水利工程设计使用年限的确定

1、维晋资讯 人民长辽Yangtze RiverVol.35,No. 9Sep.,2004第35卷第9期2004年9月文章塢号 1100 - 4179(2004)09 - 0(M4-02水利工程耐久性和合理使用年限的探讨旃瘩恵 J. <4仁(上诲勘测设计研究隨"上海200434)摘要：由于存在混联土裂堆、混麻土碳化、钢筋锈钟、渗漏和溶強、冻釉城胀、剥社和气柱、水质侵馆和混雜土城 骨抖皮应筝病冨，我国水利工轻的时失性普遍不良.水工建筑物的使用年限不抵.这不仅适庞经济帧光，而且严 重浪费资源.引发社会问题一因此应该改善水利工程的耐夂性，并且研究确定水刹工程的合理使用年限口论述 了水和工

2、程水工建筑物的合理使用年限的定义理确定方法*同时谄明应提出保证建筑沏能够达到合理使1用年 限的耐久性推施：关 镇 词水工建筑物；耐久性；合理使用年限；确定方法中图分类号：TV69R.2文抵标识码：A1概述找国是发展中国家，正在进廿大规模的峯础设施建设.水利 垦基础产业，因此水利工程建设更是如此.但工程建设需要耗费 大債资泅。我国水利工程设计由于主嘤执行着按强度设计的模 式较少考虑建筑物长期使用过程中由于环境作用引起结构材 料性能劣化*腐烛对结构安全性与适用性的融响等.致使工程的 使用年限不长.未达到工程建设时的预期冃标a由于工程耐久 性不足，増加了建筑物使用过程中的繼理与加固费用.彭响或限 制

3、了结构的正常使用功能幷縮短结构的使用年限不仅造成经 挤摘尖.而且严更泡费資源.引发社会问Ma水利工程的安全耐丸，是蓄水发电、防洪度讯、排涝供水、航 运旅游,发抨更大经济效益的霊哽，同时提閒建筑物硬联和耐久 性、延长工程便用寿命、减少维慘重建费用也是可持续灰展的关 键r延长工程使用寿命意味着节约材料，节约能源、资源和资 金°生产混凝土需耗檢水泥、砂、石等原材料，从而大趙消耗国 土资源，水泥生产需排放二氧化碳。所以耐久的工程也适应了 环境保护的需要，可UX发挥更大的社会效益。2000年I月30日发布施行的第279号国新院令£建设工稈 庚量彗理条例第二十一条规定：设计丈件应注明工

4、程合理使用 年限；第四十条(一)规定；在正常便用条件下甚础设施工程、房 吊建筑的地菇卓础工程和主体结构工程的垠低保修期限为设计 文件规定的该工程的合理便用年限。建设耶电梵于设计单位执 行有关建设工程合理便用年限问题的通知(建设L2000J146 ) 文件中血明确定了在设计文件中应连明建筑物的合理使用年 限r为了買彻执行国家法定要求，适应水利工程建设的需要，提 离工程设计、施工、逗行管理水平.水利行业迫切需要改奔建筑 物的耐久性*并研穽确定务水利工稈的合理使用年限。2影响水匸建筑物耐久性的主要因素水利工程种类素多，主要有瘓水建筑物"泄水建筑物、输水 建筑物.水电站厂房、排灌泵站、水闸、

5、堤防、渠逋及率系建筑物 养，建筑材料主要有混瞬土、钢筋混凝上以及土、石霁当地材料a水工建筑物不仅应具有安全性和适用性，还应具有耐久性 和经济性“结构的酣久性是指结构長其部件在可龍引起材料件 能劣化的务种作用下长期维持其应有功能的能力。20世纪80 年代.原水电部水工混眠土耐久性调査细调査了全国32熾大坝 和40余座钢筋混凝土闸及土坝中的混凝土建筑物*总结岀水工 混凝土耐久性病害主要有混羸土裂缝、混囉土碳化和钢筋锈怏、 渗漏和溶怏、冲刷剧怏和气蚀破坏、阵融破坏、水质侵蚀等。文 献I】也表阴我国电力系统管理的140爭座大中型水电站大坝 的耐久性常见病害同样如此“文献2j表明了碱骨料反应破坏 也是水

6、工混瞬土耐久性病害*应特别重觇。其他有关对水闸的 大量调査和检测'山也表明混駐土裂缝、钢筋猜蚀、混瞬土碳化 为水闸耐久性嗾坏的主耍原因。在这些病害中裂縫为首嘤因素但裂缝的出现多数在施 工期就存在有的虽然在施工期以后.但也密在运行初期5 10 &以内，不是由于运行期长工程的老化问般.而屋早期的问题。 裂縫的存在*会引起其他病害的发生和发展如淒漏溶付I、环境 水位蚀、凉融破坏的扩展、混瓏土碳化和钢筋锈蚀等。而钢筋锈 怏通常有购卜因素适成：涯凝上的礙化"碳化从混駐土表面 开始到达钢筋位置使钢筋锈蚀； 氯盐的榛人。3水工建筑物合理使用年限的确定方法3.1合理使用年限的定义国内

7、外有关标准规范中，对建筑物便用年限或使用寿饰的 定义有：(1) 国家标准t建筑结构可靠度设计统一标准XGBS0068- 2001)'71中.借鉴了国际标准结构可靠度危原则XISO2394： 】99的提出的-设计工作年限(design working I浪)”的概念，将结构 ”设计使用年限”定义为：设计规定的结构或结构构件不需迸行 大修即可按其换矩H的使用的时期。而设计使用年限是房用建 筑的地甚苑础工程和主体结构工程“合理楼用年限”的具体化。(2) 交通行业标准电海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 (JTJ275-2000)中搐结构*设计便用年限”定义为：结构或构件 按设计冃的和使用条件使

8、用而不需熒大修的预定日期。水利行业标准农田水利技术术语>016-93)中，将 “使用年限(工程寿年F定义为：由规范或右关政策规定的工程收稿日期：2004-03-05作者简介：柏宝电，男，上海勘测设计研究院，高级工程师.维晋资讯 第9期柏宝忠等；水制工程耐罠性和合理使用年限的探讨45或设豁的服务或使用的邕体数宀显然.这仅仅屋对便用年限柞 了说明.而没有貝体定文。(4)樊国标准(建筑物及建筑枪件、产酣与组件的耐久性僧 ><BS7543； 1992中+将“使用寿命(service life严和*工作寿命 (wcriuns lik '定文为：组件或建筑物的运行.维护和检理不需

9、要 超師费用支出的实际吋期又从不同稱厘提出了 ：要求便用寿 命被规定以满足用户要求的使用寿命)朋期使用石命根据经 验、试验或制造商提供资料所估计的寿命.愎计有命设计人预 定畢比进行设计的寿命)等不同概;魯井提出恿薑观点耐久 性预测不可旌是一门稍确的科学，建筑物的煎测寿命只能屋亍 估计4结合水利工程的特点.建议将水利工程“合理便用年限"定 文为：考虑安全与经济的最佳平衡*水工建筑物在正常使用和维 护下，口工程竣工验收合格之日起至安全性、危用件不能満足预 定要求的期限*即建筑物在圧常设计、圧常施工、正世使用和维 护下应达到的便用年限.如达不到这个年限則窟竦希在设计、施 工、便用和维护的某

10、一环节上出现了非正常情况“合理使用年 阳的确淀不应考虑人为过失的影响，人为过先应通过耳他措施 予以避免。所谓“正倉维护”包括必要的.设计预定的檢测，维 护口合理使用年限是针对建筑物主体结构而育的，并不畫示建 筑物各个部件或结构都旄达到这一要垠a在建葫狗的整个合理 使用年限内.有些部件需栗更换，有些书撃定期维护维修*启些 则为全寿佈。合理使用年限是建筑物在设计预定的從用、维护 维障，部件更换的条件下的应达到的年限”合理使用年限宜综合等虑建玻物的亜要性、安全性、工作环 境的侵诫性利使用要求尊因素确定a对于投资巨大、结构宣杂、 修圮困雄、重要性大的工稈.武合理使用年限应悅一些口通常情况下.合理使用年

11、屜与设计使用年限、设计便用寿曲 在槪念上应是一致的。但合理便用年限不等同于设计華准期口 设计蒸准期是结构町靠度分析中为了确定可变柞用及局时闻有 关的材料性能取值而选用的时闻塞数而合理使用年限星结枸 可靠度的时间罄数"可靠度的定义就屋结构在规定的时间 内.在规定的条件下，完成预定功能的槪率"这规定的时间就是 工程的合理使用年限。结构的可靠度或失效槪率，与给构的合 理使用年限有关.当结构的便用年限趙过合理便用年限后，结枸 失效槪率可能较设计预期值增大“对于水利工程.通常合理使 用年限应犬于设计莘曲期合理使用年限与工程的折旧年限也不同.但有莆密切的联 系a折旧年限的规定是对固定资

12、产柞出会计处理的标准屋国 家的一项经济政第.掏一理论常数，它以资产的正常维修及正常 使用为就提n面定资产由于损耗逐葡将其价值转移刮产品戒本 中去的进程称为折旧c掏了保证在折I日年限内能够收回工程投 资.所建工程必须在折旧年限内能够按设计预定的功能正常运 行C因此工程合理使用年限的确定应塞考工程的折旧年限的规 定，但不应小于折I日年限。合理使用年限与建筑物的经济耐用年限(从经讲油度衡馆 具有合理性的可使用年限.从开哈使用到因经桥上不合H而停 止使用所经历的时间)和自轶奇命从趣風运行到工程老化不能 再修复而报废的全部时间在概念上也不相同。3.2合理使用年限的确定方法合理使用年限的嫦定应该通过下儿个

13、方面的工件述行：(L)对国内外已建水利工崔耐久性状况进行调査分折* 了 解各水工建筑物已正常运行年限、冃前状况以及影啊耐久性的 主要因素，并结合材料性能生化计算模型进行使用年限的预测 和惟断+如氯离子的燃人引起钢筋锈蚀计算模型、混鮭土礦化引 起钢崩诱憧的讥算模型、混凝土抗冻或麻融破坏计算模型弄& 充分的调査柯分折后.才能做出较瞧确的结论*<2)全面了解国内外相关设计规范或设计文件中有关便用 年限或使川寿命的具体规定和含又*如黄国Zety of Dan】$ Flood ojkI PLaitbquakr Criteria*'中嬰求大坝曲社会服务年限不小fKXd国獄标准t水利水

14、电工程结构可靠度设计统一标雄 (GB50I99 -风)中笑于水工建筑物设计皐准期的规定.文献7 咿建筑结构设计使用年限的规定彎，这些规定对于确定相关水 工建筑物的合理使用年限只有車栗参脾作HL,(3) 了解国内外重大基础设施工程"特别是水利工程使用 年限或疫用寿命的规定井且了解採证建筑物达到使用年限的 耐丸性措施r国内外许垄矍人工稈都有明确的便用年限的规 定.如荷兰Dd卑巨型挡潮闸和商浪堤的设计便用寿命为200 a. Scheldt 道的设计使用寿命为LOOe;丹麦跨海交通墓逍Great FfeU Unk的设计按用寿侖为100釦英吉利询峡50km 底隧逍的 设计使用寿命为120岂英阖

15、北海采油平台的奁计寿命为100 a. 英国国家图书馆的设计寿命为250 Ua国内水利工程中规定谨 用年限的*见报逍.主要是一些3要桥梁工程均明确了使用年 限.卽香港青马大桥、青歸海湾大桥、江阴底江公路大桥的设计 使用年限均为120斗厦门海沧時海思索大桥，杭州湾聘海大桥， 润扬氏江公路大桥的设订使用年限均为100尊+这些工程规定 的使用年眼以及恫久性措施对于确定大型水利工程的使用年限 同样日有参照作用“(4) 从科学技术览展角度来确定使用年限。对国内水利工 程耐久性现状进行凋査分折和桂定后，得出的姑论漏當为耐久 性不良+使用寿命不氏*但现有工程大梦数建于20世纪加年 代之舸.出时山于技推和物质条

16、件限制旦及其他因素的干扰+草 本没有提出明觸的耐久性栗求。20世纪70年代末以后到近年 来制定的许多水工建筑物设讣、施工等怵准规范.对混凝上和試 他建筑材料各性能提出了要求.对提高工程的耐久性发挥了里 要作用“加上现有的设计水平、飪理扔施，施工磺量，施工设备 以及完建后的工程适行背理水平的提高*有理由相信水工建颦 物在正皓设计.正常施工正带便用和维护下的使用年限应里同时随特新的结构型武、新材料、新工艺的不断采用*特别 是高性能混瓏上和高散外加刑的应用以及工程骨理科学化*水 利工樫的耐久性应淒可以得到保证=<5)从经济蘇件和国家经济政策确定合理便用年限。水利 工秸!通常即有经贽妓益，又有牡

17、会效益，理应为社会服务较民时 何。旦失事或报康，对社会影响很大g 些大型水利工程或 水力发电工程+更是挖资巨大.工期匡。从投资和收益角度来 看.如果使用年限不长*甚至有可能收不回拉资，按资收益从何 谶起？这是投资才无祛按覺的*也是社会瞬源的巨大浪撈“固定资产折旧年限的规定是阖家的一项经济政笨，也是评 怙工程的经济合理性的一项重要参数，它反映了业主从收创投 资成本角度对建筑物要求的威低服务年限口 水利建设项目经 济评价规范>(SL72 - 94)Xf水利工程的折旧年限有貝体的规 定*因此可及通过合理使用年限习折旧年限的关毎来确定大* 中、小型水利工程的合理使用年限a通过上述几方面的工作后錨定的水利工稈水工建承物的 合理使用年眼应谏是合适的，是可旦实现的。卷考文献：1 刑林生，新广胡.我闻永电站區就土建筑