淺議三峽永久船閘輸水廊道反弧門止水安裝

居 祥 王定山

淺議三峽永久船閘輸水廊道反弧門止水安裝

居 祥 王定山

一、概述

三峽永久船閘是兩雙線、平行、連續布置的五級特大型船閘，分南、北線，南北兩線閘室中心線相距94m，每線船閘主體段由6個閘首、5個閘室組成，共設12套輸水閥門。水頭40m以上靜水開啟，動水關閉。由于閥門處工作條件惡劣，設計部門對閥門結構型式曾做過多種比較和水工模型試驗，最后選用了結構較輕、啟閉力小、氣蝕小、水流條件平穩的反向弧形閥門形式。閥門在高速水流（＞20m/s）中工作，與高速水流有關的空蝕、振動、沖刷等水力學問題，都對閥門安全運行有著極大的影響。特別是安裝閥門周邊的止水裝置，其封水性能的優劣將嚴重影響到上述水力學特性，所以水封安裝好壞尤為重要。

二、止水安裝過程中注意事項

閘門止水分為頂止水、側止水、底止水，三峽永久船閘地下輸水廊道、反弧門底止水采用鋼止水，弧門底止水安裝。要控制好埋件安裝精度，最后控制間隙小于0.06mm以內。

1.頂止水安裝

（1）止水靠螺栓定位，一定要把螺栓擰緊，否則止水會拉長變形、翻卷撕裂。

（2）止水壓板圓弧和壓板切割處棱角太銳，需用銼刀銼平滑，否則容易劃傷止水橡皮，或高速水流會引起橡皮振動使止水處應力集中而斷裂。

（3）止水壓板壓上后在扭動螺栓時，避免用螺桿翹動橡皮，在擰螺栓時各處扭力施加均勻，盡量保持一致，否則局部止水受射流沖擊位移，會使橡皮頭邊緣貼附不均勻而漏水。

（4）頂水封壓縮部位與門楣止水線必須平行，直線度要好，否則頂水封有透光現象，或在高壓水柱作用下漏水。在號孔時，不能把橡皮的P頭伸出過多，否則在高壓水柱與門體自重的巨大剪切力作用下，會將止水沿橡皮頭根部剪斷。

（5）調整控制好兩側及前端的壓縮量，確保頂止水安裝成功。

2.側止水安裝

（1）首先用磨光機將側壁打磨干凈，調整和控制好橡皮的壓縮量，盡量減少橡皮的磨損。

（2）側止水上邊緣與頂止水封兩頭粘接好，否則在檢修狀態下關門，易拉裂頂止水橡皮的兩頭。

（3）側止水壓板超出反弧門底邊緣線，要將其鋸掉，否則會壓損鋼底坎。

三、閥門止水失效分析

1.頂止水失效分析

在閥門止水裝置中，以頂止水工作條件最為惡劣。由于頂止水處于門頂縫隙的高速流區，因此失效最頻繁。一般頂止水失效有下列幾種情況：頂止水撕裂；止水變形翻卷；橡皮頭拐角處斷裂；止水孔不對位，擴孔或止水螺孔拉大橫向位移；橡皮頭整齊剪斷；頂止水壓縮量不均勻。

2.底止水失效分析

在門體埋件安裝時底坎水平度不夠，或者加工平面度不夠；在無水調試時，或在啟門關門時，底坎上有砂子或其他雜物。如果底坎上有砂子，在門體關閉時會把底坎壓出凹坑。

3.側止水失效分析

壓縮量過小在高水壓下容易失效；側止水下邊緣要切成一個斜角，下壓時是一個平面，否則壓縮的只是側止水的一個邊；在高水壓下也容易失效，影響止水橡皮性能。

閥門止水的失效原因有很多，如橡皮的老化等。特別是在閥門剛開啟時，水壓差使門頂水流以極高的流速從縫隙噴射，頂止水受沖擊變形厲害，射流沖擊力與止水彈性力反復作用，致使止水橡皮像舌簧一樣在高速水流中振動，最后將止水撕裂。

側止水靠止水橡皮壓縮封水，運行中全程受摩擦力影響，加快了止水磨損，所以三峽地下輸水廊道的反弧門止水橡皮都在接觸面用四氟層包裹，利用其減小摩擦力和耐磨的特性來保護止水橡皮。

四、閥門止水失效對策

1.頂止水失效對策

從頂止水失效原因分析，提高止水安裝精度，能增強止水抗破壞能力，延長止水壽命，確保其可靠性。

首先，保證止水鉆孔精度和螺栓扭力均勻度，能避免止水過早地橫向滑移而變形撕裂。

其次，消除壓板銳角，避免劃傷止水拐角。橡皮直線度較好，可相應提高止水抗振、抗剪、抗應力集中的能力。如果提高了鉆孔精度和安裝質量，頂止水使用壽命會比設計壽命長幾倍。

具體措施為：控制埋件安裝精度；對底坎進行清掃；底止水的最后一道工序是研磨，必要時可以補焊、打磨，直到間隙小于0.06mm為止。

2.側止水失效對策

設計要求側止水應保持5mm壓縮量。然而壓縮量僅能通過增減止水下橡皮墊厚度而獲得。安裝時如果壓縮量過大，會加大摩擦，從而導致加大磨損；壓縮量太小也容易在高壓下失效，封水性能大為降低。

五、反弧門止水安裝的工作程序

1.準備工作

對施工人員進行技術交底，熟悉圖紙；對反弧門兩側座板進行清理，對側壁進行打磨清理；測出弧門中心到兩側座板的距離，并做好記錄。

2.橡皮鉆孔

保證鉆孔精度的方法有兩種，其一為號孔，其二為劃孔。

（1）號孔

將止水座螺孔周圍抹上白粉，將止水橡皮自由抬放在止水座上，調對好安裝位置后，扶住止水橡皮不得使其移動；再用鐵錘逐個輕錘涂有白粉的螺孔部位，在黑色橡皮上留下白色孔眼痕跡；最后將其吊出井外，根據印痕實際位置，用特制橡皮鉆頭鉆孔。

（2）劃孔

將止水壓板吊出井外，留出預壓量后將壓板直接安放于止水上，再用劃針伸進壓板孔直接逐個劃孔，然后再鉆孔。

特制橡皮鉆頭是用工具鋼制成的，刃口部位淬火處理。為保證鉆孔精度，止水孔直徑要略小于或等于螺桿直徑，一般比螺桿直徑小1～2mm。用鉆機鉆孔時可以用水冷卻鉆頭，輕輕下壓，以免橡皮受鉆頭擠壓變形而鉆成橢圓或錐孔。鉆孔后做好標記，以免橡皮安裝錯序。萬一因鉆孔誤差而引起錯位，應用鉆頭小心適當擴孔，禁止用火燙來擴孔。

3.橡皮裝配

側水封應采用劃孔，因為號孔時止水橡皮必須吊進座板里，有重力下垂、弧形打彎等因素，固應采用劃孔。頂水封則可任意選擇這兩種方法，要根據現場情況來決定。

側水封安裝時利用所測數據，先校核數據，避免誤差；選好襯墊尺寸，為了避免拆裝麻煩，可采用預算法。因制造誤差，座板到側壁的距離難免會有局部不平。在選定墊層橡皮厚度后，局部不平可用壓板來調節。如當預壓量δ＜5mm時可以緊螺桿,使壓板下壓，從而橡皮D值增大，以滿足δ值。

頂水封安裝時，先用刀片將超出頂水封座板的側水封橡皮割除，爾后用橡皮銼將其銼毛，頂水封要粘接的邊也要銼毛。

把頂水封放入座板，對孔，兩邊銼毛位置涂上專用膠水，待晾干后進行粘接；上壓板緊螺栓，如果壓縮量偏差太大，說明鉆孔有誤，可適當擴孔或用后面小螺桿向前頂（偏差不是很大）。

六、實施效果

北二閘首兩扇反弧門在充水試驗時，兩扇門的止水都達到優良，受到監理、業主的好評。兩扇門在充水到175時，反弧門背面仍是干燥的，證明安裝效果很好。北一閘首的兩扇門要待蓄水后進行試驗驗證安裝效果■

（作者單位：揚州市江都區機電排灌管理所 225200）