定远池河浮体节制闸运行与分析

简玉祥

摘 要：浮体节制闸的扇形自浮门是靠调节门体空腔（闸室）中的水压来完成挡水泄洪任务，自上世纪六十年代传入滁州，在滁州共兴建四座，因实际运行中出现问题先后废弃，本次定远池河闸运行中出现问题给大家介绍，供大家参考。

关键词：池河；浮体闸；运行；分析

1 工程概况

1.1 池河节制闸工程现状

定远县池河节制闸为女山湖引淮灌溉工程的第三级枢纽的组成部分，位于池河镇滁定公路上。控制池河流域2490km2，灌溉耕地13.8万亩；闸上最高蓄水位23.5m，兴利库容667万m3。该工程于1979年开始施工，1980年12月竣工。闸门总净宽116m，采用钢筋砼扇形自浮门。另于右岸的第一孔浮体门上游设有三孔平板双扉直升闸门，门底高程19.50m，门顶高程22.50m，总宽18m，用以调节小洪水下泄，减少浮体门启闭次数。

池河闸孔从右岸（东侧）向左岸（西侧）分别编号为1-5号孔，其中1号孔宽17m，有3扇浮体门；2号孔12m，有2扇浮体门；3-5号孔宽均为29m，每孔有5扇浮体门组成。每孔内的闸门也是自右至左顺序编号，如5号孔的闸门从右至左编号为1#-5#。闸孔编号如图1所示。

图1 池河闸闸孔编号示意图

1.2 浮体闸的工作原理

扇形自浮门是靠调节门体空腔（闸室）中的水压来完成挡水泄洪任务的水力自控闸门，池河闸浮体闸门是采用钢筋砼框架结构作为主要传力构件，设钢丝网弧形前面板和细石砼平面板作为后面板，配合前、后、左、右和门间止水橡皮，形成一个密封的可浮降的门体。

池河闸全长120m，分四孔，每孔净宽29m，每孔设闸门5块，其中四块闸门为6m，一块闸门为5m，闸室互相连通，东西两侧设输水廊道和进出闸门各一道，用于向闸室充水或排水，蓄水时，关闭输水廊道的排水闸门，开启进水闸门，扇型闸门闸室内充水，闸门即可浮起挡水，抬高蓄水位。排洪时关闭进水闸门，开启排水闸门，闸室内水排出，闸门靠自重落下，洪水从自浮门顶排向下游。

2 运行中出现的问题

2.1 第一次损坏

1997年7月22日在提高东头圆桶门时，操作失误，将圆桶门向上拉伸提出槽，致使东进水门无法控制，只好关闭前平板闸门，改用西头进水门控制闸门的起落，自97年8月19日起，因上游连续降雨，闸前水位8月20日达到22.7m，8月24日水位涨至23.57m，闸门漫顶0.07m，因水位继续上涨，8月28日5号孔下落泄洪时，5块门下降不平衡，出现高差，快落底时东侧3#、4#块门之间门缝止水橡皮被撕裂，门体快速跌落。洪水过后，经实地检查，落底后5块门间最大高差达30cm，五块门体都有不同前后错位1-2cm，东侧1#门扇前沿偏离隔墩5cm；后绞座砼脱落露筋，有四只铰座板松动。自东向西，五孔共20块门体的交叉斜拉杆（东北-西南）全部拉紧、拉伸，另一根（西北-东南）松脱向下成弧形。

经研究分析后认为造成闸门西孔浮体门损坏的主要原因有三：一是闸址在河道急弯处流态不好，左岸岸坡淤积。二是砂子淤积严重。三是浮体门自身存在问题。

2.2 第二次损坏

1998年7月31日上游连续降雨，闸前水位由原22.4m猛涨至23.67m，闸顶溢洪17cm且水位继续上涨，必须落门泄洪。但因东头圆筒门已封不能从东头落门，只能从西孔放水落门泄洪；在西孔浮体门下落过程中4、5两块门体下落与东3块门体不一致，在下落0.5m左右时，3、4块门体之间止水突然撕裂，西两块门体迅急下落，当门体落底时听到撞击声。其余四孔门失去控制，自由下落。

2.3 第三次损坏

恢复圆筒门后，小流量时用1号孔的浮体门前的平板直升门（宽17m）开启下泄多余来水，到2002年5月21日前，1号孔浮体门下落上浮近20余次，运行均正常。5月20日因上游连续降雨，水位增长很快，3孔平板直升门泄流量不足，闸管所落门泄洪时出现故障，1号孔1#与2#门之间出现高差约3cm，1#门向西倾斜，加大放水量后西边2#、3#下落，与1#门高差增大，门与门间缝止水橡皮变形。为避免止水橡皮破坏，停止下落，将门浮起。由于上游水位增长过快，闸前水位已达26.70m，已有几千亩农田被淹，迫不得已，再次从西放水涵放水降落5号门泄洪。为防止再次出现前两次事故，采取缓慢下落。从5月21日12时30分下落到19时45分时浮体门下落到22.0m左右时，5号孔3#、4#门之间连接缝橡皮再次被撕裂，门体失去控制快速，其余四孔门又一次失控自由下落到19.5m。

3 事故原因初步分析

3.1 池河闸事故原因初步分析

节制闸1996年修复运行后，短短的七年中即出现三次失事，初步分析其主要原因为：（1）多扇连体式浮体门在动水中起落，特别是门体下落门顶过流后由于受力条件复杂。（2）混凝土门体浇筑精度差，容易造成门体下降不均匀。（3）闸址选在河道急弯处，泄洪时水面存在横向坡降，使闸门在启闭时不能同步升降，从而导致止水损坏，破坏门室密封，使门体失控跌落。（4）池河闸上游黄砂资源丰富，大量采砂使水流挟砂率增大造成门库严重淤砂。（5）经二十年的锈蚀、风化，使铁件损毁，强度降低，混凝土碳化剥落。（6）由于闸门施工存在着误差，弧形门的后铰不在一条直线上、闸门的尺寸及砼的均质性存在误差，都会造成闸门纵向的浮心与重心不在一条直线上，使门体出现扭曲，铰座产生拉应力。闸门入库后，浮体门的压力内外不同，门外的压力受上游水压力控制，门库内的压力受下游水位控制，上下游的水位差，造成浮体门后铰产生拉应力，并且随上下游的压力差的增加而增大。

后铰固定螺栓剪断的原因难以准确分析，但也应与浮体门在动水中起落复杂的受力条件有关。

3.2 浮体门的不同步问题

浮体门在升降过程中，特别是在降门过程中各单元门体均有不同程度的横向高差，称为浮体闸的不同步，产生不同步力，常导致门体重要部件损坏，部分门块急剧下落，门体产生横向扭曲，使门体各部件受到第三向变位，如后铰承受扭曲拉伸等，而使门体破坏，影响闸门正常使用。

浮体门已有一百多年的历史，据有关资料报道不同部问题从浮体闸问世以来即伴随至今，并且在钢结构的门体也同样存在。影响不同步的原因很多，主要有水力条件、门体结构、施工安装质量等，至今为止，不同步问题仍停留在现象分析阶段，由于影响因素较多，至今尚无定量分析，只能作定性分析，更没有供实际设计可参考的对症改进的措施。