淮陰抽水站工程評(píng)價(jià)分析

(江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223001)

1 工程概述

淮陰抽水站位于江蘇省淮安市清江浦區(qū)和平鎮(zhèn)境內(nèi)，是江蘇省江水北調(diào)工程的第三梯級(jí)站，也將是南水北調(diào)東線第三梯級(jí)站。淮陰抽水站共裝有TL2000-48/3250型立式同步電動(dòng)機(jī)組的ZL30-7-S型立式全調(diào)節(jié)軸流泵4臺(tái)套，設(shè)計(jì)總流量120m3/s，裝機(jī)容量8000kW。水泵葉輪直徑3.10m，單泵設(shè)計(jì)流量30m3/s，揚(yáng)程5m，轉(zhuǎn)速125r/min，效率85%。同步電動(dòng)機(jī)單機(jī)功率2000kW，定子額定電壓6kV，額定電流227A，功率因素0.90，額定勵(lì)磁電壓149V，勵(lì)磁電流277A，絕緣等級(jí)B。主機(jī)設(shè)有差動(dòng)、過(guò)負(fù)荷、短路、勵(lì)磁故障和低電壓五種保護(hù)形式?；搓幊樗局髯儔浩鳛槿碛休d調(diào)壓變壓器，型號(hào)SFSZLb-20000/110。泵站輔助設(shè)備有供排水系統(tǒng)、壓力油系統(tǒng)、中壓氣系統(tǒng)、低壓氣系統(tǒng)等，站內(nèi)有供水泵3臺(tái)、排水泵3臺(tái)、中壓空壓機(jī)2臺(tái)、低壓空壓機(jī)1臺(tái)、壓力油泵2臺(tái)、高壓油泵1臺(tái)、儲(chǔ)能器1臺(tái)、低壓儲(chǔ)氣罐1只，起重設(shè)施有橋式行車1臺(tái)。另有高壓配電柜7臺(tái)、低壓配電柜11臺(tái)。抽水站采用堤后式混凝土結(jié)構(gòu)，肘形進(jìn)水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。站身兩側(cè)為空箱岸墻，頂上分設(shè)檢修間及門廳，站身由主廠房、副廠房、公路橋三部分組成。主廠房自下向上為進(jìn)水流道層、水泵層、聯(lián)軸層、電機(jī)層。主廠房底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)為22.10m，垂直水流方向長(zhǎng)為33.40m，4臺(tái)機(jī)組安裝于一塊底板上。主廠房下游設(shè)有工作橋，下有檢修閘門和攔污柵，上游布置有公路橋?；搓幊樗咀?987年投運(yùn)至2017年底，累計(jì)開(kāi)機(jī)194304臺(tái)時(shí)，總抽水量209.85億m3，為徐、淮、連、宿地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出了巨大的貢獻(xiàn)，充分發(fā)揮了工程的綜合效益。

因橡膠軸承磨損嚴(yán)重及大軸軸頸噴涂層有少量脫殼等原因，4臺(tái)機(jī)組在竣工后兩年內(nèi)都進(jìn)行了一次大修，以后平均5～6年大修一次。部分建筑物出現(xiàn)裂縫等不安全因素，安全隱患已不容忽視。為確?；搓幊樗景踩\(yùn)行，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全面的安全分析鑒定工作，以利其更好地發(fā)揮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 安全檢測(cè)

2.1 現(xiàn)狀檢查

采用直觀量測(cè)、外觀質(zhì)量描述和拍照及局部打開(kāi)檢查等方法，對(duì)淮陰抽水站泵房和進(jìn)出水建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)、砌石結(jié)構(gòu)和主機(jī)組、電氣設(shè)備、輔助設(shè)備、斷流設(shè)施、金屬結(jié)構(gòu)、進(jìn)出水管道(流道) 等進(jìn)行檢查。 對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和缺陷，分析其產(chǎn)生原因和對(duì)泵站安全運(yùn)行的影響。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

根據(jù)泵站規(guī)模、運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題、建筑物和機(jī)電設(shè)備狀態(tài)、檢測(cè)要求和具體檢測(cè)條件等因素綜合研究確定泵站現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)項(xiàng)目。建筑物主要包括混凝土結(jié)構(gòu)、砌石結(jié)構(gòu)和泵房上部結(jié)構(gòu)部分，機(jī)電設(shè)備應(yīng)以主動(dòng)力機(jī)、主水泵及與其緊密相關(guān)的重要設(shè)備為主。通過(guò)檢測(cè)成果分析對(duì)建筑物和機(jī)電設(shè)備安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 復(fù)核計(jì)算

以現(xiàn)狀調(diào)查分析和現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)成果為主要依據(jù)，按照《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》及其他有關(guān)規(guī)定，主要進(jìn)行地基承載力和穩(wěn)定復(fù)核、抗?jié)B穩(wěn)定分析、出口消能防沖復(fù)核和電動(dòng)機(jī)主次梁、樓板強(qiáng)度復(fù)核等，復(fù)核計(jì)算泵站有關(guān)參數(shù)。

4 分析結(jié)論

綜合現(xiàn)場(chǎng)檢查、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和工程復(fù)核計(jì)算的結(jié)果，對(duì)淮陰抽水站安全狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4.1 泵站建筑物

淮陰站已運(yùn)行30年,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)，目前建筑物工程主要存在以下問(wèn)題：主、副廠房之間存在著不同程度下沉，主廠房底板上下游面沉降差值達(dá)6mm，地基存在不均勻沉陷；四扇檢修平面鋼閘門，門體表面銹蝕、局部銹蝕嚴(yán)重，壓板銹蝕、損壞，止水橡皮老化；站身混凝土表層碳化嚴(yán)重，其中電機(jī)層及檢修層梁柱體混凝土碳化深度大多超過(guò)30mm，最大達(dá)38.8mm，聯(lián)軸層與水泵層及進(jìn)水流道間墻混凝土碳化深度大多超過(guò)50mm，最大達(dá)61.80 mm；工作橋邊墩及大梁混凝土碳化深度大多在60mm左右，最大碳化深度達(dá)到62.90mm，主要構(gòu)件碳化深度均已超過(guò)鋼筋保護(hù)層厚度，實(shí)測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度一般均小于原設(shè)計(jì)值，說(shuō)明混凝土已失去護(hù)筋性, 部分結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋失鈍, 發(fā)生銹蝕, 混凝土表面脹裂、破損，部分構(gòu)件鋼筋保護(hù)層小于原設(shè)計(jì)值；工程整體混凝土強(qiáng)度較差，混凝土構(gòu)件強(qiáng)度在18.90～26.40MPa之間；主機(jī)房柱部分混凝土有空鼓現(xiàn)象，混凝土表面密實(shí)性能較差，樓梯各層之間混凝土出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；水泵層廊道止水失效，漏水嚴(yán)重；南側(cè)岸墻后仰，岸墻與泵房伸縮縫下窄上寬，上部縫寬達(dá)5～6cm，廠房與門廳伸縮縫有拉開(kāi)現(xiàn)象，屋面局部滲水；北側(cè)岸墻高程11.70m的空箱四壁滲水；機(jī)組在抽引運(yùn)河水時(shí)，水中常有大量塑料袋、水草等雜物漂來(lái)，堵塞主機(jī)下游攔污柵，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行，惡化機(jī)組工況，攔污柵銹蝕嚴(yán)重并缺損，柵條多處銹斷，框架和橫梁銹蝕變形，強(qiáng)度和剛度削弱，雖經(jīng)過(guò)噴鋅防腐處理，仍不能滿足安全運(yùn)行的要求；清污機(jī)因年久失修，損壞較嚴(yán)重，已無(wú)法正常工作；上游公路橋有多處裂縫, 跨中存在垂直裂縫, 側(cè)面有龜裂縫。橋面上混凝土脫落現(xiàn)象較多；下游工作橋進(jìn)水口側(cè)橋墩受水流沖刷，局部混凝土有露石現(xiàn)象；上下游引河護(hù)坡在翼墻外漿砌塊石護(hù)坡坡長(zhǎng)均只有16m，干砌塊石護(hù)坡長(zhǎng)20m。經(jīng)多年水下檢查，上下游河道淤積雖不太嚴(yán)重，但因淮陰三站的建成，上下游右岸河堤現(xiàn)改為淮陰站與淮陰三站的導(dǎo)流堤，護(hù)坡長(zhǎng)度不足，抽排水時(shí)對(duì)兩岸沖刷嚴(yán)重，影響安全運(yùn)行。

淮陰站混凝土結(jié)構(gòu)大部分構(gòu)件強(qiáng)度偏低和碳化，但構(gòu)件強(qiáng)度能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范的最低要求，泵站建筑物局部損壞，主要構(gòu)件碳化深度已超過(guò)鋼筋保護(hù)層厚度，實(shí)測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度一般均小于原設(shè)計(jì)值，但尚能維持正常使用，站身主要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足安全需求；主機(jī)組重新安裝調(diào)試后，基本不影響機(jī)組正常運(yùn)行。

4.2 主機(jī)組

淮陰抽水站電機(jī)主機(jī)定、轉(zhuǎn)子絕緣老化；定子測(cè)溫電阻老化；機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)加劇，造成效率下降；集電環(huán)表面產(chǎn)生凹凸不平的溝槽，磨損嚴(yán)重, 電機(jī)本身絕緣材料老化較嚴(yán)重，繞組端部絕緣老化尤為明顯。

4.3 電氣設(shè)備

淮陰站主變(型號(hào)SFSZLb-20000/110)為1986年產(chǎn)品，超過(guò)了設(shè)計(jì)使用壽命(廠家設(shè)計(jì)使用壽命為20年)年限。其繞組為鋁芯結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過(guò)程中溫升高、損耗大、抗短路能力較差。經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)用，內(nèi)部絕緣老化，直流泄漏增加，滲油較重，有時(shí)有異常聲響，且備品件難購(gòu)買，維修困難，設(shè)備存在安全隱患。

4.4 金屬結(jié)構(gòu)

淮陰抽水站行車使用時(shí)間長(zhǎng)，行車主要部件老化嚴(yán)重，已不能保證機(jī)組大修工作的安全進(jìn)行，操作中常出現(xiàn)操作不靈、吊鉤卡死現(xiàn)象；閘門止水老化損壞，閘門面板銹蝕嚴(yán)重；淮陰抽水站撈草機(jī)為抓斗式，自建站至今一直無(wú)法使用，現(xiàn)液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制回路損壞，無(wú)法修復(fù)。

5 淮陰抽水站安全評(píng)價(jià)和建議

淮陰抽水站是江水北調(diào)第三梯級(jí)工程中的首選運(yùn)行泵站，至今已運(yùn)行30年，效率已明顯下降，主、輔設(shè)備除少部分輔機(jī)設(shè)備已經(jīng)更新以外，已嚴(yán)重老化，運(yùn)行中故障頻發(fā)，安全隱患較多，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查及安全檢測(cè)，混凝土結(jié)構(gòu)和砌石結(jié)構(gòu)評(píng)定為二類建筑，泵站機(jī)電設(shè)備安全類別評(píng)定為三類設(shè)備，淮陰抽水站總體安全類別為三類。其運(yùn)行狀況已嚴(yán)重影響工程整體效益，對(duì)淮陰抽水站進(jìn)行更新改造勢(shì)在必行。

[1] SL 316—2015泵站安全鑒定規(guī)程[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005.

[2] 泵及泵站專業(yè)委員會(huì).泵與泵站工程科技進(jìn)步綜述[J].中國(guó)水利,2004(10):23-25.

[3] 許建中,李端明,宋實(shí).大型排澇泵站更新改造項(xiàng)目安全鑒定[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2006(11):65-67.

[4] GB/T50265-2010泵站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.