姚巷荡排涝站工程安全鉴定分析评价

朱彬彬，谢锡刚，吴 毅，龚丽飞

（1.无锡市锡山区鹅湖镇水利管理站，江苏 无锡 214116；2.无锡市锡山区水利局，江苏 无锡 214101；3.无锡市锡山区东港水利管理站，江苏 无锡 214105；4.南京瑞迪建设科技有限公司，江苏 南京 210029）

为进一步加强水利工程建设项目质量检测管理，明确工程质量检测责任和内容，规范质量检测行为，确保工程质量与安全，水利部于2008年11月发布了《水利工程质量检测管理规定》，自2009年1月起施行，并于2019年5月进行第二次修正。结合全省水利工程建设实际，江苏省先后修订印发了《江苏省水库大坝安全鉴定实施细则》《江苏省泵站安全鉴定管理办法》《江苏省水闸安全鉴定管理办法》［1-2］，对水利工程建设项目质量检测的范围、依据、方法、方案和报告等做出明确规定。本文主要以无锡市锡山区鹅湖镇水利工程安全鉴定项目为例，对水利工程安全鉴定［3-4］项目开展研究。

1 工程概况

本文以无锡市鹅湖镇姚巷荡排涝站工程为例，探讨分析安全鉴定的主要内容和安全复核情况。姚巷荡排涝站始建于2011年，泵站位于宛山荡与嘉菱荡之间。厂房地面高程2.0 m，采用钢筋混凝土排架结构，主泵房采用整体型布置，5台机组设置2座单独水泵房。泵站机组为3台500HW-6混流泵及2台700ZLB-4轴流泵（2013年新增），设计总排涝流量为3.7 m3/s，装机功率355 kW，工程级别Ⅳ级。姚巷荡排涝站水泵出水口末端设拍门，进水涵闸设置拦污栅。

2 工程复核

泵站工程防洪标准为50年一遇，排涝标准为20年一遇，相应的地震设防烈度为Ⅶ度。泵站的设计净扬程为出水池和进水池的设计水位之差，设计净扬程计入进、出水池的水力损失，则成为装置扬程，再计入进、出水流道的水力损失，则成为泵站总扬程，也就是设计工况下的水泵扬程，在该工况下泵站必须满足设计流量的要求。姚巷荡排涝站流量扬程复核结果见表1。

由表1可知，在设计流量及扬程工况下，水泵在高效区运行，扬程和流量选择满足要求。同时经现场调研，排涝站多年来未出现无法及时排涝等现象，因此泵站排涝流量满足要求。

表1 姚巷荡排涝站流量扬程复核

2.1 建筑物复核

2.1.1 抗渗稳定复核

渗流安全稳定包括泵房渗流稳定、侧向渗流稳定复核。按相关规范进行渗径长度计算，计算式为

式中：L为闸基防渗长度，m；C为允许渗径系数；ΔH为上、下游水位差，m。

采用改进阻力系数法验算渗流坡降，水平段渗流坡降的计算式为

式中：J0为出口段渗流坡降值为出口段修正后的水头损失值，m；S′为底板埋深与板桩入土深度之和，m。

出口段渗流坡降的计算式为

式中：Jx为水平段渗流坡降值；hxi为各水平段的水头损失值，m；Lx为水平段长度，m。

姚巷荡排涝站渗径长度计算成果见表2，姚巷荡排涝站渗径坡降计算成果见表3。

表2 姚巷荡排涝站渗径长度计算成果

表3 姚巷荡排涝站渗径坡降计算成果

由表2和表3计算结果可知，泵站计算闸基防渗长度小于实际泵房与铺盖合计长度，因此泵站渗径长度满足防渗长度要求。对于渗流坡降，经计算，姚巷荡排涝站泵房水平段及出口段渗流坡降均满足规范要求允许值。

2.1.2 抗滑、抗浮和抗倾稳定复核

姚巷荡排涝站在各种工况下，对基底应力、抗浮稳定系数、抗滑稳定安全系数与应力不均匀系数进行计算，结果见表4。

表4 姚巷荡排涝站抗滑、抗浮稳定计算结果

经复核计算，泵房在计算工况下抗滑、抗浮稳定安全系数计算值均大于规范允许值，基底应力均小于地基的允许承载力，泵站运行多年状况下未出现较大沉降变形，可认为经处理后的地基承载力满足要求。同时，基底不均匀系数小于允许值，各计算结果均满足规范要求。

2.1.3 泵站建筑物的安全类别评价

姚巷荡排涝站抗渗稳定、地基承载力、抗滑稳定、抗浮稳定及其不均匀系数均满足规范要求。泵站泵房底板、边墩、电机梁、水机梁经复核，强度满足规范要求。

姚巷荡排涝站防浪墙伸缩缝存在轻微位移、漏水、杂草滋生现象，导流墙伸缩缝漏水，填充物脱落，墩墙混凝土有少量脱落、露筋现象。建筑物等级评定为二类。

2.2 机电设备

对姚巷荡排涝站机电设备进行复核计算，主要分析水泵流量、电动机功率、装置效率、水泵安装高程。水泵流量经计算满足泵站设计流量、设计扬程及不同时期供排水的要求，在平均扬程时，水泵在高效区运行。姚巷荡排涝站在运行过程中未出现异常状况，可认为该泵站电动机功率及装机效率符合要求。水泵基准面淹没于水面以下0.65 m，且允许吸上高度为正值，因此安装高程符合要求。

对机电设备安全类别进行评价，主水泵为二类，主电动机为一类，低压电器为一类，机电设备安全类别评定为二类。

2.3 金属结构

姚巷荡排涝站的金属结构主要有拦污栅和拍门。对姚巷荡排涝站拦污栅的栅条稳定性进行复核计算，其静水压力荷载为1.72 kN/m，正应力为5.4 N/mm2，远小于应力允许值100 N/mm2，故正应力满足要求。稳定安全系数计算值为60.5，远大于规定值2，因此拦污栅能够满足安全运行的需要。

姚巷荡排涝站拍门外观良好，无变形、扭曲等现象，仅存在一些轻微锈蚀钢筋外露现象；拦污栅外观完好，无变形、扭曲现象。综上所述，金属结构等级评定为二类。

3 结语

通过对姚巷荡排涝站的现状调查分析，结合现场安全检测成果及稳定性复核计算，泵站抗渗稳定、地基承载力、抗滑稳定、抗浮稳定以及不均匀系数均满足规范要求，泵房底板、边墩、电机梁、水机梁经复核，强度满足规范要求。姚巷荡排涝站防浪墙伸缩缝存在轻微位移、漏水、杂草滋生现象，导流墙伸缩缝漏水，填充物脱落，墩墙混凝土有少量脱落、露筋现象，建筑物等级评定为二类。建议对姚巷荡排涝站伸缩缝位移及混凝土脱落问题及时进行修补，对管理房漏水情况进行排查维修，对水位尺外观破损现象进行更换，对金属进行除锈处理，以保障工程的安全运行。