闸门运行事故调查与分析

廖君 单澜

摘 要：水工闸门是修建在水库、河道、渠道或湖、海口，可以控制流量和调节水位的水工建筑物，在防洪、泄洪、冲沙、灌溉、挡潮、航运等领域发挥着重大作用；水闸发生运行事故，不仅影响工程效益，有时给大坝和下游人民生命财产造成危害；通过水工闸门事故调查与分析，为事故的预测预防和改进安全管理工作，提供了理论上的科学依据；为了防止水工闸门运行事故的发生，在水闸日常管理中应规范闸门操作运行，杜绝人为操作失误，及时消除重大隐患。

关键词：水工闸门 运行事故 调查分析工程实例分析

中图分类号：TV663 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0208-02

闸门经过规划设计、制造安装，最后通过管理运行发挥所建工程的效益。但如果在某个环节上稍有差错，疏忽大意，不遵守闸门的运行规程，不严格服从管理制度，不做好维护保养工作，将有可能达不到工程应有的效益，有时反倒出现了负效益，给人们的生命和健康、个人和国家的财产带来了巨大的危害，事故发生后，进行事故调查与分析显得尤为重要。

1 工程实例分析

1.1 水库溢洪道弧形闸门破坏事故

该水库溢洪道计6孔，设12 m×6.3 m-6 m

弧形閘门，为实腹式主横梁、斜支臂焊接结构。每孔设一台固定在闸墩顶部的300 kN卷扬启闭机，通过滑轮导向操作，可手、电两用。闸门系套用另一工程的设计图纸制作的，有较大的结构强度安全储备，安装精度也较高，建成投入运行后，情况一直很好。

事故概况：

某日，库水位上涨，门顶漫溢约0.4 m，乃决定开门泄水。但由于启闭机操作人员因事外出，别人不熟悉操作程序，故延迟到次日凌晨，门顶溢流水深已达1.5 m。开门时因闸门超载过多，电动机启动不了，改用手摇提门，首先开启2#孔，当闸门提升到约0.3 m时，钢丝突然松动，未作认真检查，接着又去启动3#孔。待开启后才发现2#孔门叶已连同支臂被冲到坝下游130 m处。

事故后检查发现2#孔门叶面板及主横梁多处变形、断裂、裂缝长达2.9 m，两支臂均扭曲折断。

事故分析及处理：

事故是因闸门超过设计条件的非正常运行引起的。据反映，管理单位为了多蓄水多发电，经常有意抬高蓄水位，经常造成溢洪道闸门门顶漫溢，严重违反了水库的运行规则。门叶结构的设计安全系数虽然较大，能承受较大的超额静荷载，但在门叶提起少许，形成门顶、门底同时泄水工况时，情况就大为恶化，水流将在弧形闸门的门叶结构内形成强烈的紊流，随之将产生负压，振动，结构应力将大大增加和复杂化，导致闸门破坏。

事故后，按设计原图重制2#门叶，运行正常。

1.2 节制闸弧形闸门摔落事故

该水利枢纽的节制闸共计28孔，每孔设10 m×4.5 m-7 m弧形闸门一扇，采用木面板（现已改为钢丝网小组状面板）钢桁架焊接结构，斜支臂，圆柱铰。每两孔弧形闸门合用一台4×150 kN固定式卷扬启闭机操作控制。启闭机的主机设在独立的操作室内，手、电两用。启闭机的电源由总开关（全闸一套）和分开关（每机一套）两级控制，总开关设在节制闸南端控制室内，分开关设在操作室内。

节制闸建成并投入运行，闸门的操作十分频繁，情况基本正常。

事故概况：

某日下午对节制闸各孔弧形闸门曾作过一次调节操作，闸门全部关闭到底。当晚天气恶劣、大风大雨，次晨发现12#启闭机的钢丝绳已经拉断，电动机仍在继续旋转，操作室弥漫着含糊气味，由它控制的23#、24#两孔闸门仍处于关闭位置。据闸下游渔民反映，后半夜曾在下游出现过较大水流。仔细检查启闭机，发现钢丝绳在卷筒上的缠绕方向与常态相反，钢丝绳断口呈缩颈现象，机架钢梁上有新鲜的深槽切痕，显然是被钢丝磨刻出来的。

事故分析及处理：

事故发生后，立即成立了专门调查小组，了解到当日操作闸门关闭后，操作人员只切断了分开关电源，没有拉开总闸刀，违反了操作的规定。平时对启闭机的维护不很注意，在按钮式分开关电源触点处的尘埃堆积很厚，一个触点已成通路；另一触点的间隙也很小，一滴水珠便可接通电源。操作室的维护也很差，窗户大都破损残缺。至此，事故的原因已很明显。由于存在以上各项因素，夜间斜飞入室的雨水接通了启闭机电路，启动了电动机，卷筒在反转状态下提升门叶。当门叶被提升到最高位置时启闭机继续工作（该机未装限位开关和超负荷断电器等保护装置），门叶受阻于启闭机底的横隔梁，终于拉断钢丝绳，门叶坠落到底，总落差约15 m，酿成事故。

事故后，放下检修门，对弧形闸门作了详细检查。门叶确已摔伤，底部小横梁及斜支撑杆受扭折弯，在支座处隆起约50～60 mm，铰座及铰链相碰处有新鲜压痕，焊缝基本完好，仅发现一处小裂纹，启闭桥底的混凝土横嫩梁上有受挤压的裂缝。

事故后，对门叶及启闭机均作了彻底修复，更换了受损严重的构件，对变形较小的构件作了校正。同时在启闭机上加装限位开关等保护装置，修理操作室。更重要的是完善了设备养护制度，严格管理操作运规的执行。

1.3 水电站引水道平面闸门破坏事故

该水电站为一座径流引水式水电站。其引水道在拦河闸左侧，由取水口、无压隧洞、沉砂池及压力隧洞等几部分组成。

在无压隧洞进口处设有一扇14 m× 7.5 m-7 m平面滑动式检修闸门。

门叶采用钢质支承滑道，并分成上下两节门段，当提升上节门段少许后，可利用节间缝隙充水平压，当下游充满水体后，门叶便可在静水中全部提升。起吊采用2×375 kN固定式卷扬启闭机。

事故概况：

某日，当提升上节门段进行充水时，上游水位抬高，超过门顶，门顶翻水，导致门叶整体向下流鼓出，脱离门槽而破坏。

事故分析及处理：

事故原因是闸门操作违反了设计规定。按设计条件，闸门为露顶式，在充水时门顶不允许漫水，故应事先降低上游水位，但在实践中却忽视了。当闸门顶部和节间同时泄水时，闸门下游会出现紊流区，也会出现负压，不仅增大了静水作用力，同时也有较大的动水作用力，以致门叶的受力情况大为恶化，从而导致较大变形而破坏。

事故后，重新对闸门进行设计，闸门按事故闸门要求考虑，孔口尺寸改为14 m×10 m，设计水头提高到10 m。上节门叶高度为5 m，能在4 m水头下动水提升，仍用节间充水及2×375 kN启闭机。门叶支承滑道改用聚四氟乙烯三层复合材料。

新闸门安装完成后，曾作试运行，上节门段在4.8m水头操作，能启闭自如。

2 预防闸门运行事故的措施

2.1 规范闸门操作

虽然现在水工闸门的安全运行已经逐渐受到重视，但仍有部分水工闸门运行操作不够规范，个别单位甚至没有制定水工闸门运行操作规程，仅按口头传承方式启闭水工闸门。显然，这样的管理方式无法保证水工闸门运行安全，应该制定完整的运行操作规程，将水工闸门操作纳入规范化与制度化。还需要根据水工闸门所处环境条件的特殊性，对启闭操作前的检查项目作出明确规定。无论是现地操作还是远方操作，都必须實施操作人和监护人密切配合制度；严格执行操作人和监护人在操作票或运行记录上的签字规定，详细记载操作过程中发生的问题并加以妥善保存。

2.2 杜绝人为失误

人为误操作看似偶然，实质上有其必然原因。所以要不断加强操作人员责任意识的教育，对操作人员进行专业素质培训，使操作人员了解每一步操作的科学道理，认真实行闸门操作监护人制度，杜绝人为失误。

2.3 消除重大隐患

闸门在防洪关键时刻能否正常启闭运行，是确保大坝安全至关重要的因素。对泄洪设施存在的重大隐患，必须及时加以消除。相对于混凝土及土石等建筑材料，闸门等金属结构的老化和衰变速率呈现出更快、更为明显的变化趋势。因此，随着时间的推移，应对闸门等金属结构定期进行全面检测分析，及时采取相应处理措施。

3 结论

在安全管理中，事故调查是极其重要地位一环。事故调查获得的相应的事故信息对于危险认识、抑制事故起着至关重要的作用；而且事故调查与处理，特别是重大事故的调查与处理会在相当大的范围内产生很大的影响。因此，事故调查是确认事故经过，查找事故原因的过程，是安全管理工作中的一项关键内容，是制定最佳的事故预防对策的前提。

参考文献

[1] 冯先明，李玉芷，南彦波.子洪水库弧形闸门事故分析与处理[J].山西水利科技，1999（1）：65-67.

[2] 邢林生，周建波.水电站水工闸门运行事故及对策[J].水力发电，2012（8）.

[3] 徐贤良.长湖水电站2号进水口事故闸门检测与事故分析[J].大坝与安全，2001（5）：49-50，60.

[4] 何文娟，屈大梁.明秀电站平板钢闸门事故分析及处理意见[J].中国农村水利水电，1998（4）：31-33.

[5] 陈晓强.弧型闸门误动事故分析与防范措施[J].电力安全技术，2002（4）：18.

[6] 唐琳.瓦屋山水电站右岸泄洪洞事故闸门设计分析[J].机电信息，2012（15）：137，138.