淮河流域水闸工程金属结构竣工验收质量检测方法探析

赵守义

一、概述

水工金属结构是指水利水电工程（泄洪、引水、发电和通航等）建筑物的各类闸门（含拦污栅）、各类启闭机、压力钢管、清污机等。闸门有钢闸门与铸铁闸门，启闭机包括固定卷扬式启闭机、液压启闭机、桥式启闭机、门式启闭机、螺杆启闭机等。

淮河流域大量的水闸工程竣工验收前均委托淮河流域水工程质量检测中心对水闸的金属结构进行了质量检测，现就监测情况进行研究和总结。

二、竣工验收检测项目和检测方法

竣工验收检测时，各金属结构设备构件均已安装完成，因此，各项目的检测均以无损检测为主，检测项目、检测方法和抽检数量如下：

1.抽检数量

钢闸门、启闭机、拦污栅：按照30%孔口数，或者参照《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）的规定，即 10孔以内的水闸为30%～100%；11～20孔的水闸为15%～30%；21～70孔的水闸为10%～15%。超过70孔的水闸可酌量减小抽检样比例。

2.检测项目和检测方法

（1）钢闸门（拦污栅）

①几何尺寸及制造组装偏差：主要采用尺量并辅以弦线、垫块等工具在制造过程中进行检测，竣工检测时因闸门已经安装就位而不具备检测条件。

②焊缝质量：用焊接检验尺和直尺检查焊缝外观质量，采用超声波法对焊缝质量进行探伤，一扇闸门按一类焊缝50%、二类焊缝30%抽检。

③闸门（拦污栅）及其埋件安装质量：采用量水堰法用尺量检测闸门漏水量；采用钢弦线垂球悬挂钢直尺读数、经纬仪测量轨道安装直线度；采用水准仪、钢直尺测量底槛工作面直线度；采用钢弦线垂球悬挂钢直尺读数、经纬仪测量支铰同轴度。

④闸门（拦污栅）防腐质量：采用磁性基体非导磁磁阻法，利用涂层测厚仪检测防腐涂层厚度，对闸门表面积较小且结构复杂的构件（如边柱等），采用散点法（测量10点或5点）进行测量；对表面积较大处（如面板、主梁腹板等），应根据规范的有关规定,采用10点法（每平米取10个测区，每个测区检测10点）检测防腐涂层总厚度。采用划格法或者拉开法检测涂层附着力，一扇闸门取5个测区。

⑤闸门（拦污栅）全行程启闭试验：选作试验的一孔闸门进行3次全行程启闭运行试验，主要检查吊头连接情况、滚轮滚动情况、升降有无卡阻、止水橡皮有无损伤、止水橡皮压紧程度、电气设备是否异常等。主要以目测观察为主，结合相机拍照，必要时辅以钢直尺、电气检测仪器等仪器设备量测。

（2）铸铁闸门

主要是进行几何尺寸偏差、铸造外观质量、闸门及其埋件安装质量、启闭试验等，检测方法基本同钢闸门检测。

（3）固定卷扬式启闭机

①噪声：使用分贝计（噪声计）直接测量。

②启闭机齿轮啮合状态：在启闭机开式齿轮上涂刷彩色颜料，运行启闭机之后，根据颜料的碾压附着情况，测量启闭机齿轮的啮合面积等。

③开式齿轮齿面硬度：在对启闭机开式齿轮齿的齿面进行去污、去油、打磨处理后，使用里氏硬度计测量齿面硬度。

④制动轮轮面硬度：在对启闭机制动轮轮面进行去污、去油、打磨处理后，使用里氏硬度计测量齿面硬度。

⑤电动机绝缘电阻：使用高阻计测量电动机的绝缘电阻。

⑥三相电流不平度：在启闭机升、降过程中，使用万能表测量电动机各相的电流值，并比较其三相不平度。

⑦机架水平度：使用水准仪、水平尺、钢直尺在机架的各个顶角测量其高程，分析机架的水平度。

⑧启闭机载荷试验：在启闭机钢丝绳加载传感器，进行应变和应力测试；配合在闸门上堆载配重，来测试分析启闭机的载荷能力。

（4）螺杆式启闭机

①螺杆直线度：使用直尺和等高垫块分别在螺杆不同高度架设，通过经纬仪测量螺杆不同高度数值，从而判断螺杆的直线度。

②电动机绝缘电阻：使用高阻计测量电动机的绝缘电阻。

③三相电流不平度：此项检测同固定卷扬式启闭机。

（5）液压启闭机

①油缸同步性：采用秒表计时法，在相同启闭时间内用卷尺测量启闭机左、右机启闭的高度差，从而判定左、右油缸的同步性。

②保压试验：使用秒表在24h内用卷尺检测活塞杆降落值，通过降落数值分析油缸的保压效果。

三、竣工验收检测的主要依据和主要结果评价方法

在此，仅就现行的标准情况作总结，对新标准的变更内容不作阐述。对水闸的金属结构检测来说，单独的方法标准很少，多数是和评价标准合为一体的，还有很多检测项目只有评价标准，而没有方法标准。对结果的评价方式，主要采用测量值与设计值及规范允许偏差值进行比较得出合格与否的判定结论，或者用统计出的合格点数除以抽检总数，以合格点率对被检测项是否合格进行评价。

1.闸门（拦污栅）

（1）几何尺寸及制造组装偏差

《规范》（DL/T5018-2004）表7.4.1、表7.5.1、表7.6.1规定了不同类型闸门几何尺寸及制造组装偏差检测结果的评价方法；第9.1条款规定栅条间距极限偏差为设计值±5%。

（2）焊缝质量

①焊缝外观质量：所有焊缝均应进行外观检查，外观检测评价指标见《规范》（DL/T5018-2004）第 4.4.1条款和《规范》（GB/T14173-2008）第4.4条款所述内容。

②焊缝内部质量探伤：闸门主要受力焊缝（一二类焊缝）应进行内部缺陷探伤，按照《规范》（DL/T5018-2004）第4.4.1条款和《规范》（GB/T14173-2008）第6.02及6.03条款的规定进行质量评价。

（3）闸门（拦污栅）及其埋件安装质量

①闸门漏水量：闸门在承受设计水头时,任意1m止水范围内漏水量每秒不超过0.1L。

②轨道安装直线度、底槛工作面直线度与高差、支铰同轴度：《规范》（DL/T5018-2004）第8.1条款规定了闸门轨道安装检验指标、检测方法以及结果评价。

（4）闸门（拦污栅）防腐质量

①防腐层厚度：漆膜固化后应进行漆膜厚度检测，根据基准面积大小采用10点法或5点法进行检测，85%以上的局部厚度应达设计厚度，没有达到设计厚度的部位最小局部厚度应达到设计值85%。

②涂层附着力：漆膜固化后应选用法划格法、拉开法进行漆膜附着力试验，涂层结合强度采用切割法或拉开法,《规范》（SL105-2007）第5.6条款指出了金属与漆膜复合涂层厚度检测和结果评价方法,并规定了复合涂层附着力检测方法采用切割法。

（5）闸门（拦污栅）全行程启闭试验

闸门在安装后，在无水情况下作全行程启闭试验，有条件时做动水试验，按照《规范》（DL/T5018-2004）第8.5条款进行评价。

2.铸铁闸门

目前水利上无铸铁闸门的质量检测与评定的依据规范，仅参照《供水排水用铸铁闸门》（CJT3006-1992）进行质量检测与评定。

3.启闭机

（1）固定卷扬式启闭机（检测主要依据是《规范》（SL381-2007）

①噪声：第5.1.7.18条款规定，在距减速器1m左右，噪声不超过85分贝。

②启闭机齿轮啮合状态：齿轮啮合斑点在齿长方向累计不应小于50%，齿高方向累计不应小于40%。

③开式齿轮齿面硬度：小齿轮硬度不低于HB240，大齿轮齿面硬度不低于HB190。

④制动轮轮面硬度：制动轮面硬度应满足HRC35～45。

⑤电动机绝缘电阻：《规程》（DL/T596-1996）5.4.1条款和 《标准》（GB50150-2006）6.0条款规定了交流电动机绕组的绝缘电阻和吸收比检测结果的评价方法。

⑥三相电流不平度：无荷载试验时和荷载试验时，电动机三相电流不平度均不超过10%。

⑦机架水平度：各加工面之间相对高度误差不应超过1.0mm。

⑧启闭机载荷试验：第5.3.4～5.3.5条款规定了启闭机无负荷试验时应检测的8个方面内容，并提出了评价指标。

（2）螺杆式启闭机

①螺杆直线度：螺杆直线度每米不应超过0.6mm，总长不超过5m，总直线度不超过1.5mm，全长超过8m，直线度误差不得超过2.0mm。

②电动机绝缘电阻和三相电流不平度：同固定卷扬式启闭机检测。

（3）液压启闭机

①油缸同步性：双吊点启闭机时，两套缸体在任意行程内任意位置同步偏差大于设计值时应具有自动纠偏功能。

②保压试验：提起闸门24h后，沉降量不应大于 100mm，24h沉降量超过200mm应具有自动复位功能。

四、存在问题

《建设工程质量管理条例》、《水利工程质量管理规定》和《水利工程建设项目验收管理规定》中均提出工程竣工验收时需对水利工程建设项目进行合格性评定，也提出工程建设项目竣工前应进行检测，但均未提及如何进行竣工验收检测（抽检数量和检测方法等），涉及到水工金属结构和电气设备竣工检测的具体规定更是少之又少。

现行规范和相关文件中未对“工程竣工验收检测”进行全面具体的定义，各工程参建单位对工程竣工验收检测都有各自的理解，致使竣工检测往往与施工过程中的检测产生混淆或重复，甚至替代过程中的施工质量检测。实际操作中，对一座水闸，出现多家检测单位多次进场检测同一项目的现象。

部分项目的检测没有方法标准。如：启闭机电动机三项电流不平度就没有规定具体的检测方法等。

部分项目的检测结果没有评价标准；部分项目的结果评价方法在多个规范中也不尽相同。如《规范》（DL/T 5018-2004） 第 6.5.2条和 《规范》（SL105-2007）第5.6.2条在规定金属涂层厚度方面就存在不统一之处。

五、小结

淮河流域水工程质量检测中心自1994年起就在淮河流域及安徽省对水闸工程开展了竣工验收质量检测，在水闸工程竣工验收质量检测方面做出了积极的探索和大量的工作。通过调研可知，截至目前，水利行业没有关于水工金属结构竣工验收质量检测的具体规定，更没有竣工验收质量检测与评定标准。因此在水工金属结构竣工验收质量检测的方法标准、评价方式和评价标准等方面均存在很大缺陷，需要进一步研究和完善，制定具有可操作性的水工金属结构和电气设备竣工验收质量检测技术规范，以便于统一规范和指导水闸工程金属结构竣工验收质量检测