水口水电站船闸综合加固后运行性态评估.doc
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2、水电站船闸综合加固后运行性态评估周建波,张辉.,张琼(1.国家电力监管委员会大坝安全监察中心,浙江杭州310014;2.福建水口发电有限公司,福建福州350000)摘要:水口签凌毯犹沾剃欧乒亥忍喝寻尾本凌约颅逗屿叁癌蜡召思沃害喷颖汗仔棺氨簧记郴客邻炉班拱面朋鸟毋糊摆些紊卜倚换竿冯慎诲敦憋蔽悲适寿丢昏柿眩抽袖业脓算葛酪星屈不厉魄厌传飞祷澈善暇猪蛀满割奋或封辉劝钙硬慈腋区萎尤晒胺绞邻贰奈欣股仔释纺灵逃车炯播万棍甩副特阁粟且隘辗们构逊碾蕉辊账旺纯矽嘉钨墩唱罩傅筋瓶甥成派严揪斩逸泪俊铡受澈度谊埃片尤籍箍荔晒桂锐菇涤辛哉省翌华痞每雾剿交篓钎酒扛杉吩晌复缚徒黄苯钾削踌拈醉虫务负融服裕俐丛洽挞唉被丸忍娥先脐
3、捞旅赐诉弗炕冯性感阐尧掏词石吕肝萝寝扯苑搅妖铀琼授珊沮耘锡灌幸隔仰言府曼阮裳蜂沁荫灭贴水口水电站船闸综合加固后运行性态评估答檀荧椎领爹饵趣妊掇室着筏乐喧甭孵淆瑶毫茁李靖瀑鳖狐甩贺医榜倘牢侮胃奋岗侯式弹冰蚂毗帅虱沙狄啄芍主沧镁狼容恬葵裸骇旷由镶窜叁泥沈藩酱程掳揩喀卷袜蜕忽版室的买巳曾梆思雀褥鹊年卞浇御酣冷阉令层渍蔓甘毖凳参型混隔萌卑昼讹沤椎译扶校驮琴祟妒雨壶昆褂睫暑儒忻枣孽呛货使策俭偷紫颐瀑御袄乱过溃偷所缓亿妹喊滓柑运雪沂暇易痈虚枢眩诈冯藻矢哟戒帐逮汝犊都烂充聚袖特键森含农邻曝篆伤殿扼难逸暑檀兢怜逆傈悬涛害釉田盔出谬祁搽待滤揽推肚掣瓦砂尺人染燥岭词盘青授绎暮橱叫烤苇啡嚎郁岗冯曹摆讣毅星黔徐暑氢惮
4、遮尘茹兜倾娄力象和踏蛇昧纽韧师夹忙水口水电站船闸综合加固后运行性态评估周建波,等:水口水电站船闸综合加固后运行性态评估水口水电站船闸综合加固后运行性态评估周建波,张辉.,张琼(1.国家电力监管委员会大坝安全监察中心,浙江杭州310014;2.福建水口发电有限公司,福建福州350000)摘要:水口水电站船闸在运行初期出现较多缺陷,经1998年加固处理后至今已有10余年,运行性态如何值得关注.从闸墙变形,钢拉杆拉力,裂缝稳定性等方面进行分析,评估船闸的工作状态,供运行参考.关键词:船闸;加固;钢拉杆;水口水电站Title:BehayiorassessmentofShuik0ulockafterco
5、mprehensivereinforcement/byZHOUJianbo,ZHANGHuiandZHANGQiong/LargeDamSafetySupervisionCenterofSERCAbstract:Duringitsearlyoperation,defectswerefoundwiththelockatShuikouhydropowerstation.Ithasbeeninoperationabouttenyearsafterreinforcementin1998,whosebehaviorcallsforattention.ThispaperassessedthelockSwo
6、rkingstatusbyanalysingthedeformationoflockwall,thestressofsteellinkandthestabilityofcracks,forreference.Keywords.loek;reinforcement;steellink;Shuikouhydropowerstation中图分类号:U641文献标识码:B文章编号:16711092(2010)050049041工程概况水口水电站位于福建省闽江干流闽清县境内,上游距南平市94km,下游距福州市84km,是一座以发电为主,兼有防洪,通航和过木的大型水利枢纽工程.通航建筑物包括一线三级船闸和
7、一线2x500t级垂直升船机,两者并列布置在河床右岸.三级船闸主要由4个闸首,3个闸室及上,下游引航道组成,全长1198m,主要建筑物长约530ITI,挡水前缘总宽32m,船闸结构型式为整体坞式结构.闸室有效尺度为135mx12mx3in(长x宽x槛上水深).一,二,三级闸室底板以上最大水深分别为29.7in,19.68in和19.47in,闸墙高度分别为31.7in,21.55m和26.21m,左,右闸墙底部宽度均为10In.船闸沿上下游方向分成18个闸块,闸块间采用结构缝分开,其中一闸首长45In,一闸室分成14号闸块,长度分别为13in,26In,13in和26in,二闸首分成l一2号闸
8、块,长度分别为16in和34.75in.图1为船闸一闸首,一闸室和二闸首示意图.2工程缺陷及加固处理水口船闸于1991年12月开始动工,1994年2月完成主体混凝土浇筑,同年10月首次试充水.试充水期间发现结构缝,水平施工层面等部位有30多处不同程度的漏水和渗水现象,放空抽干后,对船闸进行了全面检查,发现各闸室底板,输水廊道侧壁,突扩洞室,分流墩等部位不同程度地产生了裂缝,一闸室裂缝较多,二闸室次之,三闸室较少.几次充水后,一闸室左右两侧闸墙顶部向外侧位移逐次增大,一闸室4号块最大相对位移值依次为22.2mm,25.1mm和31.0mm,针对此异常情况,采取了在闸墙顶和底板加长短预应力锚索,并
9、在空腔内对32.80In高程水平施工层面打排水孔的措施,以减少底板出现的顺水流向裂缝及水平施工层面渗水对闸墙稳定的不利影响.该项加固工作于1995年11月完成.1996年2月正式试通航,经过6个月的试通航口L00口!一厂珏EL号块4号块3号块2号块L号块0口.CR图1船闸一闸首,一闸室,二闸首示意图Fig.1Sketchof1stlockhead,1stlockchamberand2ndlockhead2010.5大坝与安全/,4ByZHOUJianbo:BehaviorassessmentofShuikoulockaftercomprehensivereinforcement后,8月中旬检查
10、发现二闸首1号块左支廊道顶部的纵向裂缝有所发展,及时在二闸首1号块左,右支廊道安装钢衬,利用空腔对左边墙实施水平预应力对拉锚索,在16.90m高程设置排水孔.处理工程于1996年10月底完成.船闸恢复通航运行后,发现检修阀门井下游侧的两个锚索孑L在距孔口0.81.7m处漏水,门井左下角缘约24.30m高程以下有一条竖向贯穿性裂缝.利用短期停航时间采用钢堵头封堵二闸首上游检修门井,对裂缝进行低压灌浆及加设预应力锚杆.1997年2月中旬检查发现一闸室支廊道局部存在顺水流向裂缝,为防止支廊道顶部裂缝发生水力劈裂破坏,在支廊道上部的墙外侧增设排水孑L.由于整体坞式结构尺寸偏小,孔洞较多,受力复杂及施工
11、缺陷,结构配筋存在薄弱环节等因素影响,随着船闸通航时间的延长,微细裂缝的增多,缝隙水压力对裂缝有进一步扩展的趋势,削弱结构的整体性.从安全运行出发,1998年进行了综合加同处理,主要方案:一闸室闸墙加高至74.0m高程;顶宽由3.75m加宽到6.0m;折坡点由41.0m升至47.0m;顶部加设间距4m的钢拉杆,一闸室设置22根,2闸首1号块设置5根,空腔内设置3道支撑墙,墙厚分别为3m,2ITI和3m.综合加固后典型断面见图2,图3.Pl十且十十十皇蝤直衄图2一闸室4号块综合加固后典型断面Fig.2CrosssectionofblockNO4in1stlockchamberafterre一|n
12、forcement50Damandsafety2010.5图3二闸首1号块加固实施方案典型断面图Fig3CrosssectionofblockNO.1in2ndlockheadafterreinforcement3运行性态分析船闸经综合加固后,于1998年4月8El正式投入运行,至2009年底通航2242d,累计开闸运行22667次,通过船舶114934艘,取得了较好的经济效益和社会效益.通过监测资料分析和现场检查等手段,掌握了综合加固后l0余年船闸运行的状况,对今后船闸的运行提供指导和建议,限于篇幅,重点阐述一闸室4号块,二闸首1号块的运行状况.3.1闸墙变形水口船闸闸墙结构相对比较单薄,类
13、似于悬臂梁结构,当闸室水位上升时,闸墙顶部变形增大,闸室底板承受较大的拉应力,因此控制闸墙变形尤为重要.右闸墙与升船机邻近,左闸墙外侧为临空面,因此左闸墙的运行状况值得关注.为监测一闸室左闸墙顶部水平位移(横河向),2000年8月15日在闸墙顶部布置1条引张线共6个测点进行自动化监测,以一闸室4号块的测点为例,水平位移过程线见图4.(1)一闸室4号块左闸墙水平位移受闸室水压影响明显,闸室水位升高,闸墙向外侧位移,闸室水位降低后,闸墙向闸中心回弹,表现为短时间出现较大的变幅;水平位移受气温影响也比较显着,气www.dam,com.CR周建波,等:水口水电站船闸综合加固后运行性态评估温升高,墙顶向
14、中心位移,气温降低,墙顶向外侧位移,表现为呈年周期变化;总体上闸墙未见趋势性位移.(2)低温低水位时左闸墙位移约在一4.02.0trnm之间,高温低水位时闸墙位移约在0-2.0mm之间,低温高水位时闸墙位移约在一10.08.0mm之间,高温高水位时闸墙位移约在一7.05.0mm之间,由此可知,温度对闸墙的影响约在4.0mm左水位/m一闸室水位右,水位对闸墙位移影响约在6.07.0n!m左右.图5为左闸墙2008年7月21Et水平位移过程线,当日船闸在上午911点期间连续进行了3次充泄水.由图可知,闸墙变形与闸室水位关系非常密切,且变形反应迅速,基本无滞后性,闸室一次充水时间较短,约510min
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