姜晓阳,付循杰
(青岛水建集团有限公司,山东 胶州 266300)
在胶州洋河204国道段河道治理工程中,拦河坝蓄水采用了液压双控翻板闸,这在青岛地区水利工程施工中,是首次采用此类新型闸门。这对河道的防洪、蓄水、沿岸农业灌溉及两岸生态建设等都将发挥重要作用。在工程完工以后,经过首次试运行,效果良好。
液压双控翻板闸是在水力自控翻板闸的基础上,增设液压启闭系统,加以改装、改进而成的产品。水力自控翻板闸由预制钢筋混凝土面板、支腿、支墩与滚轮、连杆等金属构件组装而成。该闸不需要任何外加动力和人工操作,完全由上游来水量增减、水位升降、作用在闸门上的压力大小变化,通过支腿、支墩与滚轮的配合,使支点随开度不断变化来实现闸门的启闭。而液压双控翻板闸是在水力自控翻板闸的基础上增设液压启闭系统,达到在任何水位下均能安全启闭,以及在未开动液压系统前提下,达到相应的水位后,仍能够正常的启闭。同时液压系统中的液压缸具有减振的作用,可以有效的消除翻板闸门运行过程中拍打、失稳,并解决了因杂物卡住而造成的漏水、维修困难,以及清淤泥等问题,在运行过程中相对更可靠安全。
液压双控翻板闸门在安装前,闸底板施工时,现浇液压支墩和底板是一体的,而预制支墩需要在底板施工时,预留支墩槽,便于支墩的安装。为便于后期预制闸门构件的安装准确到位,在底板施工时,严格按设计尺寸控制液压支墩和支墩槽的位置,以及液压支墩上液压启闭机定位钢板的位置。
闸门在安装后,为保证门板与闸底板及侧墙接触密实,确保不漏水,对此部位的平整度要求很高,但在底板混凝土的施工中,往往很难控制。因此,在底板施工中,通常在此位置预留槽,在闸门板安装前,采用高标号砂浆在预留槽位置贴花岗岩,平整度控制在±3mm,保证了在闸门运行以后密封不漏水。
液压双控翻板闸的闸门板及预制支墩是在预制件厂加工完成的,在安装前,对进场的相关预制部分及金属构件,应进行严格的质量检查,从部件的外观、相关质量证明文件及检验证明等方面进行严格控制,确保进场部件合格。
1)安装工艺流程:测量放样→预埋支墩→安装铁件→安装支腿→安装门板→磨缝→安装止水橡皮→安装液压系统调试试验。
2)安装前应按施工图纸规定的内容,全面检查安装部位的情况、设备构件以及零部件的完整性和完好性,消除损伤,建立记录。对重要构件和部位应通过预拼装进行检查。
3)根据安装技术人员对工程现场条件的勘察,以经纬仪和水准仪为主要仪器对坝面进行测量定位,定点放样。对埋件安装基准线和基准点进行复核检查,确认合格后,再进行安装。
4)对预留槽内的杂物进行清理,清理后方可进行支墩吊装及对支墩预埋的二期混凝土浇筑,捣实1次固定支墩。
5)在支墩上方安装铁件,先将滚轮座与支墩用螺栓固定再装入滚轮及滚轮轴、连杆,连接支腿,装上轨道等铁件,用各个位置的螺栓固定,所有卡扣,配件位置要准确牢固。待以上安装工作完毕后,固定面板,将门板接缝处堵上并装上止水橡皮。
6)安装完毕经技术员测定轴线偏差在±3mm以内后,准备好调试工具和仪器、仪表等,最后通过液压控制对翻板门进行拉门、回门的综合调试。若出现不正常响声时,应立即停止调试,彻底进行检查,待查出原因并消除隐患后,再进行调试,直到闸门调试合格。
翻板闸运行后,闸门的开启、关闭对河道内的蓄水量控制,应根据相关管理部门的要求,灵活加以掌握。闸门的开启方式,是采用水力自控还是通过液压系统视具体情况决定。每年第一次洪水时,可能上游杂质漂浮物等相对较多,置于闸门前沿,应及时清理干净。每次闸门启闭后,应对所有的混凝土构件、金属构件、紧固螺栓等结合部位作仔细检查。检查内容包括:翻板门的滚轮轴、连杆轴、门板是否被杂物卡住,翻板门上所有的螺栓、螺帽是否松动。止水橡皮为易损件,应在定期检查中查看是否有破损、变形或自然老化等情况。
闸门的金属构件每年必须做至少2次的防腐处理,用红丹防锈漆底,再涂面漆防腐。对滚轮轴、连杆铰轴注润滑油等以防锈蚀。
闸门启闭时如发现沉重、停滞、杂声等异常情况,应及时检查并修理。闸门表面附着的泥沙、污垢、杂物等应定期检查清除,闸门的连接紧固件应保持牢固。
在中小型河道拦蓄工程施工中,通常采用固定堰、橡胶坝、钢闸门的型式,液压双控翻板闸作为一种新型的拦蓄型式,目前推广应用的范围不是很广,但从安装运行后的实践效果来看,它具有较高的经济效益和社会效益,推广应用前景广阔。相对其它拦蓄型式,液压双控翻板闸拥有比较明显的优势。
应用固定堰型式进行拦蓄,其缺点是在汛期来临时,尤其是泄洪流量较大时,容易造成堰坝上游洪水淹没损失和泥沙淤积,对拦蓄水位的调节缺乏灵活性。
橡胶坝通常采用对橡胶坝袋充气或充水来实现拦蓄水的目的。受坝袋型式、制做材料制约,拦水高度受到限制,坝体放空充满的时间相对较长,在洪水来临时,漂浮物对坝袋容易造成刺伤,以及坝体振动、坝袋与底板磨损、河卵石摩擦撞击坝袋等,尤其是尖利、有头角物体对坝袋容易造成损坏。
钢闸门型式应用时间较长,应用范围比较广泛,但其造价相对较高,闸门上方需建启闭机房,安装启闭设备和配置动力设备及备用启动设备,施工难度大,工艺相对复杂,后期运行需配专人管理,对启闭机及配备的设备进行经常性维护,管理费用较高。
液压双控翻板闸相对以上各种型式拦蓄水建筑物,具有自身的优势。首先在运行过程中,人工可控制闸门启闭水位,在闸门蓄水时可根据需要利用液控开关随时开启或关闭闸门,从而来调节上下游水位,解决闸前淤积问题。如果液控在未开启或失灵的情况下,上游水位提高,仍可在自控情况下正常的启闭,不会造成上游的淹没。其次闸门的支腿、支墩、空板等部件是在预制厂预制而成,施工质量相对容易得到保证,在现场安装施工中不但可以提高施工进度,同时也方便了后期运行过程中维修维护,降低了成本。如需调整水位或更换易损件,只需开启液压控制系统,就可实现调整和更换的目的。
在中、小型河道的发电站、供水站、城市蓄水、灌溉、景点等堰坝上,液压双控翻板闸都适用于建造安装。综合比较其建造安装成本相对橡胶坝、钢闸门等型式而言,相对低廉,在后期的运行管理上,管理运行费用相对较少,在对河道内水量的调控上,无论是在枯水季节还是在雨汛期,都能起到很好的调控作用,在实际的运行过程中,取得了较好效果,在中、小型河道上值得推广应用。