弧形闸门止水设计及安装技术

许长廷

摘 要：结合瓦房店水库除险加固工程，对瓦房店水库输水洞弧形工作闸门进行止水设计安装加固调试。按照原弧形闸门结构形式及二十多年运行情况，关启不自如，漏水严重达不到止水效果。此次除险加固针对上述存在问题，对闸门止水进行修改设计、关启对启闭机、闸门安装与门槽精度进行反复调试，达到了关启自如不漏水效果，各项技术指标达到规范要求，正常运行，赢得了社会效益和水库经济效益。

关键词：瓦房店水库；弧形闸门；止水设计；安装调试

中图分类号：TV663.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）23-0161-02

1 工程概况

1.1 基本情况

瓦房店水库位于喀左县西部大营子乡下弯子村，拦截大凌河西支的支流大营子河，该支流的流域面积230 km2，坝址以上控制面积120 km2，河道长度为18.6 km，河道平均比降17.25‰。

1.2 水库特性

2005年5月除险加固设计标准100 a校核标准2 000 a。大坝工程为三级，主要建筑物为三级。坝体为粘土心墙砂壳坝，坝长389.5 m，坝高33.3 m，溢洪道位于大坝右端，开敞式，宽35 m，输水洞位于右侧，距溢洪道中心线70 m，为钢筋混凝土衬砌，洞长164 m，洞经2.0 m。设计洪水位409.57 m，库容1 850万 m3，校核洪水位413.4 m，库容2 676万 m3，正常高水位405.26 m，库容1 119万 m3，兴利库容839万 m3。灌溉农田2 013 km2，保护下游1 000 km2耕地，21个自然屯及县城10万人口防洪任务。瓦房店水库建成后是一座灌溉为主，兼顾防洪、发电、养鱼、旅游为一体的中型水库。同时为喀左县旅游项目的发展，提供了优雅环境，创造了良好的经济效益。

1.3 存在问题

瓦房店水库1982年建成，运行二十多年来，建筑物年久失修老化，不能正常运行，发挥不了作用。本次除险加固中尤其是输水洞工作弧形闸门止水橡皮老化，机械设备锈蚀变形，造成闸门严重漏水，关启不自如，达不到闸门调节水量的作用，使水库内水量流失，不能发挥效益，减少了经济收入。给水库管理带来非常难解问题。本次除险加固对弧形闸门、止水及启闭机进行安装调试，达到预期效果。

2 弧形闸门止水与结构设计

2.1 弧形闸门止水设计

弧形闸门的止水分为侧止水、底止水、顶止水。其中顶止水还分为顶内止水和顶外止水。首先按着原来闸门结构尺寸和止水方式进行研究，分析存在漏水的原因，主要是止水方式存在问题。所以，对弧形闸门止水进行反复研究比较，最后确定侧止水选50 mm×50 mm方P型止水橡皮，底止水选25 mm平板止水胶板，顶止水选50 mm园P型止水橡皮作为止水材料，作止水结构设计。“橡塑复合水封其机械性能及耐磨性较常规水封有很大提高，另外其表面增加聚四氟乙烯涂层，摩擦系数约是常规水封的0.1～0.3倍，橡皮摩阻力减小为原来的0.1～0.3倍，使启闭机容量大大降低。”具体止水技术指标如下：①侧止水采用方P型橡皮止水，接触滑道面积大。但是，滑道工作表面平整度允许偏差2.0 mm，竖直平行，两滑道按设计间距B允许偏差1.5 mm。②底止水用平板橡胶板两层，在原底板上焊一2 000 mm长槽钢，规格100 mm×30 mm×3 mm，面朝输水洞内侧与闸门底止水形成90？觷角，接触面积达到100%。③顶止水，分顶内止水采用圆P型橡皮止水，在洞口上缘焊一块1 800 mm×300 mm×15 mm的钢板，向下倾斜30？觷，距闸门面板10 mm，将P型橡皮头向下顶在闸门面板压在钢板上，在水压力作用下，闸门开启时不能从洞口上缘出水；顶外止水用园P型橡皮止水，P头向下压在闸面板上缘，在洞口上侧外面焊一个长2 000 mm，规格200 mm×50 mm×5 mm的槽钢，下边应高出上边10 mm，与闸门版面形成一个楔口，最后使闸门底止水落到位，顶外止水P头正好落到槽钢面中间压实，底顶止水效果最佳为准。采用此办法闸门关启时，P头离开槽钢面，使止水橡皮不易损坏，完全达到止水效果。各部止水橡皮的压缩量均为3 mm。

2.2 止水结构图

止水结构详见图1（弧形闸门止水结构形式）。

3 弧形闸门止水结构及机械设备安装

弧形闸门的止水和机械设备安装是一项综合性施工项目。首先对孔口和铰的中心线进行确定，然后再确定相互之间的几何尺寸及相应结构形式，按设计方案进行安装施工。铰座混凝土梁的里程，铰座混凝土梁高程，铰座混凝土梁中心均在正负1.5 mm以内，铰座基础螺栓中心，锥形铰座基础环中心均在1.0 mm之内，将座安到支梁上。按设计形式要求将侧止水、底止水、顶止水安装闸门两侧及下侧和上侧，安装上滑块，支壁与弧形闸门板连接一起，整体下入孔口内与铰支座和启闭机连接校正，达到关启自如和良好止水效果，满足技术指标的精度要求。

3.1 侧止水

侧止水滑道钢板，工作表面平面度正负2 mm，两侧滑道应垂直相互平行，工作宽度B间距允许偏差1.5 mm，表面光滑，固定再两侧墙壁上。

3.2 底止水

弧形闸门底止水槽钢是安在孔口底板上。侧止水调整合适后，将闸门板落到孔口底板位置，确定底止水和放槽钢的角度与底止水融合情况，形成直角为最佳状态，调整好后将槽钢固定到底板上，弧形门落到底达到止水效果为止。

3.3 顶止水

弧形闸门顶止水是在侧止水和底止水两项调试合格后，进行安顶止水的内止水和外止水。先作内止水，在孔口内顶上焊一块1 800 mm×300 mm×15 mm钢板，向下倾斜30左右，距闸门板10 mm固定，将P型橡皮安到钢板下侧，收缩量3.0 mm。内止水可起到启落闸门时不漏水。外止水，将闸门落到调试合格处，确定孔口外上边缘槽钢位置和倾斜度的大小，合适后固定，形成插入式结构，闸门板落下底止水和门楣外止水都能到最佳状态。外止水P头位置作用在槽钢平面中间为合适，这样保证升落闸门P头不受损坏，增加使用寿命，起到止水作用。

在进行安装时，为保证质量，有必要做好以下的措施：“技术人员审核、熟悉施工图，并对施工人员进行技术交底；制定施工方案、明确检测项目和要求；焊接人员、质检人员、无损检测人员等持证上岗，并从事与许可项目相应的工作；检测仪器经校准合格并在有效期内，机械设备性能正常并满足施工要求；焊接材料的质量符合相关标准，在现场要妥善保管并正确使用。”弧闸门安装完成后，必须保证关启自如，止水效果良好，止水橡皮在滑道内运行通畅，机械设备运行正常，均都达到设计规范要求，保证整体设备正常运行。

4 經济效益分析

采用上述新的止水设计方案安装技术，使弧形闸门整体设备运行正常，关启自如，不漏水。在未除险加固之前，年漏出水量70万m3如存库内，可提高水位0.5 m，一年可增加灌溉面积120 hm2，水库增收水费14万元；发电10.5万kW，增收3.15万元；养鱼增加产量0.9万kg，增收5.4万元。水库管理处一年增加收入22.55万元。同时社会效益显著，改善了库区的自然环境。

5 结 语

通过对瓦房店水库输水洞工作弧形闸门除险加固处理，达到整体设备运行正常，关启自如，运行通畅。采用新的止水设计方案，止水效果良好，不漏滴水，达到设计规范技术和安装精度要求。为水库管理处年增加收入22.55万元，社会效益显著。为水库的今后运行管理创造了良好条件。新的止水设计方案及安装技术，可在中小型水库输水洞弧形工作闸门中可以推广应用。

参考文献：

[1] 陈红艳.新疆玛纳斯河肯斯瓦特水利枢纽工程泄洪洞深孔弧形工作闸门止水设计[J].广西水利水电，2012，（2）：57.

[2] 郑明琪.桥墩水库保安加固工程泄洪洞弧形闸门安装技术[J].黑龙江水利科技，2013，（6）：40.