水閘基于檢修閘門系統的事故閘門研究與應用

（河北省桃林口水庫管理局，河北 秦皇島 066000）

一、原因分析

1)改造水庫輸水建筑物除險加固工程的檢修閘門啟閉房施工時,機械鑿除老混凝土震動影響。2)新建水庫輸水建筑物除險加固工程的事故閘門時,放炮施工點距離掉落通氣孔最短距離只有20～30m,開挖石方放炮震動影響。3)水庫輸水建筑物的出口弧形閘門改造時,閘門啟閉調試過程中按規程操作不嚴。4)原通氣孔的預制鋼筋混凝土壓力管老化影響。

二、水閘基于檢修閘門系統的事故閘門研究與應用

（一）行走支承設計

平面閘門行走支承主要有滑塊和滾輪2種方式。滑塊摩阻力大，對于水位差較大的水閘，閘門閉門力難以滿足要求。雖然通過降低疊梁梁高、增加事故閘門總重量等措施也可能滿足閉門要求，但疊梁梁高很小必然數量較多，搶險效率將下降，且大部分水閘檢修門槽軌道一般為混凝土，采用滑塊行走摩阻力更大，閘門難以關閉。所以，水位差較大的水閘的事故閘門一般只能采用滾輪行走。滾輪行走設備設計應注意以下幾點：（1）驗算閉門力。如閉門力不夠，可在滿足強度的基礎上適當降低軸直徑，選用摩擦系數較小的軸套，滾輪軸應簡支。（2）驗算滾輪的接觸應力。尤其要驗算混凝土軌道的接觸應力是否滿足要求，水位差較大、閘孔較寬的水閘，若檢修門槽沒有埋設鋼軌，混凝土的局部承壓強度一般不夠，應改造門槽設置鋼軌。（3）應設置側滾輪，防止閘門啟閉時卡阻。

（二）水下切割與焊接

根據實際情況，潛水員制定并修改了水下具體工作方案，因為從鋼板外部用錨釘固定鋼板引起大壩混凝土的脫落，因此決定先找尋大壩預埋筋，在有預埋鋼筋的位置進行鋼板切割，找多個點，然后再開始將預埋筋與鋼板進行焊接，焊接可以將鋼板抓得更牢。方案制定后潛水員制作工作欄，以方便水下作業，下水后，先用千斤頂將門楣鋼板恢復原位，由于裂縫較長，所以采取局部頂壓，用多個千斤頂頂壓鋼板，將門楣壓平復位。然后采用水下切割機進行割縫，清除鋼筋頭雜物，完畢后開始用電焊機點焊。最終除找到部分錨筋連接外，另有3處與大壩主筋連接，水封鋼板完全復位。

（三）主輪的結構特點和支承軌道的選擇

當只有下游軌道支撐，而且底孔進口傾斜非常大時，此時的孔口就會完全的敞開。就是一個沒有其他依靠，完全趴在相當于閘門在啟吊過程中的主軌上。在國內的閘門支承方面，一般都會選擇滑動支承，但是在使用過程中，發現由于泄水進口水工體型傾斜布置的特點，如果是采用了不銹鋼軌頭或和滑塊的形式，一就是浪費了很多材料，因為從底坎到檢修平臺不銹鋼軌頭需140m，二則是費用的增大，為了增加啟閉機的容量，而且其中產生的較大摩阻力都會使得費用增多，在這些方面，主支承采用的輪式支承就有了些許優勢，首先由于輪式支撐的摩阻力較小，那么啟閉機的容量也相對可以減小。然后再使用的是在孔口處的鑄鋼件，簡單軌道形式就可以再孔口以上部位采用。

（四）水下自動脫鉤裝置

事故閘門由多塊疊梁組成，每塊疊梁安裝到位后，啟閉機械須能水下自動脫鉤，否則無法繼續工作。水下自動脫鉤裝置可選用水下自動掛脫梁或自動脫鉤。自動掛脫梁能水下脫鉤，也能水下掛鉤。配置自動掛脫梁應注意以下幾點：（1）疊梁止水宜設置在上游側。（2）行走支承也應使用滾輪，并設置側滾輪。（3）力求輕盈，梁高較小。（4）應做靜平衡試驗。自動掛脫梁自重較大，結構較復雜，動水中使用可能發生卡阻，其自身高度也降低了啟閉機械的起升高度。自動脫鉤可用于安裝事故閘門，使用自動脫鉤吊裝事故閘門就位后能實現水下自動脫鉤，但不能水下掛鉤。由于采用事故閘門應急搶險幾率較低，可待工作閘門恢復后由潛水工水下掛鉤起吊閘門。

結語

（1）對于工作閘門存在破壞隱患且破壞后可能造成等級安全事故的水閘，應備有事故閘門。（2）國內眾多水閘只設置了檢修閘門，未設置事故閘門，其中大量水閘存在工作閘門破壞隱患并可能造成等級安全事故，可基于檢修閘門系統構建事故閘門，用以應急搶險。（3）基于檢修閘門系統構建事故閘門的技術方案是：配置能在動水中依靠自重關閉的事故閘門，借用檢修門槽或適當改造后安裝事故閘門，借用檢修閘門啟閉機械或適當改造后啟閉事故閘門。（4）事故閘門采用疊梁，適當降低單塊疊梁的高度以降低水壓力，行走機構采用滾輪。（5）開展門槽外觀檢查、尺寸測量和強度驗算，對不符合事故閘門安裝條件的結構進行改造。（6）核對啟閉機械技術參數，控制事故閘門自重在啟閉機械額定起重量以內，配置起吊閘門水下自動脫鉤裝置，并確保起升高度滿足要求。（7）事故閘門和啟閉機械應定期養護，確保滾輪轉動靈活，每年開展搶險演練。