參窩水庫弧形閘門底坎邊導(dǎo)板修補(bǔ)改造

隋麗君

（遼寧省參窩水庫管理局，遼寧 遼陽 111000）

遼寧省參窩水庫位于遼寧省遼陽市以東40公里的太子河干流上，主要以防洪、灌溉、工農(nóng)業(yè)用水為主，并結(jié)合發(fā)電的大Ⅱ型重要水利樞紐工程。1985年、1999年已經(jīng)進(jìn)行了兩次大型的除險加固。大壩的整體性和安全性得到了恢復(fù)和改善，但仍然存在其他隱患。14孔閘門及邊導(dǎo)板均已出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕和深度達(dá)1～4 mm不等麻坑，急需修復(fù)處理，以確保大壩安全運行。

1 改造設(shè)計方案

1.1 底坎部分

1）拆除閘門周圍的舊水封，為防止閘門被頂偏，必須拆掉閘門側(cè)輪，并嚴(yán)格校對兩側(cè)鋼絲繩的長度和松緊程度。為保證閘門中心線位置不偏離，一定確保閘門鎖定空位置兩側(cè)高程統(tǒng)一。

2）更換閘門底坎的水封，因現(xiàn)在的底坎表面一端對另一端的高差和底坎表面的平面度嚴(yán)重超差。故需要對閘孔的底板進(jìn)行磨削或噴砂除銹，清除表面污物，侵蝕嚴(yán)重的要拆除全部舊底板，鑿除舊混凝土，重新安裝，澆筑二期混凝土。修補(bǔ)斷面不小于10 cm，要求圓滑過渡，不得有棱角，保證底坎的最大高差控制在2 mm以內(nèi)。

3）為控制修補(bǔ)邊導(dǎo)板的厚度，保證修補(bǔ)質(zhì)量，在閘門板水封螺栓處標(biāo)記一條垂線。每隔0.5 m設(shè)一個測點，測量該垂線到閘墩的實際距離，控制修補(bǔ)邊導(dǎo)板的厚度值，多余的打磨掉，欠缺的用修補(bǔ)材料補(bǔ)平，保證水封壓縮量控制在0.3 mm。

新底坎埋件結(jié)構(gòu)與原底坎結(jié)構(gòu)大致相同，底坎表面進(jìn)行除銹、噴鋅防腐蝕處理后噴涂銀灰色環(huán)氧富鋅底漆和面漆（新型高分子材料）。

1.2 邊導(dǎo)板部分

弧門埋件中邊導(dǎo)板的安裝誤差較大，閘門中心線與孔口中心線不重合，使邊導(dǎo)板傾斜、偏心、凹凸不平，兩側(cè)水封壓力嚴(yán)重失衡，漏水嚴(yán)重。也導(dǎo)致弧形閘門啟閉時兩側(cè)所受的磨阻力不平衡，使閘門承受扭轉(zhuǎn)力矩的破壞，維修和更換邊導(dǎo)板勢在必行。邊導(dǎo)板的維修和更換工程量相當(dāng)大的，而且14孔閘門每一孔的偏差情況都不一樣，所以必須對每一孔閘門邊導(dǎo)板的處理方式進(jìn)行方案比較。

1.2.1 改造的總體原則

1）偏差全部為負(fù)值且不大于6 mm的邊導(dǎo)板（即向閘墩外凸出），采用機(jī)械磨削的辦法進(jìn)行維修。具體方法是制作一個簡易的鋼結(jié)構(gòu)的模具，模具的作用是可以控制削磨設(shè)備對邊導(dǎo)板的加工深度，然后利用電動砂輪等對邊導(dǎo)板進(jìn)行削磨，直至符合規(guī)范的要求為止，最后進(jìn)行噴砂、除銹、金屬噴度、涂漆封閉防腐工作。

2）偏差全部為正值且不大于6 mm的邊導(dǎo)板（即向閘墩內(nèi)凹陷），采用美國貝爾佐納公司的超級金屬材料和技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)和保護(hù)，使其達(dá)到規(guī)范要求。

3）偏差為負(fù)值且大于6 mm（即向閘墩外凸出）和上下兩端偏差相對值大于3 mm的邊導(dǎo)板，因邊導(dǎo)板的鋼板厚度只有12 mm，所以已經(jīng)失去削磨價值。偏差全部為正值且大于6 mm(即向閘墩內(nèi)凹陷)的邊導(dǎo)板，大規(guī)模采用涂料修補(bǔ)現(xiàn)今沒有工程驗證，不宜采用。所以應(yīng)采用拆除舊邊導(dǎo)板，鑿除舊混凝土，安裝新邊導(dǎo)板并重新澆筑二期混凝土的改造方法。

4）由于對邊導(dǎo)板進(jìn)行涂料修補(bǔ)和削磨處理的施工工藝和施工方法比較復(fù)雜，且根據(jù)上一次對10號弧門邊導(dǎo)板所做的涂料修補(bǔ)試驗來看，單孔涂料修補(bǔ)造價高于拆除舊邊導(dǎo)板并制作、安裝新的邊導(dǎo)板的造價。涂料處理和削磨處理的效果也不是很好。為此，如果涂料處理和削磨處理的邊導(dǎo)板數(shù)量少，比較邊導(dǎo)板的改造綜合效果和造價，應(yīng)拆除舊的并安裝新的邊導(dǎo)板埋件。

由兩孔閘門的邊導(dǎo)板測量成果可以看出，該孔左側(cè)邊導(dǎo)板的安裝偏差滿足（DL/T5018-2004）《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范》中弧形閘門埋件安裝的質(zhì)量要求，即邊導(dǎo)板在工作范圍內(nèi)對孔口中心線的公差為±2.0 mm和+4.0/-2.0 mm。右側(cè)邊導(dǎo)板則超出安裝公差范圍，且超差部分全部為正公差，即向閘墩內(nèi)凹陷，超差部位基本平均分布于邊導(dǎo)板全長范圍內(nèi)。

處理方案：左側(cè)邊導(dǎo)板進(jìn)行常規(guī)的噴砂除銹，然后噴度金屬鋅，最后噴涂環(huán)氧富鋅封閉漆。右側(cè)的邊導(dǎo)板偏差值基本處于2.5～4.5 mm之間，且分布比較均勻，因此采用美國貝爾佐納公司的超級金屬材料和技術(shù)，或中科院金屬研究所的重金屬防腐蝕涂料和技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)和保護(hù)，使其達(dá)到規(guī)范效果。

由第12孔邊導(dǎo)板測量成果可以得出，該孔左右兩側(cè)邊導(dǎo)板的安裝全部超出了（DL/T5018-2004）《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范》中弧形閘門埋件安裝的質(zhì)量要求，即邊導(dǎo)板在工作范圍內(nèi)對孔口中心線的公差±2 mm（工作范圍內(nèi)）和+4.0/-2.0（工作范圍外）。其中，左側(cè)邊導(dǎo)板安裝公差基本為正公差，即向閘墩方向凹進(jìn)，偏差值基本處于1.5～9.5 mm之間；右側(cè)邊導(dǎo)板安裝公差基本為負(fù)公差，即向孔口中心線方向凸出，偏差值基本處于2～6.5 mm之間，兩側(cè)超差部位分布不平均。

處理方案：左右側(cè)邊導(dǎo)板因其工作范圍內(nèi)的最大偏差值都超過了7.0 mm，并且超出范圍較大，邊導(dǎo)板的鋼板厚度為12 mm，同時左側(cè)邊導(dǎo)板的偏差分布及不平均，失去了焊補(bǔ)鋼板的可行性。因此兩側(cè)邊導(dǎo)板采用拆除方式進(jìn)行處理。即拆除邊導(dǎo)板，鑿除舊二期混凝土后安裝新制作的邊導(dǎo)板埋件，然后重新澆筑二期混凝土。

通過測量14孔閘門邊導(dǎo)板的間距、偏差值的數(shù)據(jù)成果，并對其進(jìn)行分析研究，按照（DL/T5018-2004）《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范》要求，制定每孔閘門的處理方案。

2 施工技術(shù)要求

1）工程的作業(yè)面全部為高空作業(yè)，存在著一定的危險性，影響著施工進(jìn)度。這要求施工單位一定要對施工人員進(jìn)行加強(qiáng)安全教育，做好安全防護(hù)措施。一定要在保證安全的前提下，克服不利的因素，按期完成施工任務(wù)。

2）混凝土的鑿除，主要采用人工風(fēng)鎬鑿除，供風(fēng)的設(shè)備利用壩頭吹冰的空壓機(jī)。在吹冰任務(wù)結(jié)束后，對空壓機(jī)進(jìn)行徹底地維修，同時對供風(fēng)管路也要進(jìn)行相應(yīng)的檢修，以保證邊導(dǎo)板混凝土鑿除的順利進(jìn)行。

3）施工的用電系統(tǒng)采用啟閉弧形閘門的啟閉室內(nèi)的操作臺接電源。

4）施工腳手架為組裝式鋼腳手架，自堰面到閘墩頂部雙排腳手架，跳板滿鋪，閘門孔兩側(cè)同時搭建腳手架，以便于同時施工。搭建完畢腳手架，在腳手架及八面欄桿周圍懸掛安全網(wǎng)。在邊導(dǎo)板下方的堰面3 m范圍內(nèi)鋪草簾子，下方設(shè)擋板，以免鑿下來的混凝土對大壩溢流面造成再次傷害。

5）施工現(xiàn)場的清理是整個壩面，令壩面內(nèi)不得堆放與施工無關(guān)的器材和雜物，以免影響安全施工。

6）混凝土鑿除施工由上而下、兩側(cè)同時進(jìn)行。棄料及時清理運出施工現(xiàn)場。

3 改造后的效果

參窩水庫除險加固金屬結(jié)構(gòu)改造結(jié)束后，運行7年狀態(tài)良好。由于施工中嚴(yán)格質(zhì)量控制，做到一絲不茍，整體的修補(bǔ)改造工程各項指標(biāo)均為優(yōu)良。底坎、邊導(dǎo)板修補(bǔ)改造后弧形閘門正常運行。保證了大壩安全，保證了正常的防洪、發(fā)電、灌溉，保證了下游衍水兩岸人們生命財產(chǎn)的安全。