閆鳳新，李 瑞

（天津市永定河管理處，天津 300131）

1 前言

水閘作為我國水利基礎設施的組成部分，在防洪、排澇、灌溉、供水、擋潮、航運和水力發(fā)電等方面發(fā)揮著重要的作用。目前，全國水利部門管理的大、中型水閘共3 700 余座，大多數(shù)水閘已運行30 余年，部分水閘存在著閘室不穩(wěn)定、滲流不穩(wěn)定、沉降、地震破壞和工程老化等問題，普遍進入病險期，其中一部分水閘不能滿足安全控制運用的要求。上世紀90年代以來，水利部門加大對病險水閘的安全鑒定和除險加固的投資，為規(guī)范水閘安全鑒定工作，水利部先后頒布了 《水閘安全鑒定規(guī)定》（SL214-1998）和《水閘安全鑒定管理辦法》，為水閘安全鑒定工作提供操作標準。該規(guī)范及管理辦法對水閘安全鑒定工作的主要工作程序、內容和水閘安全類別作了明確規(guī)定，由專家組根據(jù)調查分析、安全檢測和復核計算三項成果，在綜合分析各項安全分析評價內容基礎上，以專家鑒定的形式提出水閘安全鑒定結論，并評定水閘安全類別。

水閘安全鑒定結論是上級部門科學決策的依據(jù)，制約今后工程設計、投資建設和運行管理等各項工作，必須嚴肅對待。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，在安全檢測和復核分析成果基礎上，以《水閘安全鑒定規(guī)定》和《水閘安全鑒定管理辦法》為依據(jù)，建立一套評價指標體系，研究水閘評價指標的量化標準和度量方法，為鑒定專家提供客觀的評價數(shù)據(jù)，將極大地提高水閘安全鑒定組織單位對水閘安全鑒定的準確性和工作效率，同時還可為上級決策部門提供科學合理的決策依據(jù)，有效地指導水閘安全鑒定工作。

2 水閘安全綜合評價指標體系

2.1 指標體系建立的原則

指標體系，是指為完成一定研究目的而由若干個相互聯(lián)系的指標組成的指標群。指標體系的建立不僅要明確指標體系有哪些指標組成，更應明確指標之間的相互關系，即指標結構。

安全評價的核心問題是確定評價指標體系，而指標體系是否科學、合理直接關系到安全評價的質量，因此指標體系必須科學地、客觀地、合理地并盡可能全面地反映影響系統(tǒng)安全的所有因素。據(jù)此，評價指標體系應堅持目的性、完整性、可操作性和可比性原則。

2.2 指標體系的建立

結合大量水閘調研資料，在對影響水閘安全的主要因素進行深入研究的基礎上，甄選出最具代表性的指標，按照指標體系建立的原則性要求，結合水閘安全綜合評價實際工作的需要，建立了一套科學合理的水閘安全評價指標體系。水閘安全綜合評價指標體系，如圖1 所示。

圖1 水閘安全綜合評價指標體系

指標體系按照組成水閘整體的各個主要部分以及各自承擔的主要工程和部位進行分類，將主體混凝土建筑物、附屬建筑物、下部基礎、金屬設備、觀測設施5 項設為一級指標。二級指標按照同樣的標準對一級指標進行細化，三級指標根據(jù)二級指標的性質按照可量化要求選取反映相應二級指標主要特征的指標。

在對水閘主要結構進行評價的基礎上，提出了復合計算的評價指標，將水閘的功能性指標和結構指標同時作為考量水閘安全性的指標。復核計算中的一級指標對應的二級指標反映了實現(xiàn)水閘功能和自身安全的主要特征。

2.3 指標體系的賦權

水閘工程安全綜合評價采用打分制，滿分為100 分。根據(jù)水閘調研工作和咨詢專家意見，對主體混凝土建筑物、附屬建筑物、下部基礎、金屬設備、觀測設施5 項一級指標及對應的二級、三級指標進行賦分，各級指標賦分情況如圖1 所示（三級指標僅列出代表性指標）。

2.4 指標體系的量化標準

水閘工程安全綜合評價6 項指標反映了工程各部分不同方面的安全性要求，有些指標是可以度量的，如材料強度、抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、裂縫寬度及數(shù)量等； 有些指標是無法精確度量的，如欄桿破損程度、混凝土表面狀況、啟閉系統(tǒng)的控制能力等。下面對各類指標的量化方法進行簡要說明。

（1）可度量類指標：以混凝土強度為例說明可度量類指標的量化方法?；炷翉姸鹊脑u定以工程現(xiàn)場檢測推定的混凝土強度值（fx）和原設計或《水工混凝土結構設計規(guī)范》（DL/T5057-1996）規(guī)定的混凝土強度（fc）的比值（f）作為評價指標。

指標評價標準如下：

（2）不可度量類指標：以欄桿破損程度為例說明不可度量類指標的量化方法。欄桿作為工作橋和交通橋的組成部分，對保護橋上行人安全起到重要作用。

指標評價標準如下：

a 級 結構完整，無松動，個別構件出現(xiàn)微細裂紋安全評價系數(shù)0.8～1.0

b 級 少數(shù)構損、脫落，5%以內構件有松動、裂縫、剝落 安全評價系數(shù)0.6～0.8

c 級 15%以內構件缺失、開裂、剝落、露筋、銹蝕、破損、脫落 安全評價系數(shù)0.4～0.6

d 級 15%以上構件嚴重損壞、錯位、變形、脫落、殘缺 安全評價系數(shù)0～0.4

（3）復核計算指標：水閘的復核計算包括過流能力、防洪能力、抗滑穩(wěn)定、抗震穩(wěn)定、防滲穩(wěn)定、消能防沖能力6 項二級指標。

以過流能力為例說明復核計算指標的量化方法。水閘過流能力的評定以實際最大過閘流量與規(guī)劃最大過閘流量的之比（Q）為評價指標。

指標評價標準如下：

3 水閘安全綜合評價方法

3.1 二級指標分值和系數(shù)的計算

水閘工程綜合安全評價的6 個一級指標中主體混凝土建筑物、附屬建筑物、下部基礎、閘門和啟閉機及電氣設備、觀測設施5 個一級指標的評價以分數(shù)的形式表示，分值分別為Mi（i=1，2，…，5），對應二級指標分值分別為Mij（i=1，2，…，5；j=1，2，…，n），其中n 為二級指標個數(shù)，的計算方法為：構成該二級指標的各級子指標賦分值乘以該子指標的安全評價系數(shù)后再累加求和。

復核計算指標的安全評價以系數(shù)的形式表示，由過流量、防洪能力、抗滑穩(wěn)定性、抗?jié)B穩(wěn)定性、抗震能力、消能防沖能力6 個二級指標構成。二級指標的系數(shù)為γi（i =1，2，…，6）。

3.2 評分方法及步驟

第一步，按照指標評價標準確定主體混凝土結構、附屬結構、下部基礎、金屬結構及電氣設備、觀測設施5 個一級指標所包含的二級指標的評分，將其累加即得到水閘安全狀態(tài)總分值

第二步，按照指標評價標準確定復核計算一級指標所包含的二級指標的安全評價系數(shù)，將其累乘即得到水閘安全狀態(tài)總系數(shù)

水閘工程安全性的評價結論為：

最終評價得到的水閘工程安全綜合評價分為A、B、C、D 4 個等級，用模糊語言表示即為良好、一般、差、較差。A 級表示水閘安全性或評價指標滿足國家現(xiàn)行規(guī)范（標準）或設計要求，無影響正常運行的缺陷，按正常維護即可保證正常工作，不必采取其他措施；B 級表示水閘安全性或評價指標略低于國家現(xiàn)行規(guī)范（標準）或設計要求，存在局部較輕的損壞或缺陷，經(jīng)維修后可正常使用；C 級表示水閘安全性或評價指標不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范（標準）或設計要求，影響正常使用，但不至于隨時發(fā)生事故，應采取措施處理方可正常使用；D 級表示水閘安全性或評價指標嚴重不滿足國家現(xiàn)行標準（規(guī)范） 或設計要求，存在嚴重安全問題，隨時有發(fā)生事故的可能性，必須立即采取措施。

4 水閘安全綜合評價實例

選取寧車沽防潮閘、薊運河防潮閘、海河二道閘和九丈窩分洪閘為計算實例，根據(jù)水閘工程的現(xiàn)狀調查、安全檢測、復核分析計算成果資料，基于水閘工程安全綜合評價方法對上述四閘進行水閘安全綜合評價，并將其結論進行對照，其結果見表1。

表1 水閘安全綜合評價實例

5 結論

按照層次分析法的基本原理，建立一套系統(tǒng)的水閘安全綜合評價指標體系，將水閘的功能性指標和結構指標同時作為考量水閘安全性的指標，創(chuàng)新性地提出了帶有復合計算的水閘安全綜合評價方法，使評價方法更加全面、科學。之后，進行了實例驗證，評價結果與基于傳統(tǒng)專家經(jīng)驗法的鑒定結論相吻合，說明了本評價方法和指標體系是與傳統(tǒng)評價標準相一致的，其評價結果可為實際工程提供參考。