石鸡水电站快速闸门漏水分析与处理

王兴民

摘 要：通过处理水电站快速闸门漏水问题，能够提升水电站的运行效果。基于此，本文以石鸡水电站为例，分析了水电站快速闸门漏水问题的原因，同时提出了解决对策。针对闸门“P”型水封损伤问题，以更换闸门“P”型水封来解决漏水问题；针对闸门与轨道间隙偏大的情况，安装铜垫板、加厚了“P”型水封下的垫块，通过论述以上内容，来为设计人员提供一些参考。

关键词：水电站；快速闸门漏水；效果检测

中图分类号：TV663 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0176-02

石鸡水电站是白水江干流中下游第三级梯级电站，径流引水式开发，开发建设任务是发电。电站设计发电流量136，电站设计水头28.0m，总装机容量32MW（2×16MW），年发电量1.48亿/，年利用小时数4625h。电站为Ⅳ等级工程，主要建筑物级别为4级。右岸引水发电，低坝引水枢纽，由泄洪冲沙闸和橡胶坝组成，橡胶坝坝高3.5m，正常蓄水位1075m。电站设有直径为16m的圆筒形调压井，在调压井内设2孔机组事故检修闸门，孔口尺寸3.5m×6.5m，每孔设1扇快速闸门，当机组故障甩负荷或压力管道事故时，2扇事故检修闸门可快速关闭，防止机组发生飞逸和事故扩大。

1 石鸡水电站快速闸门问题简述

石鸡水电站自2014年投运以来，2台机快速闸门由于设计、安装等因素，一直存在重大漏水缺陷。当一台水轮机出现故障（如导水叶卡有异物需清理、主轴密封磨损需更换、机组冷却水取水口淤堵需清理等）需处理时，不得不关闭枢纽引水隧洞进水口闸门，这样致使另一台机组也强迫停运相同的时间，严重影响了电站的经济效益。

2 石鸡水电站快速闸门漏水原因分析

2.1 闸门槽轨道、门楣平面度检测、分析

为进一步分析闸门漏水原因，将液压油缸启闭机分解吊开、闸门体吊出后，对闸门轨道表面砼浆等污物进行磨铲清理，然后对门槽左、右侧轨道、以及门楣的平面度进行测量、分析，得出以下数据：

（1）L侧相对测值平均值为100.3mm，L侧最大值与平均值的差值比为1.69%，L侧最小值与平均值的差值比为-0.79%；R侧相对测值平均值为102.7mm，R侧最大值与平均值的差值比为1.27%，R侧最小值与平均值的差值比为-2.14%。（2）门楣平面度：门楣相对测值平均值为29.9mm，最大值与平均值的差值比为2%；最小值与平均值的差值比：-2.38%。

通过实际测量、计算，闸门槽轨道、门楣平面度最大测值、最小测值与平均值的差值均在2.5mm以内，与平均值的差值比均在±2.5%以内，说明闸门槽轨道、门楣平面度满足技术要求。

2.2 闸门与轨道间隙检测、分析

经实测发现，快速闸门的门槽宽范围为801-804mm（设计值为800mm）；闸门钢结构实测厚度范围是683mm-687mm，加上“P”型水封60mm和“P”型水封下层20mm厚的橡胶垫板，闸门的实际厚度在763-767mm之间。由此可见，原安装使闸门与门槽之间有34-41mm的间隙，这就说明闸门与轨道间隙偏大（达到10mm以上）是漏水的主要原因，必须对闸门“P”型水封进行更换，以解决闸门与轨道间隙偏大的问题[1]。

2.3 “P”型水封损伤

由于石鸡水电站闸门位于白水江干流中下游处，泥沙堆积现象较严重，再加上止水“P”型水封的安装不合理、闸门轨道表面砼浆等污物较多等因素，进而导致闸门发生振动、刮蹭等问题。同时，“P”型水封在管理过程中，如果闲置时间较长，橡胶将严重老化失去弹性，容易发生断裂的问题，进而影响“P”型水封性能，出现闸门漏水。

2.4 门槽轨道、门楣不在同一平面内

如果门体安装不正，闸门关闭后产生变位，造成止水一端渗水。面板加工精度未达到设计要求，造成固定止水压缩不均产生漏水。此外，如果门槽在安装过程中加固不牢或浇筑过程中保护不善，都有可能造成移位或变形，这样不仅会削弱结构强度，也会使闸门启闭困难，甚至造成闸门的重大事故。

3 石鸡水电站快速闸门漏水问题处理

通过实地查看和闸门起、落检查，综合分析认为：闸门与轨道间隙偏大（达到10mm以上）是漏水的主要原因。另外，闸门轨道表面砼浆等污物较多，也给闸门封水效果或多或少造成一定影响。为此，必须通过更换水封来解决闸门与轨道间隙偏大的问题。

保持“P”型水封60mm的厚度不变，将“P”型水封下层原20mm厚的橡胶垫板改做成25mm厚；再在闸门迎水面两侧各制作安装4块20mm厚的铜垫板，铜垫板下层加垫5mm厚的胶皮，以增加闸门在门槽内受挤压时的弹性变形。这样，闸门与门槽的间隙控制在3～5mm，充水后闸门受水压后将紧贴在门槽轨道上，从而达到严密封水的效果。

3.1 更换闸门“P”型水封

“P”型水封是水电站闸门上的一个重要组成部分，是保证闸门密闭封水、正常运行的关键部件。水电站在长期运行的过程中，由于水流中的泥沙、闸门轨道表面砼浆等污物，会损伤闸门“P”型水封，给闸门封水效果带来一定负面影响。

（1）闸门“P”型水封材料的选择。可以根据水头高低和孔口大小等具体条件进行选择，最常用的莫过于橡胶闸门“P”型水封。橡胶闸门“P”型水封又名止水橡皮或者止水橡胶，是按GB18173.2-2000标准生产的，按截面形状要分为P型、L型等七个类型，它的最大优点是弹性好，适应变形能力强；结构简单、封水严密可靠。技术人员决定保持“P”型水封原几何尺寸不变，制作时对材质进行强化；将“P”型水封下层原20mm厚的橡胶垫板改做成25mm厚，以缩小闸门与门槽的间隙。（2）安装流程。首先，拆除原老化的“P”型水封，用拆下旧水封比划对新“P”型水封及其下部垫板钻安装螺丝孔；对门体上水封安装表面进行清理，更换“P”型水封紧固螺栓为8.8级新螺栓；其次，安装新“P”型水封，安装的过程中，要注意“P”型水封的紧实度符合规定要求，紧固螺栓要逐个分多次进行，不能一次紧固到位，防止橡胶挤压不均匀；螺栓紧固后对密封面直線度进行检查，控制在±2.5mm以内，否则进行调整；第三，检查“P”型水封滑道埋件，清理门槽轨道表面砼浆等堆积污物；同时，在闸门吊装前，门槽整个轨道表面涂抹黄油，在闸门落入时以起到润滑作用，防止擦伤“P”型水封。

3.2 安装铜垫板

技术人员通过分析，原快速闸门设计安装的钢质滚轮由于尺寸偏小，且经长时间水浸后锈死无法滚动，根本起不到限位作用。为确保闸门限位和“P”型水封紧贴在闸门口密封面上，且使闸门上升、下落灵活，在闸门迎水面两侧各制作安裝4块20mm厚的铜垫板，充当反向滑块，每块铜垫板用6颗M12的内六角螺栓把合在闸门体上，铜垫板下层加垫5mm厚的水胶皮，以增加闸门在门槽内受挤压时的弹性变形。加上把“P”型水封下层原20mm厚的橡胶垫板改做成25mm厚，这样一来，闸门与门槽的间隙控制在3-5mm，充水后闸门受水压后将紧贴在门槽轨道上，从而达到严密封水的效果。

4 石鸡水电站快速闸门漏水效果检测

在技术人员处理快速闸门漏水问题后，要对修复后的闸门止水性进行测试。首先，进行闸门上升、下落试验。通过测试，发现闸门动作灵活，没有出现发卡现象；其次，在闸门落下后，使用300mm长的钢板尺（厚度为1mm）插试闸门门楣、两侧轨道间隙，钢板尺能够紧紧插入，部分区域钢板尺还无法插进，说明闸门“P”型水封与轨道间隙为1mm左右；第三，在适当时机打开2号机蜗壳人孔门，进到闸门处检查，发现闸门滴水不漏，处理达到了预期效果，彻底解决了当一台水轮机出现故障需停机处理时、另一台机组再无需强迫停运的问题，为电站创造了极高的经济收益[2][3]。

5 结语

综上所述，通过处理快速闸门漏水问题，能够保障水电站的经济效益。在此基础上，选择“P”型水封时，要根据设计图纸计算好产品长度，异型结构要有图纸说明，尽量在工厂中将“P”型水封连接成整体，如需现场连接时，可采用电加热板硫化粘合方法；同时，在闸门吊装前，门槽整个轨道表面都涂抹黄油等润滑脂，在闸门落入时以起到润滑作用，防止擦伤型“P”型水封。通过安装铜垫板，更换“P”型水封，能够有效解决闸门漏水问题。

参考文献

[1]王洁.水电站水工闸门运行事故及措施[J].南方农机，2017，48（22）：124.

[2]杨俊山.浅谈水电站水工闸门的防冰方法[J].内蒙古水利，2017，（03）：69-70.

[3]赵建平，张维杰，严根华.水电站调压井快速闸门稳定性及安全防范措施研究[J].水力发电，2016，42（02）：70-74+122.