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3.3 水闸安全评估指标体系设计

通过对水闸安全影响因素及其评估指标的分析,结合现行的水闸安全评估工作标准、规程、规范,依据安全评估指标体系的构建原则,运用指标构造方法,从评估对象的构成要素出发,确定一级评估指标、二级评估指标,并进行逐级指标细化,最后通过各个要素之间的结果关联建立评估指标体系。由于构成要素之间的关联都具有主观性,因此从哪个方面入手,确定什么指标,主观性都比较强,须对各指标有清晰的理解,将不合理的主观因素的影响降到最小。

根据水闸的特点,通过对前述水闸病害分布及成因的分析,结合水闸安全评估工作规范要求,参考类似工程安全评估指标的建立方法,运用上述理论分析法,结合层次分析法的基本原理建立了水闸安全评估的层次化指标体系,从防洪能力、结构安全、渗流安全、工程质量、金属结构及电气设备和运行管理6个方面构建水闸安全评估指标集。其中,水闸工程安全的综合评估作为第一层;防洪能力、结构安全、渗流安全、工程质量、金属结构及电气设备和运行管理作为第二层的6个一级评估指标,体现评估目标的评估准则;其他层为便于量化和描述的直接评估指标,是工程资料中数据信息的具体反映。

图3.3给出了水闸安全评估的典型层级评估指标结构。对于具体的待评估水闸工程,可根据工程特点对指标体系的结构及元素进行调整,由此得到反映该水闸工程特点的针对性评估指标体系。

3.3.1 防洪能力

根据SL 265—2016《水闸设计规范》,防洪能力可以由闸顶高程、过流能力、消能防冲的状况体现,即通过复核计算水闸过流能力、消能防冲和闸顶高程是否满足规范要求,评估水闸的防洪能力。其中,过流能力方面,根据现行规范和流域规划以及相关规定进行复核;消能防冲主要评估消力池、海漫、防冲槽等设施的尺寸和完好性等。

3.3.2 结构安全

根据SL 214—2015《水闸安全评价导则》,结构安全可以通过稳定、强度和变形3个指标进行评估,其中稳定包括了抗滑稳定、抗倾覆稳定和地基承载力;强度主要通过配筋、应力和结构裂缝情况进行评估;变形主要考察沉降、沉降差以及挠度变形。抗震能力方面,可以在相应荷载工况的结构复核计算中进行考虑。

3.3.3 渗流安全

对于渗流安全,一般根据SL 265—2016《水闸设计规范》和SL 214—2015《水闸安全评价导则》进行渗透坡降复核。当有渗流观测资料时,可根据观测数据对渗流异常进行判断,并根据现场检测对防渗排水设施完整性进行检查。因此,渗流安全包括了渗透坡降、防渗排水设施的完好程度和渗流异常3个指标。

3.3.4 工程质量

工程质量包括了施工质量、现场巡查和检测这两个二级指标。其中,施工质量对水闸工程的安全有很大影响,虽然规范没有明确规定,但根据工程实践,应将其列入评估指标。工程现状的检测包括混凝土工程质量和砌石工程质量。混凝土工程主要考察强度抗渗抗冻指标、碳化深度或氯离子渗透等级、保护层厚度、混凝土裂缝和剥蚀等。砌石工程主要考察胶结材料强度、砌体强度、砌体容重及孔隙率和密实度。

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图3.3 水闸安全综合评估指标体系

3.3.5 金属结构及电气设备

金属结构及电气设备安全状况,分解为闸门、启闭机和电气设备3个指标进行评估。其中,闸门主要评估闸门应力变形及稳定性、腐蚀状况、外观状况和运行状况。启闭机主要评估启闭能力是否满足要求以及腐蚀、外观和运行状况。电气设备主要包括电源保证情况和电气设备完好性是否满足要求。

3.3.6 运行管理

工程运行管理也是水闸安全综合评估的一个重要部分,可以考察规章制度、组织结构与人员、安全监测、辅助设施、通信设施5个指标的情况,评估运行管理的水平。 kkg5i9jBLLqUrEK6W2KrPvObEoYcbmQmiRV4xG7uFY/0jZckk+0q0LYH6tWXOcZ7

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