三峡工程金结制安装质检标准综述

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1、概述
    DL/T5018《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》、SDJ249.2《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准——金属结构及启闭机安装工程》及SL36《水工金属结构焊接通用技术条件》作为水工金属结构设备制作安装工程的行业标准在国内各类型水利水电工程建设中起着规范技术指标、指导工程施工的举足轻重的作用。然而，对于三峡水利枢纽特大型工程，现行的水利水电金属结构行业标准不能全部涵盖工程金属结构设备的质量要求。为使设计、施工、监理、及业主对质量指标、检测方法有统一的认识，有必要对合同文件、设计图纸和标准规范进行分门别类地整理汇编，列出具体条款统一执行。根据三峡工程质量委员会的要求，结合三峡工程的实际编制了“三峡工程质量标准——金属结构设备制造和安装质量检测标准”。
    三峡工程金属结构设备制造安装质量检测标准共计58个，其中焊接、防腐、镀铬等三个为通用标准，两个制造质量评定方法标准，38个制造质量检测标准，3个启闭机用电控设备制造质量检测标准，12个安装质量检测及质量等级评定标准。本文主要对闸门类金属结构质量检测标准进行评述。
    2、编制质量检测标准的目的和作用
    2.1 汇总设计文件和合同技术条款，重申合同有关规定
    标准编制的原则是参照行业标准的条款、遵照标书图纸的技术要求编制检测项目和质量指标，一般不高于标书图纸的要求。对于标书和图纸未明确的要求则按行业规范条款编制。对于规范中未涉及而由于设备的特殊结构要求、影响到设备运行的检测项目和质量指标由编制单位提出，专家充分讨论后列入标准，经三峡工程质量委员会批准执行。
    2.2 结合三峡工程实际，调整技术标准
    在三峡金属结构质量检测标准编制过程中，对标书中不明确的问题、实践中难以实现的以及不能满足工程需要的技术指标，进行了充分的讨论研究，根据实际情况进行了调整。
    2.3明确检测项目和质量指标，方便参建各方使用
    为明确验收项目且方便使用，每种设备都有对应的制安标准，每个检测标准都按主体和埋件两部分进行分列。全部采用表格化的方法列出了检测项目和质量指标，为三峡工程TGPMS金属结构设备安装质量管理系统提供了依据。为使所有检测项目均受到控制，在本系列标准中，对不能或不便在最终检验的项目，给出明显标记，要求承包者和监理工程师必须在制造过程中完成检测，保证了检测资料的完整性和真实性。
    3、标准编制依据
    标准编制依据是遵循标书、图纸、行业标准、国家标准排序原则。标书和图纸中所列的技术参数和质量指标是工程设计单位依据工程实际要求而确定的，金属结构设备质量检测标准必须遵守合同标书文件的技术要求，标书和图纸均未明确的检测项目则按规范执行。
    4、金结标准的分类与行业规范的比较
    4.1 通用类
    (1)焊接标准
    焊接质量检测标准是依据DL/T5018的焊接章节和SL36编制的，适用于三峡工程各类闸门、压力钢管和各类启闭机产品的制造和安装焊接质量检验，在标准编制中总结了这两个规范多年的使用情况，并结合三峡工程的需要进行归纳整理，补充了部分内容：其中主要有：①调整了角焊缝焊脚K的公差，在标准中确定对角焊缝的焊脚K按SL36给出了“-1”的负公差，减少了焊脚K的上公差。②明确提出一、二类组合焊缝若允许未焊透且对最大未焊透尺寸有限制时，应按GB11345“钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级”标准的方法探测未焊透数值。对于允许未焊透焊缝是否进行内部质量探伤的问题一直是水工金属结构行业内有争议的问题，对于此类焊缝，多采用工艺保证措施来实施质量控制，也有采用超声波探伤方法控制的。在检测实施中发现，凡采用超声波探伤方法进行质量控制的，一般均能将未焊透深度控制在设计和规范要求的范围之内，反之则常存在超过要求的未焊透缺陷，因此在三峡金结质量检测标准中提出了这样的要求。
    (2)金属防腐标准
    金属防腐标准分列了涂层用标准和表面镀铬标准。
    防腐蚀施工质量检测标准对表面予处理、涂料涂层、金属和涂料复合涂层以及埋件水泥浆施工均提出了质量检测要求。对金属热喷涂的射滴粒度首次以量化指标即金属涂层的表面粗糙程度列入检测标准。
    镀铬施工质量标准适用范围原本包括三峡工程全部金属结构设备的零部件的镀铬施工，但对于液压启闭机活塞杆表面孔隙，仅按照孔隙率≤3个/cm2要求，没有总数的控制，则使这一条失去意义，由于没有大工件的镀铬标准的数值可供参考（一般验收均是凭眼睛目测，没有明确数值标准），故在修改条文中明确了镀铬标准的适用范围不含液压启闭机。
    4.2金属结构制作标准
    三峡工程金属结构类制作标准主要依据招标文件和DL/T5018规范制定，由于三峡工程闸门类别较多、规格较大，通用标准难以包括全部内容，因此对每一闸门均编制了验收标准，本文对几例特殊要求的闸门检测项目叙述如下：
    (1)由于采用钢止水，而提高了止水座板和钢止水的直线度和结合面间隙要求，例如输水廊道工作闸门要求底止水座板工作面局部平面度每m范围≤0.3，底止水工作面与底坎埋件工作面局部间隙≤0.1，连续长≤20，累计长≤10%全长。排沙孔工作门门叶底缘与底坎接触部分局部间隙≤0.1，连续长≤20，累计长≤10%全长，斜长≤10%全长。这两项要求都是由于采用钢止水而提出的。排沙孔门叶与埋件是在厂内组装完成，基本可以保证满足要求，而反弧门门叶和底坎不是成套供货，在厂内只能用模拟底坎去检测门叶，而工地安装中，底坎反浇混凝土，也会造成一定变形，即使合格出厂的产品，还要在安装过程中调整才能保证间隙要求。
    (2)工程设计单位对叠梁门的要求是各节互换，在检测标准的编制过程中，经各方讨论研究，改为每扇门的各节互换，为了保证各节互换过程中定位销和定位孔可以顺利配合，检测标准增设了定位销、定位孔的垂直度检查。为了防止各节叠梁的配合面倾斜造成闸门积累误差而引起卡槽事故，对各节门的底缘和顶面均给出了倾斜和直线度要求。
    (3)三峡工程大量使用了铸钢轨道，事故门采用合金铸钢ZG42GrMo，检修门采用铸钢ZG270-500，对内部质量进行超声波探伤，其中事故门合金铸钢ZG42GrMo轨道采用分级控制的方法，即工作面30mm深范围内执行GB/T7233Ⅱ级，其它部位执行GB/T7233Ⅲ级。检修门用的铸钢ZG270-500轨道执行GB/T7233Ⅲ级，并对孔口工作范围内与其它部位进行了区别。另外，对铸钢件的表面给出了具体的要求，在标准编制过程中，对此进行详细列项。
    (4)三峡金属结构质量检测标准所列结构检测项目与现行规范的比较如下所列以泄洪深孔为例： 
    对于泄洪深孔的三道闸门，根据其功用提出的要求是不同的，从表中可以看出，工作闸门和事故闸门的质量控制指标有近三分之一项目已超出现行规范要求，这些超规范要求的项目基本是以提高止水效果和保证运行平稳的目标而设定的，对检修门则基本遵守了规范要求，只是由于有了叠梁门互换要求而调整或增加了一些检测项目。
    5、金属结构安装标准
    三峡金属结构质量检测标准分列了平面闸门、弧形闸门、人字闸门、反弧门等安装质量检测标准，其中平面闸门和弧形闸门安装标准主要依据了DL/T5018和SDJ249.2，人字闸门安装标准主要依据工程设计单位提出的安装技术条件，反弧门安装标准是参照规范，调整了检测项目和指标以适应三峡工程实际工况。
    (1)平面闸门安装质量检测标准分列了埋件（主轨、反轨、侧轨、侧止水板、底坎、门楣、衬护结构，锁定装置）和闸门的安装检测项目，其中对事故门的主轨安装提出了高于规范要求的检测指标，另外对影响止水效果的侧止水板和底坎也增加或提高了检测指标。依据三峡工程实际工况，对衬护结构单列了检测项目。
    (2)弧形闸门安装质量检测标准分列了埋件（底坎、门楣、侧止水板、衬护结构、铰座钢梁）和闸门（铰座、门体）的安装检测项目，其中对导流底孔和泄洪深孔工作门的影响止水和过流的底坎、门楣和侧止水板以及埋件安装相对位置增加或提高了检测指标，根据三峡的实际工况，对衬护结构单列了检测项目。
    对闸门的安装检测主要控制铰座安装位置，控制闸门的支臂承载结合面的间隙和止水橡皮的安装质量，以保证运行和止水效果。
    (3)反弧门安装质量检测标准主要依据招标文件和设计图纸，参考DL/T5018编制检测项目及质量参数，由于反弧门是整体出厂，与现行规范中所列的弧门出厂状态不同，故对规范中受此状态影响的检测项目进行了调整，调整的重点是：各单件埋件，门体均以支铰中心为基准测量定位，强调各单件埋件相互位置的质量检测。由于反弧门与规范中所列的弧门结构形式存在很大的差异，制作安装精度要求高，工程设计单位提高了底坎、门楣及侧壁（侧止水）等埋件的安装精度，本标准相应地提高了检测标准。
    门体安装主要控制铰座的安装位置和门体止水橡皮压缩量，由于底止水是采用钢止水型式，还要对门体底缘进行修磨以保证门体底止水与底坎的接触面间隙≤0.1 mm。
    (4)三峡工程永久船闸为五级船闸，航道宽34 m，1~4闸首人字门高38.5 m，5~6闸首人字门高37.5 m，是超大型的工程设备，现行规范不能满足人字门的安装质量检测要求。三峡工程人字门安装质量检测标准主要是根据工程需要、参照规范、结合现场的实际测量可行性确定检测项目，依据工程设计单位提出的安装技术条件，确定质量指标。检测标准分列了埋件（底枢、顶枢、枕座、枕垫块、底坎）和闸门（门体、底水封、支枕垫块）安装检测项目，以“两个点三条线”（即两个底枢点和两条门轴柱支枕垫块啮合线以及斜接柱支枕垫块啮合线）为整个安装工程的测量基准来控制闸门安装质量。根据三峡人字门的特点（人字门支枕垫块采用凹凸不同半径的线接触弧形承载面，底止水采用平面止水），增加了底座的检测项目，提高了底座的检测指标。对门轴柱处的枕座，枕垫块均以底枢中心确定其位置度，并以1.0 mm的位置度公差检查枕座腹板中心线，以0.3 mm的位置度公差检查枕垫块的位置度。由于底止水采用平面止水、底坎的安装方案是待整个门体调整背拉杆完毕，支枕垫块及底止水橡皮安装完成后进行，所以对底坎的安装未提出过高要求。
    在门体安装中为使斜接柱支枕垫块的凹凸弧面均匀接触，且使啮合线为一垂直线（公差为3.0 mm），工程设计单位对斜接柱的端板正侧向直线度提出了较高要求（直线度公差4.0 mm），并通过调整背拉杆来达到这一目标。现场实际工况表明：要达到这一指标是比较困难的，经过多次调整，综合考虑背拉杆受力，底缘的倾斜，门轴柱和斜接柱的直线度，以及止水和运行等因素，最终这一直线度要求调整在 7~8 mm范围内。
    6、质量评定
    三峡工程金属结构产品制造质量以产品的检测项目合格率来判定合格与否，三峡金属结构制造质量检测标准中将所有的检测项目分为主要项和一般项，关系到设备运行和止水效果以及影响寿命的项目定为主要项，其它为一般项。合格产品要求主要项100%合格，对一般项的要求为70%或80%合格。为防止出现较大误差或缺陷，评定办法规定了不合格的超差项其超差值不得大于公差值的30%，且不影响安全运行，否则即使合格率达标，仍为不合格产品。
    安装质量评定依国内水电工程建设惯例，分为合格和优良两等。在安装质量检测标准中除将检测指标分为合格和优良两档，另外还有专用于优良单元评定使用的检测项目和检测指标。为确实评出符合三峡工程要求的优良单元又对评优不设过高的屏障，优良指标确定的原则是：与规范相同的检测项目和检测指标按规范分列出合格和优良指标，高于规范要求的合格指标同时即可做为评优指标。为避免追求名义上的优良工程而出现多次返工，规定了一次交验合格是单元工程评优的必备条件。
    7、结束语
    根据工程需要，三峡工程金属结构设备大量选用新材料、新技术，反映了我国水利水电工程建设的技术进步，与此同时对制造和安装工艺及检测验收标准也提出了新的要求。通过工程实践的检验，三峡工程金属结构设备质量检测标准将对行业规范的进一步修订提供宝贵的经验和资料，为推动我国水利水电工程水工金属结构行业的产品设计、制造和安装的技术进步做出贡献。