水工结构安全鉴定的必要性分析

摘要：水工结构直接关系到水电工程的施工安全以及运行安全, 同时还会影响到水工结构在运行期间的维修费用, 通过对水工结构的安全鉴定, 能够为水工结构的安全性做出客观的评价, 从而保证水工结构的使用安全, 论文主要就现代检测技术在水工结构安全鉴定的应用进行了分析。

　　关键词：现代检测技术; 水工结构; 安全鉴定; 应用分析;

　　1 引言

　　水工结构工程中涉及较多的内容, 常见的高坝、高陡边坡、闸门等均属于水工结构物, 水工结构物在水利工程中发挥着重要作用。如果水工结构物具有安全隐患, 整个水利工程的运行安全将会受到威胁, 通过现代检测技术能够对水工结构进行检测, 依靠相关参数分析对水工结构的安全做出客观评价, 从而有针对性地采取措施, 及时消除水工结构的安全隐患, 保证水工结构的运行安全[1]。本文结合工作经验以及相关文献, 就现代检测技术在水工结构安全鉴定的应用进行分析。

　　2 水工结构

　　随着全世界范围内能源危机以及各类资源的大量消耗, 不同国家开始了相关资源的探索, 而我国有着丰富的水能资源, 这些水资源可用于灌溉和发电, 但是考虑到水资源的稀缺性、资源产权以及劳动价值等特点, 需要通过建设一定的水利工程用于水资源的开发利用, 在这个过程中就需要依靠相关水工结构。水工结构就是建筑的各类水利工程结构物, 通过这些水利工程结构物能够科学、有效地实现对水资源的调配以及利用, 可分为输水结构、泄水结构、取水结构、挡水结构以及整治结构等。对于某一水利工程而言, 所有的水工结构之间互相依托, 共同发挥水利工程的功能作用, 单一的水工结构无法发挥作用[2]。

　　3 水工结构安全鉴定的必要性

　　水利水电工程建设多处于偏远地区, 在施工过程中会受到较多因素的影响, 水工结构在实际使用过程中会受到各类荷载的综合作用, 所以需要在一定时间内对水工结构的安全进行鉴定, 便于掌握不同水工结构的安全运行状况, 做好早期安全隐患的排查。

　　4 水工结构安全检测常用技术

　　水工结构中涉及的内容较多, 因而实际可采用的检测技术也比较多, 其中, 最常见的就是混凝土结构。考虑到混凝土水工结构的检测过程不能对其造成影响, 因而采用的检测技术主要以无损检测为主。对于水工金属结构在检测过程中涉及的内容较多, 比如, 腐蚀检测、外观检查、材料检查、振动检查、无损探伤、结构应力变化以及应变等。对于不同的检测项目需要采用的检测技术也存在差异, 其中, 外观检测可采用卡尺、经纬仪、全站仪等。在实际应用中需要根据结构的材料、特性等综合性地选择出单一或者是多种检测方法, 便于尽早明确水工结构中存在的隐患并进行干预处理。

　　5 实例分析

　　5.1 工程概述

　　某河流整治工程, 该工程用于平时蓄水, 在暴雨汛期开闸放水, 因而其中涉及河口闸, 该水闸为2扇圆拱型钢闸门, 其中闸门设计水头为4.23m, 每孔尺寸为40.0m×6.5m, 底槛对应的设计高程为1.0m, 闸门高度处于可调控范围, 调控范围为4.50~5.65m, 整个闸门对应的拱轴线半径是22.0m, 在拱门高度方向有2根主梁存在, 并构成了箱型梁, 整个箱型梁属于密闭空箱, 在闸门两侧拱脚位置, 箱形梁直接支撑在边墩和中墩位置, 构件连接方式为铰链连接, 通过铰轴可以对闸门进行上下转动, 大闸门内存在6扇小门, 通过这些小门也可以调节内河水位。该工程在竣工后, 根据相关文件要求, 在竣工5年后需要进行首次安全鉴定, 对于符合要求的可在后续每隔10年检测1次。其中, 安全检测的主要内容为钢闸门的安全检查。

　　5.2 检测工艺标准以及检测内容

　　在对水工闸门进行安全鉴定分析过程中, 需要严格遵守相关的规范主要有:《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》 (SL 101—2014) 、《水利水电工程金属结构报废标准》 (SL226—1998) 、《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》 (GB/T 14173—2008) 等。上述规范也是在具体检测过程中的重要依据[3]。

　　在实际检测过程中, 涉及比如, 锈蚀检测、外形与变形检测、外观检查等, 本工程中闸门属于金属结构, 需要对其工作状态以及使用期间的强度、破损、变形、锈蚀等进行全面检测, 这样有利于全面对闸门进行安全鉴定。除了对外观检测, 还需要对金属腐蚀的范围、闸门锈蚀量以及焊接质量进行检测。

　　6 检测技术

　　根据具体的检测内容不同, 采用不同的检测技术方法, 具体的为: (1) 闸门外观检测, 对于闸门的外观检测以目测配合量测, 通过目测了解外观情况; (2) 金属闸门腐蚀情况检测, 在金属闸门腐蚀程度检测方面需要采用的一定的仪器设备; (3) 对金属闸门焊接部位缺陷的检测, 在焊接部位内部缺陷探测过程中, 常用的检测技术就是超声波探伤, 也就是在不同材料本身特性以及内部缺陷, 超声波相对应的声学性质会发生改变, 根据这一原理对金属闸门内部缺陷情况进行分析, 通过无损检测明确金属闸门不同部位是否存在内部缺陷、缺陷类型、形态以及大小等。针对本次研究中的实例, 在金属闸门内部缺陷应用超声波技术检测过程中, 确定的检测部位主要有闸门的面板、吊耳梁以及主梁等部位, 在实际检测中采用的仪器为EPOCHⅢ2300型探伤仪进行, 相关操作均由专业人员完成。

　　7 检测结果

　　在检测结果方面, 同样的涉及以下3个方面内容: (1) 外观检测结果, 检测后金属闸门外观表现良好, 金属表面涂层无损伤, 门体没有出现明显的变形以及损伤, 闸门不同连接位置安全可靠, 不存在表面腐蚀, 也不存在漏水问题; (2) 内部腐蚀深度分析, 检测后显示金属闸门表面存在轻微的腐蚀; (3) 内部缺陷检测结果分析, 检测后存在焊接问题的部位相关参数没有超过规范中的允许误差, 整体安全性较高, 符合安全使用要求。

　　整个检测过程中, 凭借金属水工结构常用检测技术方法, 对金属水工结构进行了检测, 依靠检测技术明确了金属水工结构在外观、内部缺陷以及内部腐蚀方面的相关问题, 根据检测结果便于对金属水工结构的运行安全以及结构稳定性做出客观的评价, 可为金属水工结构运行以及维护方案确定提供参考。

　　8 结语

　　水工结构物在日常使用中需要长期浸泡在水中, 同时还需要承受相关的水压力、浪压力等荷载作用, 尤其是金属结构物出现腐蚀的可能性较大, 本次研究中结合实例分析显示了现代检测技术在水工结构安全鉴定中具有重要的应用价值。

　　参考文献
　　[1]郑敏生, 苏玉杰.浅析沿塘水闸安全鉴定分析评价工作的关键点[J].浙江水利科技, 2012 (5) :129.
　　[2]王大江, 杨明化, 严晶.水库蓄水安全鉴定中金属结构安全评价注意事项[J].人民长江, 2016 (3) :78.
　　[3]金帮琳, 武建.水工钢闸门现场安全性质量检测技术探究[J].水利天地, 2013 (12) :47.