水庫溢洪道閘門運行故障原因及對策

摘要：在水利工程建設中，水庫溢洪道有著較為顯著的作用。溢洪道由進口、控制段、泄槽段以及消能防沖設施和出水段共同組成，一旦洪澇災害發生，水庫水位超過相應的限度后，溢洪道可以起到泄洪的作用，從而提升水利工程的安全性。在水庫溢洪道組成中，閘門是重要組成部分，是水庫實現安全生產的關鍵設施，水庫管理人員應當熟練掌握機械設備管理相關技術和維修技術，進一步確保在水庫汛期或泄洪過程中閘門機械設備可實現正常啟用。能夠對水庫實現合理泄洪，進一步優化調度，確保水庫處于汛期階段的安全性。

關鍵詞：水庫溢洪道;閘門;運行故障;對策

引言

水庫溢洪道對水庫運行的安全性和穩定性有著較為緊密的聯系。一般來說，溢洪道能夠用于處理高于水庫庫容的洪水，將其中多出部分的水引入到水渠之中，并通過這種方式對平底寬頂堰進行有效的控制。水可以通過泄槽口進行排除，并且可以采用消能防沖的設施來減緩洪水之中的能量，使其能夠平緩的流出水渠。水庫溢洪道可以有效起到防洪泄洪目的，但在水庫溢洪道發揮作用過程中，其閘門的正常運行起到至關重要作用。基于此，本文結合具體案例，探討水庫溢洪道閘門運行存在問題及其優化措施。

1、閘門啟閉過程中常見故障及解決措施分析

1.1閘門啟閉受阻

由于閘門在運動過程中其動滑輪和定滑輪出現故障，或者電動卷揚啟閉機鋼絲繩在兩端受力不均勻，導致啟閉機部件損壞，出現閘門板、梁變形或腐蝕脫落問題，止水橡皮老化局部變形，閘門吊耳左右受力不均，這種情況均會導致啟閉過程中閘門出現卡阻或傾斜。為此，應立即停止啟閉機的運行過程，采取手動或點動方式，一邊觀察一邊緩慢操作，及時調整閘門。當閘門處于正常位置時，這種異常癥狀消失，再次利用程序模式完成閘門的啟閉過程。尤其是處于高水位運行時，閘門前后水位差會作用于閘門前端，使其壓力增加。閘門和門槽之間的摩擦力增加，要改變這種啟閉狀態需要增加啟閉時的作用力輸出，進一步會導致閘門出現受阻。該水庫閘門滾輪經過多次維修之后，使用澆油破布燃燒滾輪，借助熱脹冷縮，拆除滾輪之后，除銹滾動解決其運動受阻的問題。

1.2閘門啟閉振動故障分析

結合閘門在實際使用過程中的運行環境，可將其分為無壓閘門和壓力洞內運行的有壓閘門。前者可以在動水中進行啟閉，后者只能處于進水條件下進行啟閉，否則在啟閉時會使啟閉器產生異常振動，使閘門變形或出現啟閉困難等問題，無法實現正常啟閉，要在壓力洞內進口檢查進水狀態下的啟閉過程，需要實現平壓操作。具體方法：關閉壓力洞口的工作閥門之后，在進口位置檢查閥門和出口位置閥門，之后打開進口檢修閘門，平壓閥門，能夠使閥前深層水庫水通過平壓閥呈現高壓狀態，攝射入到洞內，隨時間延長，洞內外水保持平衡之后說明內外壓力相等，此時洞內的外水流由于受到平衡作用力不會向高壓側水流動，進而可實現在進水狀態下檢修閘門的啟閉過程。

通常在局部開啟過程中會由于閘孔底部有高壓攝入，進一步形成局部真空或負壓，出現異常振動，此時需要由工作人員仔細觀察。一旦出現異常振動將立即停止運行，準確找到機械異常振動的閘門位置，無論故障在何處都需要仔細分析故障原因，結合實際情況采取有效解決措施。其次，還需要對部分閘門原部件進行定期維護檢查，及時進行故障處理，除此之外，需要進一步強化基礎檢測，為能夠確保閘門機械設備實現安全運行，需要強化基礎檢測以及目測技能，要求工作人員具有較高的專業技術能力和責任心。

2、工程概況

某水庫工程主要泄洪設施為左岸開敞式溢洪道，泄洪量達50m/s。溢洪道共設置8孔，可以通過現地控制柜或由監控系統進行閘門啟閉操作。每扇溢洪道工作門左右兩側配置潤滑水管路，在進行閘門啟閉操作前，需先現地手動打開潤滑水對閘門密封進行潤滑，在多路支管同時開啟時，潤滑水壓力和流量會降低，潤滑效率會下降。為解決溢洪道閘門遠程啟閉無法設定閘門開度和潤滑水不能根據閘門啟停狀態進行啟閉的問題，需對閘門遠方啟閉功能進行優化，同時對潤滑水管路進行改造，配合閘門遠程啟閉操作。

3、優化前存在的問題

（1）目前溢洪道閘門潤滑水供8道閘門共16條支路用水，多道閘門啟閉時潤滑水壓力、流量低，供水效率低，同時，潤滑水需要人為進行啟停，不能根據閘門啟、停情況自動開啟或關閉潤滑水。

（2）溢洪道閘門遠程啟閉功能不完善，不能在監控系統上設定閘門預設開度值至現地閘門控制系統，溢洪道閘門啟閉時，預設開度的設置操作只能通過現地閘門控制系統觸摸屏實現。

4、優化思路

4.1溢洪道閘門潤滑水優化

（1）在溢洪道潤滑水支路上的供水手閥后增加一個電磁閥，通過優化溢洪道閘門閘門啟閉控制程序，增加潤滑水電磁閥啟閉控制程序，以實現在閘門啟閉時，電磁閥的自動開啟和關閉。

（2）在溢洪道閘門潤滑水總管處增加一臺增壓泵，在潤滑水開啟后，自動啟動增壓泵對潤滑水支管進行增壓，確保溢洪道閘門潤滑水管路壓力、流量滿足供水要求。同時，在潤滑水總管上并聯一路旁通管，作為增壓泵異常時開啟使用。

4.2控制系統優化

（1）在溢洪道閘門現地控制柜增加閘門潤滑水啟閉控制程序及人機界面。

（2）完善監控系統的操作畫面，增加閘門開度預設界面。

（3）在溢洪道閘門遠程I/O柜內加裝SJ30通訊裝置，并配置通訊程序。

（4）將#1-#8溢洪道閘門控制系統以MODBUSRS485通訊方式接入溢洪道閘門遠程I/O柜，實現監控系統將閘門預設開度寫入現地溢洪道閘門控制系統功能。

5、優化方案

5.1溢洪道閘門潤滑水管路優化

（1）在潤滑水總管（DN25）上安裝一臺增壓泵，并設置一段旁通管。

（2）在每扇閘門潤滑水供水支管的手閥后面，安裝電磁閥，并接入電磁閥電源、控制回路接線及電磁閥反饋信號線。

5.2優化現地閘門控制程序及人機界面

（1）在溢洪道控制柜內增加兩個繼電器，將PLC開關量輸出備用通道接至繼電器，作為溢洪道潤滑水電磁閥的動作繼電器，把繼電器常開觸點串聯至電磁閥電源控制回路中，將溢洪道左、右側潤滑水電磁閥全開反饋信號分別接入PLC的開關量輸入備用通道。

（2）在控制柜觸摸屏上增加電磁閥手動開啟、關閉操作界面。當現地PLC收到啟門或閉門指令后，先打開潤滑水電磁閥，通過電磁閥反饋的全開信號判斷電磁閥是否開啟，全開信號送至PLC延時60秒后，由現地PLC自動執行啟門或閉門操作程序，直到閘門達到預設開度或收到停門指令后停止閘門動作，然后延時10秒關閉電磁閥。

結束語

水庫溢洪道閘門是確保水庫實現安全的關鍵設施。工作人員需要定期進行重要部件的維修管理，不斷提升專業技術水平，確保閘門正常運行。本文所述案例中，溢洪道工作閘門遠方自動啟閉功能優化，解決了監控系統不能將閘門操作至任意開度及潤滑水自動啟閉的問題，進一步提升了泄洪設施的自動化控制水平，為水庫防洪度汛期間的安全穩定運行提供了可靠保障。

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作者簡介：葛叔軍（1970—），男，大專，工程師，主要從事電力生產等工作。