龙官桥水库封堵闸门下闸蓄水复核及改造处理探讨

程明春

(贵州省毕节市勘测设计研究院，贵州 毕节 551700)

导流隧洞进口封堵闸门下闸蓄水时间节点一般存在一定不确定性，导致施工图封堵闸门设计水头、结构强度及启闭机容量不一定满足汛期下闸蓄水时间节点要求，现场应对封堵闸门设计水头、结构强度、启闭机容量及结构尺寸复核，初步设计报告考虑下闸水头、在一定水头下动水启门水头、挡水水头应留一定富裕，保证封堵闸门不颠覆性设计、加工制作。本文通过对封堵闸门下闸蓄水时间节点与初步设计报告下闸蓄水时间节点不一致，对设计水头、结构强度、启闭机容量及结构尺寸复核，并对不满足设计要求结构尺寸进行改造及止水漏水处理，使龙官桥水库下闸蓄水取得圆满成功。

1 工程概况

龙官桥水库位于乌江流域六冲河一级支流白甫河干流上游倒天河段上，大坝位于七星关区何官屯镇龙汉村小旱庄村寨下游600 m处，为混凝土面板堆石坝，坝址以上集雨面积31 km2，最大坝高50.0 m，坝顶长132.67 m，工程规模为中型，库容1 099万 m3，工程任务为城市供水。工程导流隧洞布置于大坝左岸，后期兼作取水兼放空隧洞之用，为城门洞型,封堵闸门布置于导流隧洞进口处。孔口尺寸为B×H(宽×高)=2.4 m×2.6 m，底槛高程为1 621.00 m，设计水头34 m，闸门型式为平面滑动钢闸门，主材选用碳素结构钢Q235B，闸门门体重3.02 t，埋件重2.67 t，在导流隧洞封堵时下闸挡水。

龙官桥水库初步设计报告下闸蓄水时间为枯水期2020年12月-2021年4月，但受征地与移民影响，应业主要求，定于汛期2021年9月18日下闸蓄水。为保证安全下闸、截流闭气的可靠措施，预防控制下闸过程及导流隧洞堵头施工过程中潜在风险发生，业主要求各参建单位提高对应急事件处理能力。

2 封堵闸门水头复核

封堵闸门初步设计报告水头考虑下闸水头、在一定水头下动水启门水头、挡水水头。水库初步设计报告堵闸门下闸时间为枯水期，下闸水头主要考虑闭门条件、行走支撑型式及材料、止水摩擦系数、门体自重能否闭门等，经综合分析考虑为1 m；下闸过程中，封堵闸门应具备在一定水头下动水启门的能力，封堵闸门动水启门水位一般不低于下闸后24小时的水位，动水启门水头考虑为2 m，启门水头考虑封堵闸门有不同工况发生启闭机容量，初步设计考虑借用取水口进口事故闸门卷扬式启闭机QPG400 kN，设有启闭机排架；挡水水头应有一定安全裕量，由施工组织专业根据导流隧洞混凝土堵头强度能完全挡水时水位加3 m安全裕量[1],但是笔者设计类似工程下闸时间由于多方面原因存在一定不确定性，避免重新进行封堵闸门结构设计和加工制作，影响下闸时间，经施工组织设计和金属结构配合确定挡水水头34 m。

水库建设过程中，封堵闸门下闸时间与初步设计报告进度计划不一致，下闸之前各参建单位关注天气预报、现场实时水情观测、掌握上游来水的变化；下闸后库区有可能连续降雨、库区水位上升很快措施，超标准洪水的预防措施，降雨形成的坡面汇水及上游来水，保证在导流隧洞混凝土堵头浇筑凝期达到强度之前的应急事件处理。笔者复核封堵闸门下闸节点下闸水头、在一定水头下动水启门水头、挡水水头，现场和水文人员用钢卷尺测量导流隧洞进口明渠里水深有60 cm，满足初步设计报告下闸水头1 m；动水启门水头考虑下闸蓄水后，短时间内对各工程建筑物是否达到设计要求评估，一旦出现异常情况应停止蓄水，经分析计算考虑5 m水头。工程施工时没有按设计图浇筑启闭机排架、下闸时借用取水口进口事故闸门卷扬式启闭机QPG400 kN已经安装、调试完成。改造问题是租用封堵闸门的启闭机，经复核考虑一定摩擦阻力安全系数及闸门自重修正系数，启门力为87.46 kN建议施工单位租用启闭容量为100 kN吊车，施工单位租用就近租赁中心仅有250 kN吊车；如果下闸蓄水后短时间内水库出现水位上升很快或者超标准洪水来，采用溢洪道泄洪，能满足施工图封堵闸门结构强度计算使用设计水头34 m。

3 封堵闸门改造

封堵闸门下闸前，清除门叶上和门槽内所有杂物。250 kN吊车把封堵闸门从堆放点吊至导流隧洞进口门槽处，但是封堵闸门不能顺利入门槽。经仔细观察复核，封堵闸门主滑块材料、加工制作尺寸、埋件主轨轨头与施工图纸不一致，施工图上主滑块材料是增强聚四氟乙烯材料，线荷载80 kN/cm以下，为装配件，用6-M12×30沉头螺钉连接在门体面板上，尺寸为宽×长×高(B×L×H)=40×125×500 mm，滑块弧面半径为R300 mm，聚四氟乙烯和碳素结构钢Q235B厚度各20 mm。主轨轨头尺寸为宽×长×高(B×L×H)=16×50×5 600 mm，轨头上与橡胶止水接触面有宽×长×高(B×L×H)=4×50×5 600 mm合金钢1Cr18Ni9面板(如图1所示)。闸门制作安装厂家主滑块材料是碳素结构钢Q235B，尺寸为长×宽×高(B×L×H)=60×125×500 mm，直接焊接在门体面板上，导致门体总宽度750 mm大于门槽总宽度730 mm，门体不能入槽，主轨轨头上无合金钢1Cr18Ni9面板，主轨轨头与主轨轨头面板为一体的碳素结构钢Q235B，尺寸为宽×长×高(B×L×H)=20×50×5 600 mm。现场复核计算，主滑块与主轨轨头摩擦系数由原设计增强聚四氟乙烯对不锈钢变为现场钢对钢，最大摩擦系数由0.15变为0.60，最小摩擦系数由0.06变为为0.15，封堵闸门启门力为218.94 kN，闭门力为158.65 kN大于0，靠闸门自重不能闭门，笔者决定把主滑块厚度切割部分，防止在一定水头下动水启闭调整封堵闸门，切割后剩余主滑块厚度小于设计图上主滑块宽度40 mm，才能保证吊车不受滑块和主轨轨头摩擦力影响启闭门。在保证不损坏门体上橡胶止水，用打磨机打磨Q235B主滑块，用了3块打磨机砂轮片，一个主滑块没磨完，建议用氧气乙炔气割枪切割，用湿润毛巾保护切割滑块周围橡胶止水，另一人使用氧气乙炔气割枪枪头，四块主滑块历时6小时切割完毕，浇水润滑止水橡皮，250 kN吊车反复启闭试调整，最终封堵闸门成功下闸，水库开始蓄水，截止投稿时龙官桥水库库区水位蓄到1 642.00 m。

闸门制作安装厂家没有按照设计图加工搭接封堵闸门底止水和侧止水，底止水垫板和侧止水垫板应交叉搭接，厚度各占一半，搭接长度不小于100 mm。现场封堵闸门是侧止水直接压在底止水上，导致底、侧止水没有在一个封闭面上；封堵闸门在吊运过程中底止水被刮伤了，导致封堵闸门底止水漏水。现场用钉子固定刮伤底止水处，用4块木楔反复削成适合厚度，从封堵闸门左右两侧对称人工捶打撑在反轨与门体之间，使封堵闸门向下游方向顶压，达到止水预压缩量，但是刮伤处底止水还是漏水。建议在闸门下游处浇筑混凝土挡水堰，混凝土里加入速凝剂，采用混凝土输送泵布置于导流隧道洞出口，泵管接至仓面，挡水堰内预埋DN200钢管7 m，钢管末端安装DN200闸阀，把封堵闸门底止水漏水量引出。导流隧洞堵头总长22.319 m，桩号0+49.425至0+71.744，采取三仓进行浇筑，第一仓混凝土为堵漏封堵闸门底止水漏水，浇筑时保持闸阀全开，创造了导流隧洞第二、三仓混凝土堵头干燥环境浇筑；第二仓导流隧洞混凝土堵头浇筑时关闭闸阀，浇筑时间待第一仓混凝土开始产生强度，第三仓导流隧洞混凝土堵头浇筑时间待第二仓混凝土开始产生强度。

4 结语

由于受征地与移民影响，龙官桥水库下闸蓄水时间节点为汛期，需复核封堵闸门水头是否满足现场工况要求；现场封堵闸门结构尺寸和设计图纸不一致，需对封堵闸门结构尺寸改造及止水漏水处理。使水库下闸蓄水取得圆满成功、导流隧洞堵头在干燥环境浇筑完成，为今后类似水库工程下闸蓄水提供现场处理经验。现场用大部分时间改造封堵闸门主滑块尺寸及止水漏水处理，根本原因是金属结构设备制作安装厂家没按照设计图纸加工制作，故建议今后类似水库工程金属结构设备进场验收，需要设计单位、施工单位、监理单位、金属结构设备制作安装厂家对金属结构设备进场验收，一旦发现金属结构设备不满足设计图纸，制作安装厂家应及时处理，避免封堵闸门下闸蓄水现场进行改造处理，影响下闸蓄水；特殊情况下不能避免封堵闸门现场改造处理，事前作好应对处理措施，保证封堵闸门下闸成功。