对引黄涵闸安全评价中几个问题的探讨
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对引黄涵闸安全评价中几个问题的探讨
摘要:在引黄涵闸安全评价工作中,复核计算是一个关键环节,合理的计算
参数选取应根据运行情况和安全检测结果来确定。
关键词:引黄涵闸安全评价;复核计算;防洪标准
引言
水闸安全评价(原为水闸安全鉴定,《水闸安全评价导则》SL 214-2015的
实施,改为安全评价)是及时准确掌握工程安全状况、科学制定管理措施、化解
治理风险隐患的重要手段。
河南黄河引黄涵闸安全评价工作开始于上世纪90年
代初,当时进行安全评价工作的依据就是水闸设计采用的相关规范、规定。
随着
时代发展和工作深入,该项工作逐渐规范起来。
现就对黄河下游引黄涵闸安全评
价工作的理解。
谈一些浅见,以飨读者。
1水闸安全评价的内容
由《水闸安全评价导则》SL 214-2015 1.0.4条,水闸安全评价包扣:现场
调查、安全检测、安全复核、安全评价四项内容。
也就是说对一座水闸进行安全
评价工作,首先应对水闸进行现场调查分析、安全检测,得出符合工程实际的参数、结论,作为安全复核的依据,以进行安全复核计算;然后在现场调查分析、
安全检测,安全复核的基础上,根据现行相关的规范规定和设计文件,对水闸进
行安全评价,提出评价结论;对于不满足现行相关规范规定,可满足设计条件的
涵闸,应结合当地工程前运行条件,着重分析结构的耐久性,进而提出评价结论。
2防洪标准复核
《水闸安全评价导则》SL 214-2015 4.2.1条指出,水闸防洪标准复核应包
扣洪(潮)水标准、闸顶与堤顶高程、过流能力复核。
2.1洪水标准
河南黄河引黄涵闸有建在黄河堤防上,有建在河道控导工程上,多为穿堤
(穿控导工程连坝)涵洞式水闸,主要为沿黄灌区、城市提供水源,其洪水标准
复核包扣两项内容:一是洪水标准,用来复核水闸防御洪水的能力;二是引水现状,用来复核水闸过流能力。
2.1.1黄河堤防上的引黄涵闸
黄河堤防上的引黄涵闸,又称为引黄穿堤闸,始建于上世纪50年代初,60
年代中叶方开始规模式兴建。
为了规范引黄涵闸设计工作,黄委会下发了黄工字(1980)第5号文,文件规定:建在黄河堤防上的引黄涵闸,其防洪标准与闸址
处堤防相同;设计洪水位以工程修建前三年黄河防总颁发的设防水位的平均值Hm
作为设计防洪水位起算水位,工程建成后第三十年为设计水平年.,洪水位的年
平均升高率a,设计防洪水位=Hm+30a,校核洪水位=Hm+30a+1。
河南黄河引黄涵闸安全评价初期,安全复核洪水标准采用水文演算的方法进
行推算;后来采用黄工字(1980)第5号文规定的方法推算现状洪水位;近年来,有采用《黄河下游引黄涵闸改建工程可行性研究报告》中的水文成果,有采用平
价闸的防洪预案中的水文成果。
就以上几种推算方法,均能满足安全评价要求,
但笔者认为有些随意、不规范。
对同一座涵闸,若再次安全评价时,洪水标准可
能因计算方法的不同其结论而不具备追溯和可比性。
据多年来对采用黄工字(1980)第5号文之规定推算评价水闸洪水位的涵闸
运行观测,以及后来对其进行除险加固时的设计情况对比,水闸运行正常,推算
出的洪水位与设计值出入不大。
由管理要求知,水闸安全评价周期为5~10年,
黄工字〔1980〕5号文规定是设计洪水位起算值以工程修建前三年,与评价周期
基本吻合,因此,引黄穿堤涵闸安全评价中的洪水位计算可参照黄工字(1980)
第5号文之规定,采用工程评价前三年黄河防总颁发的设防水位的平均值hm作
为设计防洪水位起算水位起算值,洪水位的年平均升高率a,取评价闸所处河段
的洪水位年平均升高率,a值计算时长可取水闸安全评价周期R,现状设计防洪
水位=hm+Ra。
校核洪水位=hm+Ra+1。
这种方法计算简单,概念清楚,评价结果具备可追溯和可比性。
2.1.2建在河道控导工程上的引黄涵闸
本世纪初及以前,黄河河道控导工程基本没设定工程等级和级别,建在工程
上的引黄涵闸没进行过安全评价。
随着管理工作的规范化,建在河道控导工程上
的引黄涵闸也开始了安全评价工作。
黄河河道控导工程是根据黄河河势演变规律布点修建,工程由多道丁坝组成,依据河势变化,尚需逐年续建,一处控导工程续建时间段很长。
如黄河河南段大
玉兰控导工程,始建于1974年,“五五”至“十三五”期间多次续建,“十四五”再次续建。
在多次续建中,控导工程的整治标准也随着黄河河势的演变而改变:黄河河南段在2000年以前,为当年当地5000m3/s;“十三五”期间,为
2000年水平4000m3/s;《黄河下游“十四五”防洪工程可行性研究报告》确定,控导工程建筑物等级为5级,黄河陶城铺以上河段,整治流量为2020年水平
4000m3/s。
因为控导工程的主要作用是控导主流,减小河势变化范围,减少“横河”直
冲大堤、对大堤造成重大危害,建成后又不能影响洪水上滩概率和滩地滞洪沉沙,坝顶高程不宜高出滩面较多。
随着整治标准的变化,控导工程的坝顶高程也逐渐
变低。
由于新、续建工程建设的时间点不同,同一处控导工程可能存在多个整治
标准,坝顶高程也不尽相同。
所以在对控导工程上引黄涵闸安全评价时,水闸防
洪标准的取舍具有一定的难度。
水闸安全评价时,防洪标准若按照闸址处工程标准进行,有可能洪水标准偏高,也有可能这一标准已经不存在,虽能满足安全评价要求,但不符合涵闸当前
运行条件。
为此,笔者认为,对黄河河道控导工程上的引黄涵闸进行安全评价时,不论
该闸建在哪个时期修建的工程上,其防洪标准拟采用工程现行整治标准进行评价
比较合适,因为这与工程和工程上的涵闸实际运行条件一致,与结构安全复核依
据的条件一致(结构安全复核均是按照现行规范规定进行)。
2.2闸顶高程复核
按照《水闸安全评价导则》SL 214-2015 ,闸顶高程应按《水闸设计规范》SL 265-2016的规定进行复核计算。
黄河为多泥沙河流,造成河床逐年抬高,洪水位亦随着上涨,黄河堤防也逐次加高加宽。
“六五”至“十五”期间,为防御大洪水,在堤防背河堤坡外80~100m范围内又进行了放淤固堤工程,堤身断面更是高且宽。
为减少工程投资,降低工程高度,建在黄河堤防上的引水闸,均以涵洞的方式穿过堤防,在大洪水期间,涵闸关闭闸门防洪,洪水淹没闸顶,闸室后涵洞上的堤防挡御洪水。
在穿堤涵闸设计时,闸顶高程是按照设计引水位加安全超高确定。
所以,在对穿堤引黄涵闸进行安全评价时,根据实际运行条件,应采用设计引水条件下的水位进行闸顶高程复核。
2.3过流能力复核
《水闸安全评价导则》SL 214-2015 4.2.4指出,当...水闸上、下游河床发生冲淤变化...应按《水闸设计规范》SL 265复核过流能力,该过流能力为水闸工程规划确定的过闸流量。
笔者认为,对于分洪闸而言,应是分洪流量,对于引水涵闸而言,应是引水涵闸的设计引水流量,其对应的水位,应是评价年及距上次安全评价间这个时间段的水文资料分析得出的洪水位和引水位,又为现状洪(引)水位。
现状引水能力复核计算工况可分为两种:一是现状引水工况、二是原设计引水工况,按现状洪(引)水进行复核计算,与原设计洪(引)水工况计算结果进行比较,以得出评价结论。
以上是对近年来水闸安全评价工作中一些问题的看法和理解,可能有很多不全面,甚至不对,但仅供探讨而已。