蔡红娟

（浙江省杭州市青山水库管理处，311305，临安）

青山水库位于杭州市西郊临安市境内的东苕溪主干流南苕溪中游，上游距临安市8 km，下游距杭州市区约40 km。水库集雨面积603 km2，总库容2.13亿m3，相应库水位 35.04 m；正常蓄水位23.17 m，相应库容0.36亿m3，是一座以防洪为主，兼有灌溉、发电、养殖等综合利用的大（2）型水利工程。水库枢纽主要由主坝、副坝、泄洪闸、泄洪放空洞和水电站等建筑物组成。

青山水库工程1958年动工兴建，1964年建成投产。1988年青山水库实施保坝工程，2002年实施病险水库除险加固工程。水库建成至今已安全运行了50余年，成功拦蓄了20余次较大洪水，是东苕溪流域防洪体系骨干工程之一，对于保护西险大塘和杭嘉湖平原地区人民的生命和财产安全起着举足轻重的作用。

一、检测项目及内容

青山水库泄洪设施有10孔泄洪闸和泄洪放空洞。根据《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》（SL 101—94）等相关规定，结合青山水库闸门和启闭机运行的实际情况，2008年9月委托专业机构，重点对青山水库进行了6项检测和分析。

1.闸门外观形态检测

以目测为主，配以放大镜、钢卷尺等检测工具，主要检查闸门门体外观，止水外观，支承行走装置、锁定装置的状态、完整性及其可靠性，平压设备及闸门连接件的外观状态、完整性及可靠性等。

2.闸门腐蚀状态检测

采用 LA—10数字超声波测厚仪、200 mm深度游标卡尺和LAT—B涂层测厚仪，测量闸门主要构件的板厚、涂层厚度及锈蚀坑深等。

3.启闭机性能状态检测

以目测为主，配以ZC 25—4型兆欧表、钳形电流表、秒表、钢直尺等检测仪器，检查启闭机零部件的磨损、损伤、锈蚀以及其他可直接检查到的异常运行情况。对启闭机进行空负荷试验和负载试验，检验其结构零部件的工作有效性。

4.闸门焊缝无损探伤

采用超声波探伤方法，对闸门主要受力焊缝（一、二类焊缝）进行无损探伤，了解闸门运行多年后的焊缝缺陷情况。

5.闸门结构静态应力测试

采用传统电测方法，对泄洪放空洞出口弧形钢闸门进行结构静态应力测试。

6.闸门启闭力测试

采用振动测试法对泄洪闸5号、10号以及泄洪放空洞进口闸门进行检测。采用应变计测量法对泄洪放空洞出口弧门进行检测。

二、检测方法及结果分析

1.闸门外观形态检测

通过对10扇泄洪闸 （1～10号）和泄洪放空洞进、出口闸门的外观形态检查，除泄洪放空洞出口闸门面板存在局部变形，其余均完好，主要构件无明显损伤变形，支承行走装置完整，门槽外观状态基本完好，但存在以下问题：

泄洪闸：1号弧门主轮锈蚀严重，5号弧门右侧顶水封破损严重，8号、9号弧门面板存在局部锈蚀，最大坑深为0.9mm，1、2、4、5、7、8、10 号弧门右侧侧止水封均存在破损，造成漏水现象。

泄洪放空洞：进口闸门面板局部锈蚀；出口弧门导墙锈蚀，支臂局部锈蚀，有鼓包现象，迎水面面板上有刮痕，且局部锈蚀，顶水封局部破损造成漏水。

2.闸门腐蚀状态检测

泄洪闸1～10号闸门：均为露顶式弧形闸门，经检查10扇弧门主要构件表面防护层基本完好，闸门平均涂层厚度在100～337μm，闸门上下主梁腹板、支臂腹板均存在由局部积水而导致的锈蚀现象，但无较明显的坑深分布，主要构件板厚的实测值符合设计值。

泄洪放空洞进口闸门：为平面钢闸门，经检查闸门主要构件表面防护层基本完好，闸门平均涂层厚度在79～147 μm，主要构件板厚的实测值符合设计值。

泄洪放空洞出口弧门：为潜孔式弧形闸门，经检查闸门的主要构件表面防护层均存在轻微锈蚀现象，部分防腐层已脱落，锈蚀处实测坑深0.2～0.4 mm，未脱落处的平均涂层厚度231～663 μm。

3.启闭机性能状态检测

（1）启闭机外观检查结果

泄洪闸1～10号闸门启闭机：启闭机均为 QXQ—2×15 t固定卷扬式启闭机。 经检查发现，1、4、5、6、7、9 号弧门启闭机开式齿轮个别齿面存在啮合不良现象，接触面最小约为长度方向的40%；1号弧门启闭机减速器齿轮表面锈蚀；泄洪闸6号弧门启闭机制动器抱闸与制动轮接触不良，最小接触面为65%；其他启闭机传动系统、滑轮组、吊具等外观性态基本完好。

泄洪放空洞进口闸门启闭机：型号为 QPQ—2×40 t固定卷扬式启闭机，经检查启闭机传动系统、滑轮组、吊具等外观形态基本完好。

泄洪放空洞出口弧门启闭机：型号为YBQ 20 t电动螺杆式启闭机，经检查启闭机传动系统、滑轮组、吊具等外观性态基本完好，机箱与机身接合处存在轻微漏油现象。

（2）启闭机运行考核结果

泄洪闸10台启闭机和泄洪放空洞出口闸门启闭机均在无水状态下进行空负荷运行。泄洪放空洞进口闸门启闭机进行静水启闭运行，各构件工作有效。制动器、起升高度限位开关工作可靠，零部件的外观性态基本完好，电气绝缘电阻的电机工作电流正常。

主要存在的问题有：泄洪闸3号弧门的启闭机在运行过程中，噪声最大达到89 dB，超过了标准要求的85 dB；泄洪闸1～10号启闭机控制电流表量程偏小，启动时出现满载现象；泄洪放空洞出口弧门迎水面板与顶水封止水橡胶发生摩擦，导致闸门抖动，启闭机机座振动。

4.闸门焊缝无损探伤

本次对泄洪闸5号、10号弧门、泄洪放空洞进、出口弧门等4扇闸门进行了超声波探伤。

（1）泄洪闸 5号弧门

5号弧门的门体一类焊缝共计0.96 m，检测长度 0.96 m，抽检率100%，不合格率75%；二类焊缝共计28.3 m，检测长度15.6 m，抽检率55%，不合格率15%。支臂的二类焊缝共计29.4 m，检测长度21.0 m，抽检率72%，不合格率63%。闸门的上、下主梁腹板与翼板角焊缝、支臂腹板与翼板角焊缝中存在的不合格缺陷主要为未焊透，面板拼缝中存在不合格缺陷主要为渣，所检焊缝中均未发现裂纹等扩展性缺陷。

（2）泄洪闸10号弧门

10号弧门的门体二类焊缝共计45.0 m，检测长度 25.5 m，抽检率56%，未发现超标缺陷。支臂的一类焊缝共计4.8 m，检测长度2.4 m，抽检率50%，未发现超标缺陷；二类焊缝共计48.0 m，检测长度 25.0 m，抽检率52%，不合格率10%；支臂腹板与翼板角焊缝中存在的不合格缺陷主要为未焊透，所检焊缝中均未发现裂纹等扩展性缺陷。

（3）泄洪放空洞进口闸门

闸门门体梁后翼缘部分被混凝土墙堵住，只能抽检到面板的迎水面部分和吊耳上的焊缝，故未能抽取到全部焊缝，总长度无法统计。此次检查在面板上抽取了3条，上主梁腹板与翼板角焊缝抽取了1条，检测结果均未发现超标缺陷；在吊耳板上抽取了4条，检测发现吊耳板与主梁翼板、面板的角焊缝整条不合格，缺陷类型为未焊透，但未发现裂纹等扩展性缺陷。不合格缺陷4条占总抽检8条焊缝的50%。

（4）泄洪放空洞出口弧门

泄洪放空洞出口弧门的门体二类焊缝共计12.9 m，检测长度8.4 m，抽检率65%，未发现超标缺陷。支臂的二类焊缝共计22.0 m，检测长度15.8 m，抽检率72%，不合格率63%。闸门支臂的角焊缝中存在的不合格缺陷主要为未焊透,但未发现裂纹等扩展性缺陷。

5.闸门结构静态应力测试

本次对泄洪放空洞出口弧门进行结构静态应力测试。测点共布置12个应变片，其中1个三向直角应变片，11个单向应变片，测点共计14个。检测工况为上游水位25.6 m，下游无水，闸门底槛高程10.0 m，检测水头15.6 m，设计水头25.0 m。

结果显示，主梁翼缘板测点的实测应力值为25～26 MPa，反演到设计水头下的最大应力值为40 MPa，小于许用应力值152 MPa；面板的实测当量应力值为38 MPa，反演到设计水头下的最大应力值为59 MPa，小于许用应力值152 MPa；纵梁翼板测点的实测应力值为3 MPa，反演到设计水头下的最大应力值为5 MPa，小于许用应力值152 MPa；支臂测点的实测应力值为-53～-63 MPa，反演到设计水头下的最大应力值为-105 MPa，小于许用应力值130 MPa。

6.闸门启闭力测试

（1）泄洪闸5号闸门启闭力测试

弧门上下游无水，在闸门全闭、钢丝绳松弛状态下仪器调零，进行启门约3 m—持住—闭门操作，启闭过程中连续对两侧水封进行注水润滑。

闸门在上下游侧无水，启门约3 m全过程中，启闭机运行平稳，运行过程中未发生卡阻现象，运行状态良好。测试的最大启门力为166 kN（其中左吊点最大启门力81 kN，右吊点最大启门力85 kN），小于启闭机容量2×150 kN。从启闭力测试可以得知，两吊点启闭力最大差值为15 kN（其中左侧吊点81 kN，右侧吊点66 kN），两吊点平衡状态较好。

（2）泄洪闸10号闸门启闭力测试

弧门上下游无水，在闸门全闭、钢丝绳松弛状态下仪器调零，进行启门约6 m—持住—闭门操作，启闭过程中连续对两侧水封进行注水润滑。

闸门在上下游侧无水，启门约6m全过程中，启闭机运行平稳，运行过程中未发生卡阻现象，运行状态良好。测试的最大启门力为229kN（其中左吊点最大启门力113kN，右吊点最大启门力116kN），小于启闭机容量2×150kN。从启闭力测试可以得知，两吊点启闭力最大差值为11kN（其中左侧吊点44kN，右侧吊点33kN），两吊点平衡状态较好。

（3）泄洪放空洞进口闸门启闭力测试

水库水位29.8 m，底槛高程16.5 m，测试水头在13.3 m。出口闸门关闭，机组停机，闸门作静水启闭。闸门全闭、钢丝绳松弛状态下仪器调零，进行启门约13 m—持住—闭门操作。在测试水头13.3 m，闸门进行静水启闭约13 m的过程中，启闭机运行平稳，运行过程中未发生卡阻现象，运行状态良好。测试的最大启门力为107kN（其中左吊点最大启门力55kN，右吊点最大启门力52kN），小于启闭机容量2×400kN。从启闭力测试可以得知，两吊点启闭力最大差值为4kN（其中左侧吊点55kN，右侧吊点51kN），两吊点平衡状态较好。

（4）泄洪放空洞出口弧门启闭力测试

上游进口闸门关闭，出口弧门底槛10 m，下游水位11.2 m，闸门上下游平压，在闸门全闭状态下仪器调零，进行启门约5.5 m—持住—闭门操作，启闭过程中连续对两侧水封进行注水润滑。在闸门无水压状态下，启门约5.5 m全过程中，最大启门力为169kN，小于启闭机的启门容量200kN；最大闭门力为 75kN，小于启闭机的闭门容量150kN。闸门在启门过程中，迎水面右侧面板与顶止水封止水橡胶发生摩擦，闸门出现抖动现象，导致启闭机机座振动。

三、安全评价

1.泄洪闸5号闸门及其启闭机

泄洪闸5号闸门一类焊缝不合格率75%，二类焊缝不合格率40%，焊缝质量较差，但是检测过程中未发现裂纹等扩展性缺陷。检测发现的缺陷均为制造安装时遗留的未焊透缺陷，未发现使用中产生由未焊透引起的扩展性缺陷，该闸门在使用上是安全的。但建议定期对不合格缺陷进行跟踪检测，防止未焊透缺陷发展为裂纹等危害性缺陷，建议对同批次1～4号闸门的焊缝进行检测，以明确其焊缝质量情况。

1～5号启闭机控制柜电流表量程均偏小，启动时出现满载现象（电流表量程30 A，瞬间启动电流达36.7 A），建议更换适当量程的电流表。

闸门启闭测试均是在无水压状态下进行的，启闭机并不能反映闸门在挡水工况下的运行状态，只能考核启闭机运行情况。观察运行过程未发生卡阻现象，运行状态良好，该启闭机可以正常使用。

2.泄洪闸10号闸门及其启闭机

泄洪闸10号闸门一类焊缝未发现超标缺陷，二类焊缝不合格率5%，在检测过程中未发现裂纹等扩展性缺陷。检测发现的缺陷均为制造安装时遗留的未焊透缺陷，未发现使用中产生由未焊透引起的扩展性缺陷，该闸门在使用上是安全的。但建议定期对不合格缺陷进行跟踪检测，防止未焊透缺陷发展为裂纹等危害性缺陷，建议对同批次6～9号闸门的焊缝进行检测，以明确其焊缝质量情况。

6～10号启闭机控制柜电流表量程均偏小，启动时出现满载现象（电流表量程30 A，瞬间启动电流达38.6 A），建议更换适当量程的电流表。

闸门启闭测试均是在无水压状态下进行的，启闭机并不能反映闸门在挡水工况下的运行状态，只能考核启闭机运行情况。观察运行过程未发生卡阻现象，运行状态良好，该启闭机可以正常使用。

3.泄洪闸其他闸门及其启闭机

泄洪闸 1、2、4、5、7、8、10 号弧门右侧侧水封均存在破损，造成漏水，建议进行更换水封。 泄洪闸 1、4、6、7、9号弧门启闭机开式齿轮均存在啮合不良，建议进行调整。泄洪闸7号弧门启闭机制动器抱闸与制动轮接触不良，建议进行调整。

4.放空洞进口闸门及其启闭机

由于工况限制，现场仅抽取进口闸门的8条二类焊 缝进行超声波检测，不合格率50%，但是检测过程中未发现裂纹等扩展性缺陷。检测发现的缺陷均为制造安装时遗留的未焊透缺陷，未发现使用中产生由未焊透引起的扩展性缺陷，该闸门在使用上是安全的。但建议定期对不合格缺陷进行跟踪检测，防止未焊透缺陷发展为裂纹等危害性缺陷。

闸门启闭力测试均是在无水压状态下进行的，启闭机并不能反映闸门在挡水工况下的运行状态，只能考核启闭机运行情况。观察运行过程未发生卡阻现象，运行状态良好，该启闭机可以正常使用。

5.放空洞出口闸门及其启闭机

出口弧门无一类焊缝，二类焊缝不合格率为43%，但是检测过程中未发现裂纹等扩展性缺陷。检测发现的缺陷均为制造安装时遗留的未焊透缺陷，未发现使用中产生由未焊透引起的扩展性缺陷，但建议定期对不合格缺陷进行跟踪检测，防止未焊透缺陷发展为裂纹等危害性缺陷。

出口弧门主要构件的计算应力均接近材料的容许应力，结合闸门的运行状况和焊缝情况来看，建议对出口弧门近期作更换改造处理。

由于闸门启闭力测试均是在无水压状态下进行的，启闭机并不能反映闸门在挡水工况下的运行状态，只能考核启闭机运行情况。观察运行情况发现闸门在启门过程中，迎水面右侧面板与顶水封止水橡胶发生摩擦，闸门出现抖动现象，导致启闭机机座振动。建议更换顶水封止水橡胶，处理后该启闭机可以正常使用。

[1]方家祥，关磊，等.杭州市青山水库水工钢闸门及启闭机检测报告[R].2008.