水闸基于检修闸门系统的事故闸门研究与应用

（河北省桃林口水库管理局，河北 秦皇岛 066000）

一、原因分析

1)改造水库输水建筑物除险加固工程的检修闸门启闭房施工时,机械凿除老混凝土震动影响。2)新建水库输水建筑物除险加固工程的事故闸门时,放炮施工点距离掉落通气孔最短距离只有20～30m,开挖石方放炮震动影响。3)水库输水建筑物的出口弧形闸门改造时,闸门启闭调试过程中按规程操作不严。4)原通气孔的预制钢筋混凝土压力管老化影响。

二、水闸基于检修闸门系统的事故闸门研究与应用

（一）行走支承设计

平面闸门行走支承主要有滑块和滚轮2种方式。滑块摩阻力大，对于水位差较大的水闸，闸门闭门力难以满足要求。虽然通过降低叠梁梁高、增加事故闸门总重量等措施也可能满足闭门要求，但叠梁梁高很小必然数量较多，抢险效率将下降，且大部分水闸检修门槽轨道一般为混凝土，采用滑块行走摩阻力更大，闸门难以关闭。所以，水位差较大的水闸的事故闸门一般只能采用滚轮行走。滚轮行走设备设计应注意以下几点：（1）验算闭门力。如闭门力不够，可在满足强度的基础上适当降低轴直径，选用摩擦系数较小的轴套，滚轮轴应简支。（2）验算滚轮的接触应力。尤其要验算混凝土轨道的接触应力是否满足要求，水位差较大、闸孔较宽的水闸，若检修门槽没有埋设钢轨，混凝土的局部承压强度一般不够，应改造门槽设置钢轨。（3）应设置侧滚轮，防止闸门启闭时卡阻。

（二）水下切割与焊接

根据实际情况，潜水员制定并修改了水下具体工作方案，因为从钢板外部用锚钉固定钢板引起大坝混凝土的脱落，因此决定先找寻大坝预埋筋，在有预埋钢筋的位置进行钢板切割，找多个点，然后再开始将预埋筋与钢板进行焊接，焊接可以将钢板抓得更牢。方案制定后潜水员制作工作栏，以方便水下作业，下水后，先用千斤顶将门楣钢板恢复原位，由于裂缝较长，所以采取局部顶压，用多个千斤顶顶压钢板，将门楣压平复位。然后采用水下切割机进行割缝，清除钢筋头杂物，完毕后开始用电焊机点焊。最终除找到部分锚筋连接外，另有3处与大坝主筋连接，水封钢板完全复位。

（三）主轮的结构特点和支承轨道的选择

当只有下游轨道支撑，而且底孔进口倾斜非常大时，此时的孔口就会完全的敞开。就是一个没有其他依靠，完全趴在相当于闸门在启吊过程中的主轨上。在国内的闸门支承方面，一般都会选择滑动支承，但是在使用过程中，发现由于泄水进口水工体型倾斜布置的特点，如果是采用了不锈钢轨头或和滑块的形式，一就是浪费了很多材料，因为从底坎到检修平台不锈钢轨头需140m，二则是费用的增大，为了增加启闭机的容量，而且其中产生的较大摩阻力都会使得费用增多，在这些方面，主支承采用的轮式支承就有了些许优势，首先由于轮式支撑的摩阻力较小，那么启闭机的容量也相对可以减小。然后再使用的是在孔口处的铸钢件，简单轨道形式就可以再孔口以上部位采用。

（四）水下自动脱钩装置

事故闸门由多块叠梁组成，每块叠梁安装到位后，启闭机械须能水下自动脱钩，否则无法继续工作。水下自动脱钩装置可选用水下自动挂脱梁或自动脱钩。自动挂脱梁能水下脱钩，也能水下挂钩。配置自动挂脱梁应注意以下几点：（1）叠梁止水宜设置在上游侧。（2）行走支承也应使用滚轮，并设置侧滚轮。（3）力求轻盈，梁高较小。（4）应做静平衡试验。自动挂脱梁自重较大，结构较复杂，动水中使用可能发生卡阻，其自身高度也降低了启闭机械的起升高度。自动脱钩可用于安装事故闸门，使用自动脱钩吊装事故闸门就位后能实现水下自动脱钩，但不能水下挂钩。由于采用事故闸门应急抢险几率较低，可待工作闸门恢复后由潜水工水下挂钩起吊闸门。

结语

（1）对于工作闸门存在破坏隐患且破坏后可能造成等级安全事故的水闸，应备有事故闸门。（2）国内众多水闸只设置了检修闸门，未设置事故闸门，其中大量水闸存在工作闸门破坏隐患并可能造成等级安全事故，可基于检修闸门系统构建事故闸门，用以应急抢险。（3）基于检修闸门系统构建事故闸门的技术方案是：配置能在动水中依靠自重关闭的事故闸门，借用检修门槽或适当改造后安装事故闸门，借用检修闸门启闭机械或适当改造后启闭事故闸门。（4）事故闸门采用叠梁，适当降低单块叠梁的高度以降低水压力，行走机构采用滚轮。（5）开展门槽外观检查、尺寸测量和强度验算，对不符合事故闸门安装条件的结构进行改造。（6）核对启闭机械技术参数，控制事故闸门自重在启闭机械额定起重量以内，配置起吊闸门水下自动脱钩装置，并确保起升高度满足要求。（7）事故闸门和启闭机械应定期养护，确保滚轮转动灵活，每年开展抢险演练。