谭尧水库金属结构安全评价分析

马洪雁

（黔南州水利水电工程质量安全技术中心，贵州 黔南州 558000）

0 引言

谭尧水库工程目前已按期建成并投入使用，2007 年8 月10 日水库正式下闸蓄水，2008 年初枢纽工程全面完工。本文对该水库金属结构的安全评价进行了分析，通过对水库金属结构进行质量安全评价，有利于掌握金属结构在使用期间存在的质量问题，从而为水库工程的运行管理奠定基础。

1 项目概况

谭尧水库（图1）位于贵州省黔南州独山县南部，水库枢纽建在珠江流域红水河水系六硐河的一级支流里旺河上，坝址在独山县上司镇尧坝河寨，距独山县城23 km。谭尧水库工程是解决独山县南部地区严重缺水的骨干水库，水库安全评价涉及金属结构部分的各类闸门（含拦污栅及阀门）5 扇，启闭机械共4 台。由于工程建成后未进行竣工验收，运行较少，金属结构锈蚀不严重，未进行探伤检测。本次金属结构安全评价主要采用现场检查法、历史资料分析法进行评价。

图1 谭尧水库

2 谭尧水库金属结构的运行现状

2.1 左岸冲沙兼导流隧洞进口事故闸门、 出口工作闸门及启闭设备现状

2.1.1 进口事故闸门与启闭设备

查看历史资料《谭尧水库蓄水安全鉴定报告》得知：左岸冲沙兼导流隧洞进口事故闸门为滚轮式平面钢闸门，孔口尺寸为2.5 m×2.5 m-24 m（宽×高-设计水头）[1]。闸门处的主支承与侧支撑分别是φ600 和φ200 的悬臂轮。闸门工作条件为动闭静启，平压方式采用充水阀进行充水平压，事故闸门配置固定卷扬式启闭机一套，型号为QPG 250 kN-26 m。

进口事故闸门及启闭机现场检查情况如下：①闸门面板局部锈蚀。②4 个主轮与右下侧轮存在卡阻现象，不能转动。③闸门水封平整，但闸门涂漆保养时，水封局部被涂漆。④门槽轨道埋件处出现了锈蚀的情况。⑤事故闸门四周由栏杆封闭，检修不方便。⑥启闭机外观形态完整，基础完好，无位移；启闭机机架、卷筒及钢丝绳无明显锈蚀现象。⑦启闭机控制柜铭牌上标有启闭机容量为250 kN，未见启闭机扬程。经管理人员了解得知，每年水库汛期来临之前都会对启闭机进行养护。现场管理人员对设备进行开关操作，发现设备运行状态良好[2]，但是当启闭机开启到极限高度时，闸门不能全部提出孔口。经过多方查证得知，水库蓄水之后，该闸门一直锁定在检修平台，未运行工作过。图2 为进口事故闸门及启闭机运行现状。

图2 进口事故闸门及启闭机运行现状

2.1.2 出口工作闸门与启闭设备

查看历史资料《谭尧水库蓄水安全鉴定报告》得知：出口工作闸门为圆柱铰支直臂式弧形钢闸门，孔口尺寸 2.0 m×2.0 m-30 m（宽×高-设计水头），闸门支铰高度为3 m，弧形面板曲率半径为4 m。顶水封设置两道，一道为设置在闸门上，一道设置在门楣上。闸门工作条件为动水启闭，工作闸门配置液压式启闭机一台，型号为QHSY 500/100 kN-3.0 m。

出口工作闸门及启闭机现场检查情况如下：①闸门面板、梁格与支臂等部位均存在锈蚀现象。②闸门底部、侧部及顶部止水有漏水现象发生。③闸门在运行中出现气蚀，现场能听到气蚀的声音。④启闭机基础发生开裂，基座已经变形。⑤启闭机基础锚固螺栓存在损坏。⑥启闭机活塞杆有锈蚀的现象。⑦由于启闭机的控制开关存在接触不良的问题，现场无法对启闭机进行开关操作，且外观没有发现铭牌，无法核对启闭机启门力、闭门力及启闭机行程。图3 为出口工作闸门及启闭机运行现状。

图3 出口工作闸门及启闭机运行现状

2.2 左岸引水隧洞进口拦污栅、事故闸门及启闭设备与出口工作闸门现状

2.2.1 进口拦污栅与启闭设备

左岸引水隧洞进口布置平面滑动式拦污栅一套，孔口尺寸为2.5 m×2.0 m-3.0 m（宽×高-设计水头），主支承主要为钢滑块。

现场检查情况如下：①拦污栅的外露埋件存在锈蚀。②现场未见拦污栅启闭设备。③由于水库蓄水，拦污栅无启闭设备未能对拦污栅栅体结构进行检查。图4 为进口拦污栅及启闭机运行现状。

图4 进口拦污栅及启闭机运行现状

2.2.2 进口事故闸门与启闭设备工作现状

查看历史资料《谭尧水库蓄水安全鉴定报告》得知：左岸引水隧洞进口事故闸门为滚轮式平面钢闸门，闸门孔口尺寸为1.8 m×1.8 m-12.5 m（宽×高-设计水头），主支承采用φ500 悬臂轮，工作条件为动水启闭。闸门配套固定卷扬式启闭机一台，型号为QPG 160 kN-15 m。

现场检查情况以下：①闸门面板、主梁边梁等各部位存在局部锈蚀现象。②闸门4 个主轮卡死，不能转动；闸门靠右下侧轮卡死，上侧轮固定螺栓丢失。③闸门水封平整，但在闸门维护涂漆时，水封局部被涂漆。④事故闸门四周布置有固定的栏杆，检修不方便。⑤启闭机外观整体良好，基础完好，无位移情况。⑥启闭机机架、卷筒与钢丝绳没有明显的锈蚀情况发生。⑦启闭机铭牌迷糊不清，启闭铭牌上标有启闭机容量为160 kN，未见启闭机扬程。经管理人员了解得知，每年水库汛期来临之前都会对启闭机进行养护。通过现场开关操作得知，设备运行情况良好[3]。

2.2.3 引水隧洞出口工作阀门运行现状

查看历史资料《谭尧水库蓄水安全鉴定报告》得知：隧洞出口位置布置一套直径1000 mm 锥形阀，设计水头为13 m，锥形阀额定使用水头为55 m。

现场检查情况如下：①锥形阀启闭摇杆存在锈蚀现象。②锥形阀阀体锈蚀。经管理人员了解，锥形阀一直处于关闭状态。由于水库蓄水，未能现场对锥形阀进行开关操作。

3 谭尧水库金属结构安全评价

3.1 金属结构鉴定依据

本次鉴定收集了工程运行以来的管理资料，结合查阅工程设计、施工、监理、蓄水安全鉴定、谭尧水库工程金属结构施工图、巡查检查及相关验收的有关资料，掌握了水库水工金属结构的现状。在此基础上，按照《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271 号）、《水库大坝安全评价导则》（SL 258—2017）的有关规定，《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74—2019）、《水利水电工程启闭机设计规范》（SL 41—2018）、《水库大坝安全评价导则》（SL 258—2017）开展金属结构安全评价，提出了安全评价意见。

3.2 金属结构安全复核建议

3.2.1 结构安全复核

查阅相关资料得到结论为：金属结构选型布置合理，闸门、拦污栅的结构及其主要零部件的强度、刚度及稳定性均符合规范要求，启闭机的容量及扬（行）程均满足闸门运行的需要，金属结构制造和安装质量均合格。

谭尧水库工程建设指挥部委托南京水利科学研究院进行独山县谭尧水库蓄水安全鉴定的结论为：谭尧水库工程设计基本合理，施工满足规范和设计要求。达到应补充完成的工程形象面貌要求，解决库区移民搬迁后，可以下闸蓄水，工程蓄水安全。

通过历史资料分析得到结论为：金属结构安全。

3.2.2 左岸冲沙兼导流隧洞进口事故闸门及启闭设备安全复核建议

建议对事故闸门门体及埋件进行除锈处理和涂漆保护，检修闸门主轮和侧轮，清理闸门水封；将固定栏杆调整为活动式栏杆，检修时确保闸门能移出孔口进行检修；定期对闸门及启闭机进行检修维护。

3.2.3 左岸冲沙兼导流隧洞出口工作闸门及启闭设备安全复核建议

建议对工作闸门面板主梁以及支臂等各部位进行检修维护和防腐处理，检查维修或更换止水水封，检修维护液压启闭机，并对锈蚀部位做防腐处理，维修加固启闭机基础；检查维修液压启闭机开关控制系统，确保闸门能正常工作；定期对闸门及启闭机进行检修维护[4]。

3.2.4 左岸引水隧洞进口拦污栅及启闭设备安全复核建议

建议对拦污栅进行检修维护，对埋件进行除锈防腐处理，根据设计及蓄水安全鉴定报告资料，补充安装拦污栅启闭设备，确保拦污栅正常运行；定期对拦污栅及启闭机进行检修维护。

3.2.5 左岸引水隧洞进口事故闸门及启闭设备安全复核建议

建议对事故闸门面板主梁以及边梁等各部位进行检修维护和防腐处理，检修闸门主轮和侧轮，清理闸门水封；将固定栏杆调整为活动式栏杆，确保闸门能移出孔口进行检修；定期对闸门及启闭机进行检修维护[5]。

3.2.6 左岸引水隧洞出口工作阀门安全复核建议

建议对阀门及启闭机进行除锈防腐处理，检修维护或更换阀门，确保阀门能正常使用；定期对阀门及启闭设备进行检修维护。

3.3 金属结构安全评价结论

依据《水库大坝安全评价导则》（SL 258—2017）条文说明11.6.4 泄水建筑物金属结构直接关系大坝安全，非泄水建筑物金属结构主要关系水库运行，一般不影响大坝安全。对工程安全影响小的非泄水建筑物金属结构，一般不评为C 级。

谭尧水库工程大坝安全评价对金属结构存在局布变形和锈蚀磨损现象，主、侧轮卡阻，拦污栅无启闭机等问题但没有严重影响水库运行，不影响大坝安全，需进行相应的除锈防腐处理、检修、维护和设备更换处理。

综上所述，根据《水库大坝安全评价导则》（SL 258—2017）规定，金属结构安全综合评价定为B 级。

4 结语

水工金属结构是水工建筑的重要组成部分之一，其作用是调节库水位和泄放流量。金属结构安全与否关系到水库是否能正常运行，水利工程金属结构安全评价是复核金属结构在现状下能否按设计要求安全与可靠运行。要想对闸门及启闭设备的安全进行评价，就需要设计人员对设计、制造和安装质量进行复核，并结合现场检查情况分析，得出评价结果是否影响水库运行和大坝安全，并提出指导性意见和建议。