某水库金属结构安全检测与评价

王恩准

（南京水利科学研究院 江苏 南京 210024）

1 工程概况

儋州市某水库位于牙拉河上游，加冷河支流，地处儋州市那大镇西南7km的南茶村境内，前接南丰电站尾水渠，后接总干渠。儋州市某水库是松涛灌区的渠首工程，是一座日调节的小（1）型水库。水库集水面积26.1km2，正常蓄水位145.5m，500年一遇设计洪水位145.5m，2000年一遇校核洪水位146.2m，死水位140.0m，汛期限制水位145.5m，总库容200万m3，调节库容150万m3，死库容12万m3。

儋州市某水库枢纽建筑物主要由拦河土坝、泄洪闸（泄洪闸管理单位称为排洪闸，以下称排洪闸）、总干进水闸（以下简称进水闸）、水电站等建筑物组成。

2 检测与评价方法

2.1 外观检查

以目测并借助卷尺、卡尺、数码相机等工具，描述、记录金属结构主要构件的外观情况，调查记录涂层老化、构件腐蚀的部位，腐蚀的程度，构件的变形、损伤、缺陷的数量、部位，启闭机与电气设备的老化、磨损以及完善性，设备的运行情况等。

2.2 腐蚀检测

2.2.1 涂层厚度检测

使用金属涂层测厚仪对金属结构的涂层厚度进行抽样检测，抽样分布满足均匀性和代表性。在抽样点1dm2的基准面上作3次测量，每次测量的位置相距25～75mm，取3次测量值的算术平均值为该基准面的局部厚度。

2.2.2 蚀余厚度检测使用金属测厚仪检测金属结构主要构件的蚀余厚度（即蚀余厚度）。

2.3 腐蚀程度评定

对主要金属结构的腐蚀分布、腐蚀面积及腐蚀部位等进行描述，评定腐蚀程度。腐蚀程度一般按四个等级进行评定：A级，轻微腐蚀；B级，一般腐蚀；C级，较重腐蚀；D级，严重腐蚀。

2.4 无损探伤

本次超声波探伤采用超声波探伤仪，探头为2.5P8×12K2-DF型斜探头；探伤方法采用单面双侧直射法；扫查方式为锯齿形扫查；检验焊缝及热影响区，探测焊缝内部缺陷的大小、形状和分布情况。

2.5 闸门材料强度检测

用磨光机磨去被测金属的表面的防腐涂层或蚀迹等，露出亮光的金属体，然后采用里氏硬度计测量构件的硬度。由所测得的硬度值，根据《黑色金属硬度及强度换算标准》（GB1172—1999）换算出材料的抗拉强度σb的近似值。

2.6 电气参数检测

电气参数检测主要是检测绝缘电阻、三相电流、三相电压、电气设备运行温度检测以及设备运行噪音检测。

2.7 材料特性检测

2.7.1 粗糙度检测

采用表面粗糙度检测仪测量制动轮工作面、开式齿轮工作面、活塞杆外圆的粗糙度值。

2.7.2 硬度检测采用里氏硬度计测量开式齿轮与制动轮面硬度值。

2.8 金属结构安全复核

根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL/74—2013）和《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》（SL101—2014）规定，对钢闸门的强度、稳定性、刚度和闸门启闭力进行复核验算。

3 检测成果

3.1 主要成果

（1）排洪闸工作闸门结构完好。闸门止水老化，漏水严重。闸门涂层厚度不满足规范要求。闸门的腐蚀程度等级为未腐蚀，局部A级（轻微腐蚀）。焊缝基本正常。闸门构件抗拉强度平均值为444N/mm2。闸门启闭机设备外观无损坏，绝缘电阻和三项电流满足规范要求，三相电压略大于规范值，噪音、温升无异常。启闭机开式齿轮的硬度、齿面粗糙度满足规范要求，制动轮硬度不满足规范要求，制动轮的粗糙度满足规范要求。启闭机运行较频繁（2017年达到442次），减速箱高速齿轮磨损、渗漏油，开式齿轮有压痕磨损，启闭机房有渗漏雨水、启闭机房设施简陋。

（2）排洪闸检修闸门结构完好。闸门止水老化。闸门涂层厚度不满足规范要求。闸门的腐蚀程度等级为未腐蚀。焊缝基本正常。移动式电动葫芦、导轨及门架等未见明显损坏。电动葫芦安装后未实际运用启闭过检修闸门，目前电气设备故障需要维修，设备涂层老化、局部可见蚀迹。

（3）进水闸闸门结构未见明显变形。闸门止水老化，漏水严重。闸门已无涂层。闸门的腐蚀程度等级为C级（较重腐蚀）。焊缝基本正常。闸门构件抗拉强度平均值为419N/mm2。启闭机设备外观未见明显损坏，绝缘电阻和三项电流满足规范要求，三相电压略大于规范值，噪音、温升无异常。启闭机开式齿轮的硬度不满足规范要求，开式齿轮齿面粗糙度满足规范要求。启闭机主要设备运行已40-54年，远超过了《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226—98）规定的20年折旧年限，设施老化、简陋，部件多属于淘汰产品，零部件不易购配维修，电机线路老化、接线柱损坏，减速齿轮箱内润滑油污浊，启闭机运行较频繁（2017年达到485次），减速箱运行有异常噪音，高速齿轮磨损、渗漏油，开式齿轮有压痕、磨损，启闭机房有渗漏雨水现象。

（4）水库供电线路、备用电源、变压器、配电屏、远程操作和视屏监控系统等设施、设备基本正常，防雷接地以及防护、警示等满足运行要求。启闭机保养基本正常。闸门、启闭机操作规程悬挂上墙，未见备用电源、配电屏、远程控制操作等规程悬挂上墙。

（5）进水闸启闭平台主梁、板存在钢筋锈胀露筋、混凝土开裂。进水闸胸墙存在混凝土剥蚀露石。

（6）排洪闸工作闸门结构的强度满足规范要求，但是接近容许应力限值，刚度和稳定性满足规范要求。上游水位145.5m，下游无水工况：闭门力矩为-71.9kN·m，闸门可依靠自重关闭；闸门所需最大启门力为142.1kN，启闭机容量为2×300kN，启闭机容量可以满足正常运行要求。

（7）进水闸工作闸门结构的强度不满足规范要求，闸门结构刚度和稳定性满足规范要求。上游水位145.5m，下游水位142.2m工况：闭门力矩为-32kN·m，闸门可依靠自重关闭；闸门所需最大启门力为59kN，启闭机容量为65kN，因此启闭机容量可以满足正常运行要求。

3.2 存在的主要问题

（1）排洪闸工作、检修闸门止水老化，工作闸门漏水严重。工作、检修闸门涂层厚度不足，工作闸门构件局部腐蚀。检修闸门高度不能满足运行要求。检修闸门电动葫芦电气故障，不能使用。

（2）进水闸闸门、启闭机使用已40-54年，远超过《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226—98）规定的20年折旧年限，闸门止水老化、漏水严重，无检修闸门。钢闸门无涂层，腐蚀程度等级为C级（较重腐蚀）。启闭机设备老化、陈旧，存在影响运行安全的隐患。

（3）进水闸工作闸门结构的强度不满足规范要求。

4 安全评价及建议

4.1 安全评价

综上，根据《水库大坝安全评价导则》（SL258—2017），儋州市某水库排洪闸金属结构基本安全，评价为B级，进水闸金属结构不安全，评价为C级。

4.2 建议

（1）更换进水闸闸门、启闭机，增设检修闸门。

（2）对排洪闸工作、检修闸门重新做防腐涂层。更换排洪闸工作、检修闸门止水。评估排洪闸检修闸门能否满足工程使用要求。

（3）编制金属结构、供配电、控制系统的管理、养护、操作规程，并悬挂上墙。

（4）对排洪闸、进水闸混凝土结构进行检测与分析计算，评估混凝土结构安全性。