廉家坝水库输水洞闸门维修改造方案探讨

朱苏云

（东港市水利勘测设计院，辽宁东港118300）



廉家坝水库输水洞闸门维修改造方案探讨

朱苏云

（东港市水利勘测设计院，辽宁东港118300）

摘要：针对廉家坝水库输水洞建设时无检修闸门的情况，文章介绍了如何在满库容的情况下，利用原闸门作为临时围堰，在原闸门的下游、输水洞的进水塔内重修一道闸门作为备用闸门的改造方案，对中小型水库输水洞闸门维修改造时，具有一定的参考和推广价值。

关键词：廉家坝；输水洞；闸门改造；吊装

1 概述

廉家坝水库始建于1944～1945年日伪时期，该输水洞原先只设一道铸铁闸门，由于近40年的应用，闸门两侧的底角及闸槽的角钢已锈蚀殆尽，经多次检查，该闸门漏水非常严重，已不能起到止水作用，如果唯一的一道闸门一旦出现故障，为节制出流，必须在前库中修筑临时围堰，方可进行闸门维修，需要耗费较多的资金，费工费时。在1996年，水库输水洞放水时闸门卡死，上不来下不去，由于没有检修闸门，水白白流掉，只得雇用潜水员下水处理，经才将卡死的部位修好。

近年来，我地区降雨量偏小，灌溉用水十分缺乏，廉家坝水库闸门已达到了非修不可的地步。经孤山灌区申报，上级有关部门拨出了修建闸门的专项资金，才使该项工程顺利进行。

2 设计方案的选择

廉家坝输水洞现有的进水塔于1958年扩建，基础座落在风化岩石上，较原来的进水塔的基础深1.0m，基础与塔身包裹在原进水塔的周围，现进水塔除混凝土表面有轻度的剥落外，外塔身没有明显的裂缝和倾斜。进水塔的整体稳定经多年的运用均末出现异常现象，该进水塔还可继续发挥效能。因此在廉家坝输水洞闸门工程设计中，不需要将输水洞整体修建，只需增加一扇闸门即可，该闸门设置考虑了2种方案。方案一是在输水洞工作闸门前建一闸门，作为新建工作闸门，原工作闸门改为备用闸门。方案二是在输水洞工作闸门后水塔内建一新闸门，作为备用闸门，原工作闸门作用不变。

现将2种方案比较如下：

方案一：（1）当时水库是满库容，需要在闸前坝坡间修一围堰，围堰工程量大，因坝坡浸在水中，无法拆除，给围堰施工带来很大困难。（2）总体工程量大，投资多。（3）要求新建工作闸门必须在当年5月1日放水前完成，难于保证工期。

方案二：（1）利用原工作闸门做闸前围堰，大大减少了修建围堰的工程量，也降低了施工难度。（2）总体工程量小，投资少。（3）新建备用闸门能够在要求工期内完成，保证当年5月1日前放水。

故而，我们决定采用方案二，作为廉家坝输水洞闸门改造工程施工的方案。

3 改造工程设计

3.1 结构改造

此次改造是统筹考虑水库和灌区的长远规划，同时结合水库加固设计的要求。工程部位在现有进水塔与洞体的连接处，将原有混凝土面凿出宽1.4m，高2.2m的凹槽，然后在原塔壁浇筑一个混凝土框架，将铸铁闸门框浇筑在新浇筑的混凝土中，以原塔的后壁作胸墙，并安装铸铁闸门一扇，形成一道封闭的闸室，在新浇筑的混凝土与原塔壁相接处按每50cm间距钻孔埋设锚固钢筋，锚筋采用¢16一级钢筋，锚固筋锚入原混凝土内40cm，边框与顶板均按20cm间距配置¢12钢筋两层，将原消力池凿毛后埋设锚筋与原底板连接一起，仍按20cm间距配置¢12钢筋两层，新浇筑混凝土标号为C25。

3.2 闸门规格

廉家坝水库输水洞备用闸门设计为铸铁闸门，闸孔规格为1.3m×1.6m，设计面板厚度为20mm，，肋宽30mm，肋高60mm，闸门面积1.650 ×1.380m，，闸门总重量为1040.15kg，，闸门材质为HT30-54铸铁。为了确保安全，提高闸门的安全值，按材质情况做了加固处理，面板加厚10mm，肋加宽10mm。

3.3 围堰

该项工程中围堰如上所述，利用原工作闸门作为临时围堰［1］。

3.4 施工排水

原工作闸门与侧墙漏水极为严重，据观测，估算约0.01m3/s，昼夜水量损失86m3，当水库水位达到一定高度，闸门将会产生射流，对输水洞内备用闸门施工极为不利。因此，排水成功与否是工程改造的关键前提条件，我们采用以下措施解决施工中的排水问题。

（1）雇用潜水员对原工作闸门侧墙漏水及产生射流部位进行封堵处理。

（2）在输水洞内新建备用闸门前设一道布屏，挡住闸门射流，不致影响屏后工作。

（3）在原工作闸门与布屏之间混凝土底板上安装一水泵，进行连续抽水，直至底板露出水面，便于人工作业。

（4）底板露出水面后，人工在原工作闸门与布屏之间相对凹陷处挖一个集水坑，其深度达到能够保证备用闸门正常施工。

3.5 拆除旧建筑物，钢筋及预埋件制安

按设计要求，需在原混凝土底板与边框上做出宽1.4m，高2.2m，深0.25m的凹槽，该项工程由于施工范围狭窄，需拆除掉的混凝土范围小，如果采用爆破施工，虽然工作进度快，但唯恐损坏原有建筑物，所以我们采用人工凿槽连续作业。

待凿槽按设计要求完成后，开始安装、绑扎、焊接钢筋、锚筋及备用闸门支撑铁件，备用闸门支撑铁件在闸底板处设2个支撑点，边框每侧各设2个支撑点［2］。

3.6 备用闸门吊装

（1）吊装方案选择。

备用闸门吊装是该项工程中重要工序之一，关于备用闸门的吊装我们考虑了2种吊装方案。方案一：在原塔盖上凿一长槽孔，从槽孔将闸门由上至下安装就位。方案二：输水洞长48.25m，采用运输车洞内运输闸门到设计位置用3T葫芦吊装就位。

两方案比较，认为方案一在塔盖上凿槽，不仅会损坏水工结构，而且还可能会影响塔盖正常发挥作用，该方案施工量大，费工费时费材料，安装闸门时危险性大。而方案二则不同，在保证闸门顺利安装就位的前提下，不会损坏水工结构，而且安全性强，吊装效率高［3］。故采用方案二。

（2）备用闸门吊装过程。

首先，将输水洞内杂物清理干净。由于洞体狭长，故在安装闸门前，临时制作一台符合洞口要求的运输车，利用运输车将备用闸门推至设计位置［4］。再用3T葫芦将闸门吊起，轻轻放在闸门支撑点位置上固定，以便在混凝土浇筑时，闸门不会发生位移或变形，认真校核，闸门按设计要求就位。

3.7 混凝土浇筑

闸门安装就位后，再安装模板，混凝土浇筑顺序是先浇筑闸底板，再浇筑洞体闸框，最后浇筑胸墙，在胸墙的施工中，胸墙内设预留孔，将水泵管穿过预留孔，以解决备用闸门落下后，闸前排水问题，这样才能保证混凝土浇筑完成后，养生期内闸框底板不会被水浸没，影响混凝土的强度。

待混凝土达到要求强度后，撤走水泵，将备用闸门提起，闸前水通过输水洞自由排出，胸墙预留孔再浇筑二期混凝土封堵［5］。

3.8 原工作闸门的更换与集水坑混凝土施工

原工作闸门的更换选择在灌溉用水后的汛前施工，水库此时处于最低水位，在闸前10m处两坝坡间砌筑围堰。首先将原坝体护坡拆除，然后砌筑黄土草袋围堰，在围堰与原工作闸门之间设集水井，安装水泵昼夜排水，人工连续凿毛作业，进行钢筋、预埋件制作安装，闸门安装，模板安装，最后进行工作闸门凹槽与备用闸门前集水坑混凝土的浇筑施工［6］。

4 结语

经过充分的准备，详尽的施工方案比较，廉家坝水库输水洞备用闸门得以顺利实施，解决了困扰水库多年的难题，且闸门止水效果良好，完全可以替代原闸门工作。备用闸门建成后，排除了存在的安全隐患问题，为下游农田灌溉提供了有效保证。水库输水洞备用闸门施工简单可靠，工程造价低，节约大量水资源，特别适合于中小型水库输水洞闸门维修改造，在技术和经济效益方面非常具有推广价值。

参考文献

［1］牛运光.土石坝下输水洞（管）破坏原因及其加固措施［J］.水利水电技术，1995（11）.

［2］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.鹤岗市五号水库出口闸门维修工程设计［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2007.

［3］宋同广.无检修闸门的中小型水库放水洞维修的措施方法［J］.山东水利科技，2006（01）.

［4］范崇仁.水工钢结构设计［M］.北京：中国水利水电出版社，2000.

［5］杨逢尧，魏文炜.水工金属结构［M］.北京：中国水利水电出版社，2005.

［6］刘细龙，陈福荣.闸门与启闭设备［M］.北京：中国水利水电出版社，2003.

中图分类号：TV698.2

文献标识码：B

文章编号：1008-1305（2016）02-0068-02

DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2016.02.029

收稿日期：2015-03-16

作者简介：朱苏云（1970年—），男，高级工程师。