水库溢洪道钢闸门冬季防冰措施

卢廷仁，王德生

（辽宁大连庄河朱隈水库灌区管理局，辽宁大连116402）



水库溢洪道钢闸门冬季防冰措施

卢廷仁，王德生

（辽宁大连庄河朱隈水库灌区管理局，辽宁大连116402）

［摘 要］每年冬季来临，北方寒冷地区的水库均存在冰压力对闸门产生的破坏现象。为尽量避免和减少冰冻对钢闸门的破坏，确保闸门安全越冬。通过实际运用得出，采用单孔单泵方式，安装检修方便，运行维护简便易行，运行费用低，一次性投资少，与其他的破冰法相比有较大的优越性，适用于各种类型的闸门破冰工作。

［关键词］朱隈水库；钢闸门；防冰冻措施

朱隈水库位于大连市庄河太平岭乡境内，库区冬季最大冰厚为0.30~0.65 m。为保证冬季闸门安全运行，防止冰压力对闸门破坏，冬季需采取必要的防冰措施。

1　冰压力对钢闸门的破坏

水结冰时体积约增加9%左右，水在形成冰的过程中，冰体的压力不是很大。但随着气温的降低，冰的温度下降，冰的体积变小。当温度在升高时，冰则膨胀，若发生阻碍冰体膨胀的情况，就产生了作用在钢闸门上的冰压力。冰压力分为静冰压力和动冰压力。静冰压力指冰盖层膨胀时对闸门表面产生的冰压力，静冰压力的大小与冰开始升温的气温及气温上升率有关；动冰压力是指冰盖层解冻后，冰块漂流撞击钢闸门时产生的撞击力。

冰层与闸门牢固结冰后，当气温升高时，闸门将受到静冰压力影响；当水位升降时，冰层会产生上台或下拉力，当两种力反复发生时，将导致闸门产生变形，闸墩就会产生裂缝。每当冬季来临，我国北方寒冷地区的水库均存在冰压力对闸门产生的破坏现象。必须采取防冰措施，尽量避免和减少闸门前的冰压力对闸门的破坏，确保闸门安全越冬。

2　钢闸门的防冰措施

目前除冰常用的方法有很多种，如人工破冰法、压力水循环法、压缩空气吹气法、电加热除冰法、热管法等。在辽南地区，冬季常用的防护措施主要有三种：即人工破冰法、压力充水法和压力充气法。

1）人工破冰法。是人工用破冰工具如冰镩凿除闸门前附近冰面，形成一个隔离带，在结冰厚度达到危险厚度之前再次破开，保证闸门不受破坏。

2）压力充水法。利用水泵等设备抽取水库底层温度较高的水借助其产生的水压力通过管道喷射，搅动和加热闸门前的表层水，使其不结冰以达到防冰冻目的。

3）压力充气法。利用空气压缩机产生压缩空气，经过管道引入水面使表层水和下层水形成强制对流，形成一个不冻的水带，防止闸门前的水结冰。

3　朱隈水库的防冰措施

3.1人工破冰法

朱隈水库溢洪道于1995由原来的钢筋混凝土闸门更换为钢闸门。2008年以前，闸门前冬季破冰一直采用人工破冰法进行。具体做法是：当闸门前水面结冰厚度达到2 cm时，由两名破冰人员穿上救生衣并系好安全带和安全绳后，携带破冰工具站在门前的冰面上使用冰镩直接凿冰，在闸门前开凿出宽0.5 m的不结冰带，然后再用操劳将冰块从水中捞出，堆放在闸门前2 m处。如果冰厚达到了2 cm，重复以上的工作即可。

人工破冰开凿冰槽时，必须全线开通，不允许破开一段，保留一段，否则造成应力集中，在未开凿处对闸门局部会产生严重的破坏。该法适用于冰层活动频繁、冰层较厚或防冰设备出现故障的情况下使用，属于应急措施。

通过多年的实践看，该方法破冰效果可以达

到要求，但需要付出较大的体力劳动，效率低，实施中危险性较大，存在人身安全隐患，不符合安全生产要求，而且在实施时还易破坏钢闸门的防腐保护层。从工程现代化管理看，不符合自动化运行的要求。如果实践中应用此办法，必须采取相应安全措施，确保破冰人员人身安全。

3.2压力充水法

根据水库运行管理需要，从2009年冬季开始，溢洪道钢闸门破冰采用了潜水电泵连接管路的压力充水法。原理是：潜水电泵抽取温度较高的下层水，借助其产生的水压力经管路上的水平射流管小孔向上喷射水流，使管路上方局部水体循环，在门前形成一条不结冰带，防止库区结冰挤压闸门。

朱隈水库溢洪闸每孔净宽7 m，根据这一实际情况，选择了一种小功率潜水电泵进行单孔单泵破冰。共购置潜水电泵4台，备用1台，每孔闸门前放置1台。潜水电泵为单相泵，水泵流量为8 m3/h,扬程为12 m，功率为750 W。

具体做法是：水平射流管采用直径为1.5口寸PPR—钢衬管，长度与闸宽等长，为 7.00 m。PPR—钢衬管一端用盲板封焊，另一端通过弯头和连接管与潜水泵连接，潜水电泵布置在射流管的左下方，水泵与射流管呈“L”型。水平管上端与水面垂直方向上每10 cm间距钻一直径为2.5 mm射流孔。

具体放置位置：用缆绳将潜水电泵放在弧形门前水面以下2~3 m处，水平射流管放在闸门前2 m范围内，距水面以下40~50 cm处。当设备全部入水后，启动水泵，根据水花情况调整设备入水深度。据我们的经验，控制水深以射流至水面的水花不高出水面为准。

每年的11月20日左右，对设备进行试运转，11月30日前将设备放入水中并固定，次年的3月15日将设备从水中取出，检修保养后防置室内存贮，待下次使用。

4　结语

通过实际运用看，采用单孔单泵方式，安装检修方便，运行维护简便易行，运行费用低，一次性投资少，与其他的破冰法相比有较大的优越性，适用于各种类型的闸门破冰工作。

［中图分类号］TV698.2+6

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）05－0066－01

[收稿日期]2016-01-18