安全生产与监督 ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ２０１ ６．１ ４ 水库金属结构安全隐患分析及应对 翟伟锋，王文毅 （水利部建设管理与质量安全中心，１０００３８，北京） 摘 要：水库金属结构主要包括闸门、启闭机、拦污栅、输水铜管等，这些金属结构与水库工程安全运行管理息息 相关，金属结构存在的问题如不及时采取有效措施进行处理，将直接影响到水库３－程的泄洪安全及大坝安全。以 水库工程有关运行管理资料数据为依据，分析水库金属结构存在的常见问题及安全隐患，总结存在问题的主、客 观原因．并提出了应对措施 关键词：水库金属结构：安全隐患：原因分析；应对措施 Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｉｓｋｓ ｗｉｔｈ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｍｅｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ／／Ｚｈａｉ Ｗｅｉｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｗｅｎｙｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅ ｇａｔｅ，ｈｅａｄｓｔｏｃｋ ｇｅａｒ，ｔｒａｓｈｒａｃｋ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ．Ｔｈｅｓｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｎｄ ｈａｖｅ ｄｉｒｅｃｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｆｌｏｏｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄａｍ ｓａｆｅｔｙ ｉｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ｎｏｔ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｔｉｍｅｌｙ ｗｉｔｈ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ａｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ｏｎ ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｉｔｈ ｍｅｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｒｉｓｋｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓａｆｅｔｙ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｄａｔａ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｂｏｔｈ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｒｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｍｅｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｉｓｋ；ｒｅａｓｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＶ６９７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—１１２３（２０１６）１４—００４８—０２ 机启动式、人力手摇启动式等：动力 机械启动式多用于大型闸门启闭，人 力手摇启动式仅限于小型闸门。 据全国第一次水利普查公报显 示：截至２０１１年１２月３１日，全国共 有各类水库９８ ００２座，其中大型水库 ７５６座．中型水库３ ９３８座 小型水库 泄洪涵管、布置在发电建筑物中的承 压发电洞或承压发电涵管、布置在输 水建筑物中的输水灌溉洞或输水灌 溉涵管、布置在供水建筑物中的供水 ４．附属系统 除上述设备设施外．水库金属结 构还包括固定在混凝土建筑物上的 铆（嵌）件、移动电源、涵管充水平压 ９３ ３０８座。数量庞大的水库已成为调 控我国水资源时空分布、优化水资源 配置的最重要工程措施．是江河防洪 洞或供水涵管等。上述系统常见结构 有浆砌石结构、钢筋混凝土结构、树 脂结构及钢管结构。 体系不可替代的重要组成部分和国 民经济的重要基础设施。 ２．库水挡泄系统 库水挡泄系统，是指控制库水 放、泄的专用设施，主要包括事故闸 门、检修闸门、工作闸门、进口拦污栅 等。闸门结构形式多为平板闸门、弧 系统、配电等附属系统，主要为上述 系统提供配套服务。 水库由于其所处地域、自然环境 及管理等原因，几乎每年都有垮坝事 故发生。通过总结多年工作实践经 二、常见安全隐患 水库金属结构存在的常见问题 验．对水库金属结构有关常见问题进 行了系统梳理，并分析导致安全事故 隐患的原因。 一形闸门：进口拦污栅结构形式多采用 铸铁铸造、钢质锻压、钢材焊接而成 的网状结构。 包括金属结构腐蚀、气蚀、变形、磨 损、位移及焊接质量低下等。当水库 遭遇洪水威胁时，金属结构如不能按 设计要求正常启动．贻误水库泄洪时 机，将使水库承受超标准来水压力． 导致水库垮坝失事。 、水库金属结构简述 ３．启闭系统 启闭系统，是指闸门、拦物栅所用 的专用提放动力设施，主要包括固定 式卷扬机、螺杆式启闭机、液压式启闭 机、移动式启闭机等：按动力来源不 同分为电动机启动式、柴油机或汽油 １．导输系统 库水导输系统，是指水库泄洪、 发电、灌溉、供水等输水通道，主要包 括布置在泄洪建筑物中的泄洪洞或 １．设计问题 主要包括４方面：一是水库金属 结构设计条件与其使用条件不同：二 收稿日期：２０１６一Ｏ４—１２ 作者简介：翟伟锋。研究生。 一４８ 是金属结构设计强度、刚度和稳定性 未经过验算：三是设计单位未对启闭 机的启闭能力进行复核：四是设计单 位未对压力钢管强度、抗外压稳定性 进行验算。无论何种原因，任何一项 设计考虑不周都将为工程运行埋下 隐患。 ２固定部分问题 主要存在４方面问题：一是压力 钢管壁出现裂纹或破裂漏水，减震镇 墩及闸门支墩出现明显沉降、水平位 移或转动．超过管道伸缩节的调解能 力：二是闸门槽出现过大的不均匀沉 降或扭曲变形，闸门无法正常启闭； 三是连接构件的螺栓等埋件遭到破 坏或支撑体系松动，影响金属结构整 体失稳；四是通气孑Ｌ（井）通气不畅， 产生气蚀，破坏混凝土建筑物。 ３．承重部分问题 主要存在３方面问题：一是钢闸 门的承重构件和压力钢管管壁气蚀、 腐蚀、磨损；二是钢闸门的承重构件 产生超过允许的变形、裂缝或断裂； 三是闸门面板、主横梁、纵梁、支臂等 构件发生弯曲、扭转、剪切、轴向拉压 等组合变形。 ４．闸１＂７１＂７体问题 主要存在５方面问题：一是闸门 焊缝局部存在少量飞溅物、焊瘤等外 观缺陷：二是门叶受到外力撞击造成 局部变形；三是闸门启门时，门体发生 上下游方向的倾斜或左右方向的倾斜 造成门体变位：四是门叶长期受外界 空气侵蚀形成大面积锈蚀，门叶局部 损坏；五是闸门止水失效，严重漏水或 渗水，久而久之造成闸门受力不平衡。 ５ 亍走部分问题 主要存在８方面问题：一是闸门 导轮锈蚀转动不灵活或不转动；二是 滚轮锈死卡阻，导致金属结构运转不 畅：三是弧形闸门支铰老化、磨损严 重．承重螺母与推力轴承磨损，导致 闸门启闭不灵活；四是螺杆式闸门启 闭机无限位器，螺杆出现弯啦；五是 卷扬式启闭机机电设备老化、齿轮啮 合不良、钢丝绳锈蚀断丝、制动带磨 损减薄等，导致闸门正常启动受限； 六是液压启闭系统锈蚀。导致油封破 损、液压系统漏油，影响闸门启闭：七 是钢闸门的启闭装置、或压力钢管进 水口的快速闸阀或事故闸阀的操作 装置损坏，不能正常工作；八是闸门 运行过程中，由于止水橡皮与止水座 板摩擦引起闸门剧烈抖动和爬行现 象，影响闸门正常启闭。 ６．栅体部分问题 主要存在３方面问题：一是拦污 栅部分栅条变形、断裂、缺条：二是栅 体反向滑块磨损，局部锈蚀：三是栅 体表面、吊耳和水下部位钢丝绳有锈 斑、锈包和锈皮现象，造成栅体功能失 效．大型异物穿越进洞，对其他金属构 筑物构成威胁。 ７．附属系统问题 主要存在４方面问题：一是水库 未配置柴油（汽油）发电机等备用电 源，或配置的备用电源缺少蓄电池， 不能做到随用随启动，或备用电源未 与溢洪道闸门启闭机连接：二是启闭机 附属系统缺少负荷装置，存在安全 隐患；三是供电线路及电气控制线路 布置紊乱，部分护线套管锈蚀；四是涵 管充水平压系统各阀件及配套附属零 件锈损。各阀件功能运用灵敏度降低、 水封漏水，不能正常工作等。 三、原因分析 １．设计存在缺欠 设计单位设计工作量大、任务繁 重，设计细节顾及不够，导致设计工作 粗糙；设计人员工作经验不足，水库基 本资料不清，对工程特性不了解，导致 设计成果脱离水库工程实际；水库工程 建设单位提供的工程基本资料不准确， 或水库金属结构进行除险加固时，原有 结构及几何尺寸已多次修改，设计单位 仍然按照水库工程建设时的资料进行 设计，导致设计成果偏离现状实际。 ２．管理工作不到位 管理单位在对水库管理过程中． 安全生产与监督 ２０１６．１４中国水利 注重水库大坝、溢洪道等工程管理， 忽视水库金属结构管理。未制订水库 金属结构管理制度，制订的操作规程 缺少可操作性，或操作规程缺少操作 流程，致使操作出现失误，严重损坏水 库金属结构。或酿成重大安全事故。 ３．维修养护不及时 管理人员未制订水库金属结构 维修养护计划，即使制订维修养护计 划．其维修养护技术人员、维修养护 项目、维修养护内容、维修养护频次、 维修养护部位，不满足规范要求，或 缺乏可操作性，且未进行深层次养护 处理，导致水库金属结构维修养护工 作不及时、不到位，使水库金属结构 丧失了原有功能。 四、应对措施 １．严格执行国家有关法律法规 国家颁布了很多有关水库金属 结构设计、日常巡视检查、安全检测、 维修养护等方面的法律法规和技术 标准．水库金属结构具体管理者应严 格执行这些法律法规、规程规范和技 术标准，有效开展水库金属结构安全 管理工作；设计单位应严格按照国家 有关规范对金属结构进行验算和设 计：制造、安装单位应按照设计单 位提出的各项指标，严格生产和安 装工序，避免出现质量事故，排除 安全隐患。管理过程中，管理责任 人以法律法规、规程规范和技术标 准为准绳，规范管理行为．提高管理 水平和管理质量，确保水库金属结 构运行安全 ２．健全维修养护规章制度 水库管理单位应建立健全安全生 产责任制度，安全生产规章制度，安全 检查、巡查制度，维修养护制，闸门操作 制度，金属结构操作规程等。在规章制 度中细化主要金属结构设备操作流程， 明确金属结构管理责任人．将关键规章 制度上墙明示。用规章制度约束人、 管理人、警戒人，实现水库金属结构 事故有效责任追究。 （下转第５４页） ４９— 水土保持 （上接第４９页） 等情况，启闭灵活情况，开度指示器 清晰、准确情况，止水设施完好情况， 吊点结构牢固情况，栏杆、螺杆锈蚀、 裂缝、弯曲情况，钢丝绳或节链锈蚀、 断丝等现象，启闭机工作制动、限位 设备的准确及有效情况，电源、传动、 润滑等系统正常情况，备用电源及手 养护要素及工作记录、工作纪律等内 容，分别在考核评比标准中赋予一定分 ３．落实安全管理责任制 为便于金属结构安全管理，管理 单位应落实水库金属结构安全管理、 维修养护责任制。根据水库金属结构 区域位置、使用性质及重要性．划分 为若干个管理责任区，并把每个责任 区设定若干个安全管理岗位，每个岗 位分配给相应的管理人员，每位管理 人员设定若干个准确的安全管理单 元，按照每位管理人员的目标任务要 求，开展维修养护等Ｅｌ常管理工作． 确保每个管理单元安全运行。 值，按照“每日责任人自查、每周班组检 查、每月主管科室巡查、每季管理局评 比小组评定、每年管理局考核”的内容 和频次，进行考核评比，对每分赋值，纳 入绩效管理，计入档案，并作为年终评 动启闭可靠等情况进行检查。通过及 时有效地巡视检查工作。将问题消灭 在萌芽状态，确保水库金属结构始终 处于健康状态。 奖、职称评聘、职务晋升的重要依据。 ７．有效实施责任追究 按照《中华人民共和全生产 法》第十四条规定：“国家实行生产安全 事故责任追究制度，依照本法和有关法 律、法规的规定，追究生产安全事故责 任人员的法律责任。”水库金属结构直 接涉及水库工程安全，有关管理人员在 水库金属结构管理中因责任心不强、漠 视安全、操作失误、未按规定进行维修 养护等造成的安全事故。均应受到责任 追究，或按管理单位有关规定进行处 罚，或按法律相关规定受到法律制裁。 ５．实时做好维修养护工作 水库金属结构运行是否安全与正 ４．强化日常检查工作 水库金属结构出现任何安全事 故都会有“苗头”出现，这些“苗头”能 常维修养护工作分不开，金属结构维修 养护工作要落实到具体的每个环节中。 应依据“养重于修、修重于抢”的原则， 坚持“日清洁、周擦拭、月保养、季调试” 通过定期、不定期的日常巡视检查及 时发现并得到处理．防患于未然。 具体操作为：将水库金属结构分 为若干个日常巡视检查点。每个日常 巡视检查点有相应的管理技术人员 负责；在制定水库金属结构日常巡视 检查制度时，明确日常巡视检查、年 度巡视检查和特别巡视检查的时问、 部位、内容和方法，固定巡视检查顺 维修养护工作方式，对易损易耗部件定 期更换，加强对水库金属结构应力、变 形等构件的异常情况观察，按规定开展 金属结构安全检测工作，通过开展规 范、及时、到位的维修养护工作，使水库 金属保持在良好的运行状态，避免积少 成多、积病致险，造成安全事故。 追究是手段，警戒是目的，避免日后类 似事故不再发生才是最终目标。 参考文献： 【１］中华人民共和国水利部，中华人民 共和国国家统计局．第一次全国水利 ■ ６．开展检查评比活动 为有效检查维修养护效果，依据 序和路线：重点对闸门变形、裂纹、脱 焊、锈蚀及损坏现象，门槽卡堵、气蚀 普查公报【Ｒ］．２０１３． 责任编辑安天杭 清洁、紧固、调整、润滑等金属结构维修 一５４
