小型水庫閘門破壞形式及解決對策

艾天琪

(六枝特區(qū)水務局，貴州六枝553400)

1 閘門破壞的原因分析和處理措施

解決水工鋼閘門振動可以有2種方法:①優(yōu)化閘門結(jié)構(gòu);②改善閘門的出流、進流條件。

1.1 泄水建筑物的總體布置

泄水建筑物的總體布置應遵循以下3點原則:①泄水建筑物的總體布置的前提是減少閘門的劇烈運動。由于閘門長期受到水流的作用，在水動力的荷載作用下很容易產(chǎn)生劇烈震動，從而使閘門的材料受到破壞，使閘門的使用功能下降。②總體設置上，應該充分利用水工模型試驗，盡量避免下游出口處出現(xiàn)回流、明滿流交替水流。其中，采取閘門段下游確保明流，而上游在各種工況條件下確保沿程正壓，是比較理想的設置方式。具體的改善措施就是使通氣量增加，設置防渦柵，同時采用強度較高的材料等。③最大可能地消除門底和門頂在使用過程中同時泄水的情況。

1.2 閘門段水力設計

閘門的作用是調(diào)節(jié)水流，因此，會破壞水流的連續(xù)性，從而導致水流不平穩(wěn)。為了避免這種現(xiàn)象，閘門的臨水面要盡量采用流線型設計，減少水流對閘門的沖擊作用。

1.3 閘門的結(jié)構(gòu)設計

結(jié)構(gòu)設計時應充分了解閘門運行工作狀況。在設計中應充分考慮并適當加大安全系數(shù)。在水荷載產(chǎn)生作用的情況下，止水、漏水等會發(fā)生強烈的震動，而門葉也會出現(xiàn)變形的情況，這就需要在設計的時候加強剛度[1]。在動水發(fā)生作用的時候，過大的不均勻破壞和變形，強烈的振動往往會從支臂表現(xiàn)出來。

1.4 零部件設計

在零件設計的時候需要采用新的連接方式，比如使用電渣焊、二氧化碳保護焊、高強度螺栓連接方法等，這些方法能夠確保焊接的性能，大大減弱變形的情況。考慮到水庫閘門的實際情況，底止水可以采用剛度較大的橡皮帶。

1.5 閘門的運行管理

振動和響聲是閘門管理運行中應特別引起注意的兩種情況。在調(diào)度運行的過程中，應該盡量減少門葉振動情況的存在。此外，應重視局部開啟工作情況，多孔閘門采用各孔開度不同的方法達到一定的泄量。

2 實例分析小型水庫閘門破壞型式及解決對策

2.1 小型水庫閘門破壞型式

2.1.1 閘門無法正常開啟

由于使用的年限較長，懸臂閘門的支撐摩擦系數(shù)不斷增大，而且，20世紀70年代使用的除銹方法和材料已經(jīng)遠遠不能滿足目前的要求。建設水庫時，考慮到水流的沖刷作用，懸臂閘門采用的是剛度較大的橡膠止水帶，但是這種止水帶會使水摩擦阻力增大許多。懸臂閘門一般不全部開啟，因為，只要一開啟就會出現(xiàn)較大的下吸力。由于懸臂閘門安裝不合理或是制造精度較低，閘門常常無法正常開啟。水庫采用臥管取水，閘門開啟，易產(chǎn)生負壓，導致閘門及其它部件損壞。閘門運行多年后，懸臂閘門的背面有大量泥沙或污物沉集，使啟門力變大。啟閉機的啟閉力沒有經(jīng)過計算，當水庫蓄滿水后，導致閘門損壞。由于水庫是建設在山區(qū)的，所以，一旦發(fā)生洪水，一些泥沙、樹枝就會堵塞進水口，從而使閘門產(chǎn)生負壓，破壞閘門。一般采用手搖絞車作為啟閉設施，人工無法操作，很容易破壞閘門。

2.1.2 閘門腐蝕嚴重，閘門無法正常使用

閘門止水漏水引起縫隙空穴。雖然在制作懸臂閘門時已經(jīng)對其表面進行了防腐噴漆，但是使用多年以后，受到外界因素的影響，閘門會受到腐蝕，影響其使用功能[2]。因此，相關(guān)工作人員必須對所有閘門進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)不合格的閘門，需要立即更換。

2.1.3 懸臂閘門振動破壞

很多原因都可能造成懸臂閘門震動，比如在放水的時候，不能完全開啟閘門，這是因為閘門關(guān)閉時需要借助閘門的自重，這時的水流就不容易控制，容易引起振動。消力井及臥管設計不科學，因為小型水庫具有較小的水流量，而較大的水流量則會使閘門出現(xiàn)振動。由于閘門沒有關(guān)閉嚴實，預埋件或閘門止水老化，都會出現(xiàn)負壓而影響閘門的正常功能。此外，制作時澆鑄和焊接質(zhì)量太差、選材不當?shù)纫捕紩﹂l門造成破壞。

2.2 解決小型閘門破壞的對策

2.2.1 對小型水庫閘門的設計施工要重視

目前的水利工程建設過程中，對于建筑物的質(zhì)量要求較高。止水及預埋件往往被忽視。所以，在閘門設計施工的過程中，要加強對閘門及金屬結(jié)構(gòu)的重視力度。

2.2.2 大力推廣新材料“新技術(shù)、新工藝”

根據(jù)上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，支承、材料、預埋件、止水、啟閉方式以及啟閉機等都與閘門的破壞有關(guān)。當前的小型水庫基本都是20世紀70年代建設的。當時的鋼鐵材料較為缺乏，且水閘經(jīng)過長時間的運行，以致發(fā)生啟閉機超載現(xiàn)象。小型水庫的止水閘門特別容易損壞，因為其使用頻率高，運行條件差。在升高水頭的時候，需要增大預壓縮量，從而增加了啟閉的磨損程度，容易破壞止水。這種止水在閘門關(guān)閉后，對止水進行充壓，迫使止水推出。在以前的水庫建設中，一些鑄鐵材料具有預埋件，預埋件都是對漿砌石臥管上的水泥漿磨平而成，因此，其止水性能較差。現(xiàn)在為了保證混凝土和水的緊密結(jié)合，預埋件設計都應該采取鋼板材料。

以前的閘門雖然采取了相應的防銹措施，但施工工藝較差，現(xiàn)在采用新的金屬噴涂工藝，再加封閉材料，可以大大提高閘門的防銹能力。閘門啟閉方式以前是一根鋼絲繩啟閉臥管上所有閘門，在洪水期間，特別容易產(chǎn)生安全事故，因此，在小型水庫除險加固中，每扇閘門對應一根鋼絲繩。保證可以在最不利工況下的閘門開啟。

2.2.3 要與水工設計緊密結(jié)合

由于在小型水庫的設計過程中，金屬結(jié)構(gòu)與水工設計之間沒有聯(lián)系，使得金屬結(jié)構(gòu)與水工之間結(jié)合得很不好，這種情況會導致以后小型水庫的使用中閘門被破壞。因此，水工建筑物設計之前應該充分了解閘門的啟閉狀況。

2.2.4 要加強運行管理

由于資金配置不足，導致小型水庫的管理很不到位，一旦閘門出現(xiàn)問題，因為無法被及時發(fā)現(xiàn)和解決，從而使得閘門的受損程度越來越嚴重。因此，應該設立專門的管理人員來管理維修閘門。

3 結(jié)語

小型金屬閘門的破壞形式是多種多樣的，而只有在設計施工中采用先進的材料、工藝以及技術(shù)等，才能夠確保小型水庫的質(zhì)量。鑒于小型水庫閥門破壞形式及解決對策對于我國水庫建設的重要性，因此，本文研究這個課題具有非常重要的現(xiàn)實意義。

[1]劉浩.小型水庫除險加固工程質(zhì)量通病的探討[J].中國水運:下半月，2010(06):54－57.

[2]朱士戈.淺析幾種有效的閘門堵漏方法[J].價值工程，2011(06):18－23.