工程规模：节制闸一孔净宽4m，泵站设计总量为2m³/s，分两台泵，单泵流量1m³/s。泵闸工程由泵房、闸室、内外河消力池、内外河海漫等组成。

2.工程安全检测分析

2.1 防渗、消能设施的完整性及有效性

伸缩缝填料有老化现象，但未见明显渗水、窨潮现象，结合建筑物未出现明显不均匀沉降特征，分析结果表明防渗设施仍满足设计要求。

2.2 混凝土及钢筋混凝土结构的稳定性及耐久性

该泵闸混凝土结构表面有一定老化现象，混凝土抗压强度能满足设计要求，混凝土碳化深度小于钢筋保护层厚度，混凝土中钢筋轻微锈蚀，其耐久性基本满足设计要求。

2.3 金属结构的安全性

钢闸门门叶结构无明显锈蚀，防腐层未见起鼓、脱落现象；闸门未见变形；闸门止水未见破损、老化现象；紧固螺栓未锈蚀；启闭机上下限位装置动作正常。

2.4 机电设备的可靠性

该泵闸主水泵、低压柜等主要机电设备已使用20年，超过折旧年限。水泵运行基本满足要求，但低压柜、进线电缆等设备老化严重，需要更换或淘汰。水泵使用年限较长，轴承盒也有渗油现象。

3.安全复核

3.1 防洪标准复核

（1）闸顶高程、堤顶高程复核。本工程泵闸室、外河翼墙、外河消力池等主要建筑物为1级建筑物。内河建筑物与片内水系标准一致，为3级水工建筑物。

各建筑物防洪高程复核值见表1。现状闸顶高程、堤顶高程复核结果均满足防洪要求。

表1 泵闸防洪能力计算成果

（2）水闸过流能力复核。本次过流能力复核定性为在高水位条件下水闸过流流量满足河道不冲即可。运行不冲流速按0.8m/s控制。按照计算出的各设计工况下的过流能力如表2所示。根据计算结果水闸过流流量均小于河道不冲流速下的过流流量，因此水闸在各工况下过流是安全的。

表2 水闸最大水位差过流能力复核计算成果

3.2 渗流安全复核

华泾港泵闸采用平展式地下轮廓的防渗布置，闸室和内外河消力池之间设置止水。外河消力池设置排水孔，因此防渗长度只考虑闸室和内河消力池结构长度。

土质闸基的渗径长度可采用勃莱系数法按表3复核，渗透稳定复核采用改进阻力系数法。

如表3所示，泵闸渗径长度均满足要求。

表3 渗径长度计算成果

由于泵闸运行工况下水位差较小，并且坐落于粉质粘土层，如表4所示，闸基渗透坡降均满足规范要求。

表4 渗透稳定计算成果

3.3 结构安全复核

（1）闸首稳定安全复核。泵闸底板设计顶高程0.0m，考虑到实测水闸高程与设计基本相同，故取设计高程进行复核，底板厚1.0m，顺水流方向长10m，垂直水流方向宽14m。

从地质土层分布看：闸首底板底高程为-1.0m，坐落在③层灰色淤泥质粉质粘土层上，地基承载力设计值为50kPa。

如表5所示，闸首底板平均地基应力小于地基承载力允许值，闸首底板最大地基应力小于1.2倍地基承载力允许值，闸首地基应力不均匀系数、抗滑稳定、抗浮稳定均满足规范要求。

表5 闸首稳定计算水位组合表

（2）闸首结构强度复核。水闸底板按受弯构件考虑受拉侧钢筋，受拉侧钢筋需达到最小配筋率0.15%要求；闸墩按压弯构件考虑，受拉或受压钢筋均需达到最小配筋率0.15%要求。本次复核采用较不利的位置进行考虑。根据泵闸施工图图纸，具体计算结果及现状配筋见表6。

表6 承载能力复核计算成果表

经复核，各部位承载力均达到要求，泵闸底板最小配筋率满足规范要求，墙身最小配筋率满足规范要求。经复核，各部位裂缝要求均满足规范要求。

3.4 消能防冲

华泾港泵闸内外河侧均布置了消能防冲设施，采用了突槛式消力池。内外河消力池底板表面平整，无明显冲坑及淤积，消力池按原结构复核。

对比工程设计结构和计算结果，引排水各工况消能防冲设施均满足设计要求。同时经过多年运行也可见，内外河侧消能工以及河道未出现冲损的现象。据此判定，内外侧消能防冲设施满足规范和设计要求。

3.5 金属结构安全复核

（1）闸门结构强度复核。在反向校核工况下，闸门反向挡水（挡外河水）设计水位差最大，故需对反向挡水时闸门结构强度和启闭机容量进行复核计算。根据检测结果，水闸沉降很小，水闸底槛高程仍采用原设计标高。

工作闸门在反向校核工况（内河：2.0m/ 外河 5.2m）下门叶结构强度和刚度复核计算成果见表7。

表7 门叶结构强度和刚度复核计算成果表

（2）启闭力复核。在闸门正向挡水工况下，启闭机需要承受闸门上的水压力，受力较大，经计算，当内河水位2.8m（常水位上限）对应外河水位1.14m（最低高潮位）工况下挡水时，启闭机推力为79kN，小于启闭机容量。当内河水位3.78m（设计高水位）对应外河水位1.04（设计低水位）工况下挡水时，启闭机推力为92kN，小于启闭机容量100kN。

（3）启闭机安全复核。现场检测结果表明，启闭机上下限位装置动作正常；卷扬启闭机机架焊接无明显缺陷；部件完整，装配固定牢固，紧固螺栓无明显过长或过短现象；整机润滑状况良好；卷筒、钢丝绳、制动轮未见明显缺陷；启闭机减速箱密封面轻微渗油。

经复核计算，启闭机推力小于额定值，可确保启闭机运行安全。

3.6 机电设备安全复核

电机外观完好，定子引出线无老化现象；水泵机组水上部分结构较完整，无明显变形和缺陷，表面涂层较完好；运行时各固定部件均无松动现象，各运动部件运转正常，无异常声响和摩擦。管道连接固定无渗漏现象，出水正常；电机绝缘性能良好，电气设备保护接地良好。水泵运行基本满足要求，但低压柜、进线电缆等设备老化严重，需要更换或淘汰。

4.安全评价

如表8所示，根据《导则》（SL 214-2015），华泾港泵闸评定为二类闸，需要进行大修处理。

表8 工程质量、各项安全性分级及汇总表