水閘基于檢修閘門系統(tǒng)的事故閘門研究與應(yīng)用

（河北省桃林口水庫管理局，河北 秦皇島 066000）

一、原因分析

1)改造水庫輸水建筑物除險(xiǎn)加固工程的檢修閘門啟閉房施工時(shí),機(jī)械鑿除老混凝土震動(dòng)影響。2)新建水庫輸水建筑物除險(xiǎn)加固工程的事故閘門時(shí),放炮施工點(diǎn)距離掉落通氣孔最短距離只有20～30m,開挖石方放炮震動(dòng)影響。3)水庫輸水建筑物的出口弧形閘門改造時(shí),閘門啟閉調(diào)試過程中按規(guī)程操作不嚴(yán)。4)原通氣孔的預(yù)制鋼筋混凝土壓力管老化影響。

二、水閘基于檢修閘門系統(tǒng)的事故閘門研究與應(yīng)用

（一）行走支承設(shè)計(jì)

平面閘門行走支承主要有滑塊和滾輪2種方式?；瑝K摩阻力大，對于水位差較大的水閘，閘門閉門力難以滿足要求。雖然通過降低疊梁梁高、增加事故閘門總重量等措施也可能滿足閉門要求，但疊梁梁高很小必然數(shù)量較多，搶險(xiǎn)效率將下降，且大部分水閘檢修門槽軌道一般為混凝土，采用滑塊行走摩阻力更大，閘門難以關(guān)閉。所以，水位差較大的水閘的事故閘門一般只能采用滾輪行走。滾輪行走設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）驗(yàn)算閉門力。如閉門力不夠，可在滿足強(qiáng)度的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低軸直徑，選用摩擦系數(shù)較小的軸套，滾輪軸應(yīng)簡支。（2）驗(yàn)算滾輪的接觸應(yīng)力。尤其要驗(yàn)算混凝土軌道的接觸應(yīng)力是否滿足要求，水位差較大、閘孔較寬的水閘，若檢修門槽沒有埋設(shè)鋼軌，混凝土的局部承壓強(qiáng)度一般不夠，應(yīng)改造門槽設(shè)置鋼軌。（3）應(yīng)設(shè)置側(cè)滾輪，防止閘門啟閉時(shí)卡阻。

（二）水下切割與焊接

根據(jù)實(shí)際情況，潛水員制定并修改了水下具體工作方案，因?yàn)閺匿摪逋獠坑缅^釘固定鋼板引起大壩混凝土的脫落，因此決定先找尋大壩預(yù)埋筋，在有預(yù)埋鋼筋的位置進(jìn)行鋼板切割，找多個(gè)點(diǎn)，然后再開始將預(yù)埋筋與鋼板進(jìn)行焊接，焊接可以將鋼板抓得更牢。方案制定后潛水員制作工作欄，以方便水下作業(yè)，下水后，先用千斤頂將門楣鋼板恢復(fù)原位，由于裂縫較長，所以采取局部頂壓，用多個(gè)千斤頂頂壓鋼板，將門楣壓平復(fù)位。然后采用水下切割機(jī)進(jìn)行割縫，清除鋼筋頭雜物，完畢后開始用電焊機(jī)點(diǎn)焊。最終除找到部分錨筋連接外，另有3處與大壩主筋連接，水封鋼板完全復(fù)位。

（三）主輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和支承軌道的選擇

當(dāng)只有下游軌道支撐，而且底孔進(jìn)口傾斜非常大時(shí)，此時(shí)的孔口就會(huì)完全的敞開。就是一個(gè)沒有其他依靠，完全趴在相當(dāng)于閘門在啟吊過程中的主軌上。在國內(nèi)的閘門支承方面，一般都會(huì)選擇滑動(dòng)支承，但是在使用過程中，發(fā)現(xiàn)由于泄水進(jìn)口水工體型傾斜布置的特點(diǎn)，如果是采用了不銹鋼軌頭或和滑塊的形式，一就是浪費(fèi)了很多材料，因?yàn)閺牡卓驳綑z修平臺(tái)不銹鋼軌頭需140m，二則是費(fèi)用的增大，為了增加啟閉機(jī)的容量，而且其中產(chǎn)生的較大摩阻力都會(huì)使得費(fèi)用增多，在這些方面，主支承采用的輪式支承就有了些許優(yōu)勢，首先由于輪式支撐的摩阻力較小，那么啟閉機(jī)的容量也相對可以減小。然后再使用的是在孔口處的鑄鋼件，簡單軌道形式就可以再孔口以上部位采用。

（四）水下自動(dòng)脫鉤裝置

事故閘門由多塊疊梁組成，每塊疊梁安裝到位后，啟閉機(jī)械須能水下自動(dòng)脫鉤，否則無法繼續(xù)工作。水下自動(dòng)脫鉤裝置可選用水下自動(dòng)掛脫梁或自動(dòng)脫鉤。自動(dòng)掛脫梁能水下脫鉤，也能水下掛鉤。配置自動(dòng)掛脫梁應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）疊梁止水宜設(shè)置在上游側(cè)。（2）行走支承也應(yīng)使用滾輪，并設(shè)置側(cè)滾輪。（3）力求輕盈，梁高較小。（4）應(yīng)做靜平衡試驗(yàn)。自動(dòng)掛脫梁自重較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，動(dòng)水中使用可能發(fā)生卡阻，其自身高度也降低了啟閉機(jī)械的起升高度。自動(dòng)脫鉤可用于安裝事故閘門，使用自動(dòng)脫鉤吊裝事故閘門就位后能實(shí)現(xiàn)水下自動(dòng)脫鉤，但不能水下掛鉤。由于采用事故閘門應(yīng)急搶險(xiǎn)幾率較低，可待工作閘門恢復(fù)后由潛水工水下掛鉤起吊閘門。

結(jié)語

（1）對于工作閘門存在破壞隱患且破壞后可能造成等級安全事故的水閘，應(yīng)備有事故閘門。（2）國內(nèi)眾多水閘只設(shè)置了檢修閘門，未設(shè)置事故閘門，其中大量水閘存在工作閘門破壞隱患并可能造成等級安全事故，可基于檢修閘門系統(tǒng)構(gòu)建事故閘門，用以應(yīng)急搶險(xiǎn)。（3）基于檢修閘門系統(tǒng)構(gòu)建事故閘門的技術(shù)方案是：配置能在動(dòng)水中依靠自重關(guān)閉的事故閘門，借用檢修門槽或適當(dāng)改造后安裝事故閘門，借用檢修閘門啟閉機(jī)械或適當(dāng)改造后啟閉事故閘門。（4）事故閘門采用疊梁，適當(dāng)降低單塊疊梁的高度以降低水壓力，行走機(jī)構(gòu)采用滾輪。（5）開展門槽外觀檢查、尺寸測量和強(qiáng)度驗(yàn)算，對不符合事故閘門安裝條件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。（6）核對啟閉機(jī)械技術(shù)參數(shù)，控制事故閘門自重在啟閉機(jī)械額定起重量以內(nèi)，配置起吊閘門水下自動(dòng)脫鉤裝置，并確保起升高度滿足要求。（7）事故閘門和啟閉機(jī)械應(yīng)定期養(yǎng)護(hù)，確保滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，每年開展搶險(xiǎn)演練。