宁夏灌区泵站工程安全评价体系研究

摘要：宁夏灌区在泵站工程运行状况的等级划分和安全评价体系方面，目前尚无统一的标准，也无规范可循。在泵站工程改造建设中，仅凭经验确定工程改造方案，某些程度上可能造成决策失误。通过总结国内外以往相关研究成果和经验，研究提出了宁夏灌区泵站工程破坏的类型、评价指标内容、指标划分标准、分析评价方法以及综合评价结论，制定出了适合宁夏特点、满足泵站安全运行的安全评价体系。

关键词：宁夏灌区；泵站工程；安全评价

中图分类号：TU714文献标识码： A

1 基本情况

宁夏大型泵站始建于20世纪70年代，主要分布在中部干旱带地区。现有固海、盐环定、红寺堡、固海扩灌、南山台子、扁担沟、甘城子等7处大型灌溉泵站工程，泵站100座，装机638台（套），承担着241.6万亩农田的灌溉任务，占自治区总灌溉面积的1/3，是宁夏水利工程的重要组成部分[1]。

灌区大型泵站自建成投入运行以来，有效缓解了自治区中部干旱带水资源极度缺乏的现状，解决了40多万贫困人口的温饱问题。生态移民、扶贫开发成效显著，为解决边远山区群众饮水，改善生态与环境，维护民族团结和社会稳定等作出了历史性贡献，取得了巨大的社会效益和经济效益，被当地群众称为“中部干旱带的生命工程”。然而，灌区受当时技术条件限制，固海等泵站工程建设标准低，配套设施不完善，加之运行时间长，缺乏维修改造资金，泵站普遍存在机电设备老化、机组不匹配、配套工程不完善、管理手段落后、运行状况恶化等一系列问题，工程勉强维持运行，急需对工程的安全运行情况进行评价，进而提出经济合理的更新改造方案。

然而，宁夏灌区在泵站工程运行情况的等级划分和安全评价体系方面，目前尚无统一的标准，也无规范可循。致使在泵站工程改造建设中，无法准确判断工程是否需要维修还是拆除重建，仅凭经验确定工程改造方案，某些程度上可能造成决策失误，出现“该建的维持，该修的重建”的不合理情况。本文通过总结国内外以往相关研究成果和经验，研究提出了宁夏灌区泵站工程破坏的类型、评价指标内容、指标划分标准、分析评价方法以及综合评价结论，制定出了适合宁夏特点、满足泵站安全运行的安全评价体系。

2 安全评价体系

泵站工程安全评价从前池、泵房、后池、输水管道、出水池和运行年限等6个影响泵站工程安全和管理的因素综合考虑[2]-[5]，按照不同权重进行赋值，经测算后得出泵站工程的最终评价结果。

2.1 前池（A）

前池评价包括拦污栅、侧墙、底板、安全护栏和前池淤积5个二级指标[6]。计算公式如下：

A=10%A1+25% A2+30% A3+20% A4 （1）

2.1.1拦污栅（A1）

拦污栅权重赋值10%。评价指标又包括锈蚀、变形、拦污效果和捞草机4个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）锈蚀（A11）：权重赋值10%。完好100分，深度锈蚀面积大于15%不得分，中间内插。

（2）变形（A12）：权重赋值30%。完好100分，变形大于15%不得分，中间内插。

（3）拦污效果（A13）：权重赋值40%。效果好100分，拦草50%不得分，中间内插。

（4）捞草机（A14）：权重赋值20%。正常100分，非正常运行率50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

A1=10%A11+30% A12+40% A13+20% A14（2）

2.1.2侧墙（A2）

侧墙权重赋值25%。评价指标又包括裂缝、沉降、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落和止水7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（A21）：权重赋值10%。完好100分，通裂缝或宽度大于3cm不得分，中间内插。

（2）沉降（A22）：权重赋值35%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（3）强度（A23）：权重赋值30%。符合设计100分，小于设计50%不得分，中间内插。

（4）碳化度（A24）：权重赋值5%。无碳化100分，碳化深度大于20mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（A25）：权重赋值5%。完好100分，锈蚀20%不得分，中间内插。

（6）剥落（A26）：权重赋值5%。完好100分，剥落面积大于30%不得分，中间内插。

（7）止水（A27）：权重赋值10%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

A2=10%A21+35% A22+30% A23+5% A24 +5% A25+5% A26+10% A27（3）

2.1.3底板（A3）

底板权重赋值35%。评价指标又包括裂缝、沉降、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落和止水7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（A31）：权重赋值10%。完好100分，通裂缝或宽度大于3cm不得分，中间内插。

（2）沉降（A32）：权重赋值35%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（3）强度（A33）：权重赋值30%。符合设计100分，小于设计50%不得分，中间内插。

（4）碳化度（A34）：权重赋值5%。无碳化100分，碳化深度大于20mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（A35）：权重赋值5%。完好100分，锈蚀20%不得分，中间内插。

（6）剥落（A36）：权重赋值5%。完好100分，剥落面积大于30%不得分，中间内插。

（7）止水（A37）：权重赋值10%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

A3=10%A31+35% A32+30% A33+5% A34 +5% A35+5% A36+10% A37（4）

2.1.4安全护栏（A4）

安全护栏权重赋值10%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

2.1.5前池淤积（A5）

前池淤积权重赋值20%。无淤积100分，占总体积的50%不得分，中间内插。

2.2泵房（B）

泵房安全评价指标主要包括底板、封闭圈、吊车柱、厂房、金属管道和安全护栏6个二级指标[7]。计算公式如下：

B=20%B1+35% B2+10% B3+15% B4 +15% B5+5% B6 （5）

2.2.1底板（B1）

底板权重赋值20%。评价指标又包括裂缝、沉降、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落和止水7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（B11）：权重赋值10%。完好100分，通裂缝或宽度大于3cm不得分，中间内插。

（2）沉降（B12）：权重赋值35%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（3）强度（B13）：权重赋值30%。符合设计100分，小于设计50%不得分，中间内插。

（4）碳化度（B14）：权重赋值5%。无碳化100分，碳化深度大于20mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（B15）：权重赋值5%。完好100分，锈蚀20%不得分，中间内插。

（6）剥落（B16）：权重赋值5%。完好100分，剥落面积大于30%不得分，中间内插。

（7）止水（B17）：权重赋值10%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

B1=10%B11+35% B12+30% B13+5% B14 +5% B15+5% B16+10% B17 （6）

2.2.2封闭圈（B2）

封闭圈权重赋值35%。评价指标又包括裂缝、沉降、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落和止水7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（B21）：权重赋值10%。完好100分，通裂缝或宽度大于3cm不得分，中间内插。

（2）沉降（B22）：权重赋值35%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（3）强度（B23）：权重赋值30%。符合设计100分，小于设计50%不得分，中间内插。

（4）碳化度（B24）：权重赋值5%。无碳化100分，碳化深度大于20mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（B25）：权重赋值5%。完好100分，锈蚀20%不得分，中间内插。

（6）剥落（B26）：权重赋值5%。完好100分，剥落面积大于30%不得分，中间内插。

（7）止水（B27）：权重赋值10%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

B2=10%B21+35% B22+30% B23+5% B24 +5% B25+5% B26+10% B27 （7）

2.2.3吊车柱（B3）

吊车柱权重赋值10%。评价指标又包括变形、裂缝、强度、碳化度、钢筋锈蚀度和剥落6个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）变形（B31）：权重赋值35%。符合设计100分，变形大于3cm不得分，中间内插。

（2）裂缝（B32）：权重赋值20%。完好100分，有微细裂缝即不得分，中间内插。

（3）强度（B33）：权重赋值30%。符合设计100分，小于设计20%不得分，中间内插。

（4）碳化度（B34）：权重赋值5%。无碳化100分，碳化深度大于10mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（B35）：权重赋值5%。完好100分，锈蚀10%不得分，中间内插。

（6）剥落（B36）：权重赋值5%。完好100分，剥落面积大于20%不得分，中间内插。

计算公式如下：

B3=35%B31+20% B32+30% B33+5% B34 +5% B35+5% B36（8）

2.2.4厂房（B4）

厂房权重赋值15%。评价指标又包括防裂缝、防水及密封性和保温3个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（B41）：权重赋值40%。无裂缝100分，裂缝大于3cm不得分，中间内插。

（2）防水及密封性（B42）：权重赋值30%。完好100分，面积大于20%不得分，中间内插。

（3）强度（B43）：权重赋值30%。符合设计100分，小于设计50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

B4=40%B41+30% B42+30% B43 （9）

2.2.5金属管道（B5）

金属管道权重赋值15%。评价指标又包括防锈层、锈蚀、强度、气蚀程度和焊缝完好程度5个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）防锈层（B51）：权重赋值5%。完好100分，面积大于20%不得分，中间内插。

（2）锈蚀（B52）：权重赋值15%。完好100分，锈蚀面积大于20%不得分，中间内插。

（3）强度（B53）：权重赋值40%。符合要求100分，低于设计30%不得分，中间内插。

（4）气蚀程度（B54）：权重赋值30%。完好100分，面积大于60%（或深度大于壁厚20%）不得分，中间内插。

（5）焊缝完好程度（B55）：权重赋值10%。完好100分，一年渗漏水3次不得分，中间内插。

计算公式如下：

B5=5%B51+15% B52+40% B53+30% B54 +10% B55（10）

2.2.6安全护栏（B6）

安全护栏权重赋值5%。完好100分，破损10%不得分，中间内插。

2.3后池（C）

后池安全评价指标主要包括护坡和排水设施[8]。计算公式如下：

C=40%C1+60% C2（11）

2.3.1护坡（C1）

护坡权重赋值40%。评价指标又包括裂缝和滑塌2个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（C11）：权重赋值50%。无裂缝100分，裂缝大于5cm不得分，中间内插。

（2）锈蚀（C12）：权重赋值50%。无滑塌100分，滑塌面积大于30%不得分，中间内插。

计算公式如下：

C1=50%C11+50% C12 （12）

2.3.2排水设施（C2）

排水设施权重赋值60%。排水设施完好100分，无排水设施不得分，中间内插。

2.4输水管道（D）

输水管道安全评价指标主要包括包括管道、支墩（镇墩）和管床3个二级指标[9]。计算公式如下：

D=60%D1+25% D2+15% D3（13）

2.4.1管道（D1）

管道权重赋值60%。评价指标又包括裂缝、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落、密封圈完好度和检查井完好度7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（D11）：权重赋值25%。完好100分，通缝长大于30cm不得分，中间内插。

（2）强度（D12）：权重赋值20%。符合设计100分，误差大于20%不得分，中间内插。

（3）碳化度（D13）：权重赋值20%。无碳化100分，碳化深度大于10mm不得分，中间内插。

（4）钢筋锈蚀度（D14）：权重赋值5%。完好100分，锈蚀20%不得分，中间内插。

（5）剥落（D15）：权重赋值5%。完好100分，剥落面积大于20%不得分，中间内插。

（6）密封圈完好度（D16）：权重赋值15%。完好100分，漏水无法处理不得分，中间内插。

（7）检查井完好度（D17）：权重赋值10%。完好100分，锈蚀无法处理不得分，中间内插。

计算公式如下：

D1=25%D11+20% D12+20% D13+5% D14 +5% D15+15% D16+10% D17（14）

2.4.2支墩（D2）

支墩权重赋值25%。评价指标又包括沉降、强度和裂缝3个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）沉降（D21）：权重赋值40%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（2）强度（D22）：权重赋值30%。符合设计100分，误差大于20%不得分，中间内插。

（3）裂缝（D23）：权重赋值30%。完好100分，有通缝不得分，中间内插。

计算公式如下：

D2=40%D21+30% D22+30% D23 （15）

2.4.3管床（D3）

管床权重赋值15%。评价指标又包括边坡完好、底和排水完好度3个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）边坡完好（D31）：权重赋值23%。符合设计100分，破损面积大于50%不得分，中间内插。

（2）底（D32）：权重赋值42%。符合设计100分，破损面积大于30%不得分，中间内插。

（3）排水完好度（D33）：权重赋值35%。符合设计100分，破损长度大于30%不得分，中间内插。

计算公式如下：

D3=23%D31+42% D32+35% D33 （16）

2.5出水池（E）

出水池安全评价指标主要包括竖井、排架、侧墙（非排架）、底板和薄壁堰完好度5个二级指标[9]。计算公式如下：

E=20%E1+18% E2+20% E3+22% E4 +20% E56 （17）

2.5.1竖井（E1）

竖井权重赋值20%。评价指标又包括锈蚀、伸缩节完好度、强度和弯段气蚀程度4个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）锈蚀（E11）：权重赋值30%。完好100分，锈蚀面积大于20%无法处理不得分，中间内插。

（2）伸缩节完好度（E12）：权重赋值25%。完好100分，漏水无法处理不得分，中间内插。

（3）强度（E13）：权重赋值25%。符合设计100分，误差大于20%不得分，中间内插。

（4）碳化度（E14）：权重赋值20%。完好100分，面积大于60%（或深度大于壁厚20%）不得分，中间内插。

计算公式如下：

E1=10%E11+35% E12+30% E13+5% E14 +5% E15+5% E16+10% E17（18）

2.5.2排架（E2）

排架权重赋值18%。评价指标又包括裂缝、剥落、强度、碳化度和钢筋锈蚀度5个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（E21）：权重赋值35%。完好100分，通裂缝或宽度大于0.5cm不得分，中间内插。

（2）剥落（E22）：权重赋值20%。完好100分，剥落面积大于20%不得分。

（3）强度（E23）：权重赋值25%。符合设计100分，误差大于20%不得分，中间内插。

（4）碳化度（E24）：权重赋值10%。无碳化100分，碳化深度大于20mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（E25）：权重赋值10%。完好100分，锈蚀20%不得分，中间内插。

计算公式如下：

E2=35%E21+20% E22+25% E23+10% E24 +10% E25（19）

2.5.3侧墙（E3）

侧墙权重赋值20%。评价指标又包括裂缝、沉降、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落和止水7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（E31）：权重赋值30%。完好100分，通裂缝或宽度大于1cm不得分，中间内插。

（2）沉降（E32）：权重赋值20%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（3）强度（E33）：权重赋值20%。符合设计100分，误差大于20%不得分，中间内插。

（4）碳化度（E34）：权重赋值7%。无碳化100分，碳化深度大于10mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（E35）：权重赋值9%。完好100分，锈蚀面积大于20%不得分，中间内插。

（6）剥落（E36）：权重赋值8%。完好100分，剥落面积大于20%不得分，中间内插。

（7）止水（E37）：权重赋值6%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

E3=30%E31+20% E32+20% E33+7% E34 +9% E35+8% E36+6% E37（20）

2.5.4底板（E4）

底板权重赋值22%。评价指标又包括裂缝、沉降、强度、碳化度、钢筋锈蚀度、剥落和止水7个三级指标。各项指标权重赋值及评分标准如下。

（1）裂缝（E41）：权重赋值30%。完好100分，通裂缝或宽度大于1cm不得分，中间内插。

（2）沉降（E42）：权重赋值20%。稳定100分，沉降大于5cm不得分，中间内插。

（3）强度（E43）：权重赋值20%。符合设计100分，误差大于20%不得分，中间内插。

（4）碳化度（E44）：权重赋值7%。无碳化100分，碳化深度大于10mm不得分，中间内插。

（5）钢筋锈蚀度（E45）：权重赋值9%。完好100分，锈蚀面积大于20%不得分，中间内插。

（6）剥落（E46）：权重赋值8%。完好100分，剥落面积大于20%不得分，中间内插。

（7）止水（E47）：权重赋值6%。完好100分，止水破损50%不得分，中间内插。

计算公式如下：

E4=30%E41+20% E42+20% E43+7% E44 +9% E45+8% E46+6% E47 （21）

2.5.5薄壁堰完好度（E5）

薄壁堰完好度权重赋值20%。完好100分，破损20%不得分，中间内插。

2.6运行年限（F）

参照宁水灌发（1996）34号文件规定的折旧率，确定泵站工程的折旧年限为30年[10]。新建100分，运行30年不得分，中间内插。

3 安全评价计算

泵站工程最终评价结果（J）按照以下公式计算：

J=15% A +35% B +5%C +25%D+10E+10F （22）

一类工程：最终评价结果＞80。运用指标达到设计标准，无影响正常运行的缺陷，按常规维修养护即可保证正常运行。

二类工程：60＜最终评价结果≤80。运用指标基本达到设计标准，工程存在一定损坏，经局部维修后，可达到正常运行。

三类工程：50≤最终评价结果≤60。运用指标达不到设计标准，工程存在严重损坏，经大修后，才能达到正常运行。

四类工程：最终评价结果＜50。运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，需报废重建或降低标准运用。

参 考 文 献

[1] 宁夏水利科学研究所.宁夏引黄灌区渠系工程安全评价标准[R].2011

[2] 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）

[3] 《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）

[4] 《泵站技术改造规程》（SL254-2000）

[5] 《水利水电建设工程验收规程》（SL223-2008）

[6] 《泵站施工规范》（SL234-1999）

[7] 《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176-2007）

[8] 《泵站安全鉴定规程》（SL316-2004）

[9] 《灌溉与排水工程技术管理规程》（SL/T246-1999）

[10] 《宁夏回族自治区水工程管理条例》