平面鋼閘門漏水原因分析和處理措施

摘要：某泵閘自閘門投入運(yùn)行以來，閘門漏水問題一直未得到有效解決，對(duì)水利設(shè)施運(yùn)行及其結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成潛在威脅。結(jié)合該水利泵閘改造工程中出現(xiàn)的閘門漏水情況，分析其可能產(chǎn)生的漏水原因并提出有效處理方法。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)不均勻沉降導(dǎo)致的工作閘門頂部止水與胸墻密貼不嚴(yán)是造成閘門漏水的主要原因；針對(duì)性的處理措施解決了閘門漏水造成的流道內(nèi)進(jìn)水問題。研究成果可為平面鋼閘門漏水處理提供參考。

關(guān)鍵詞：平面鋼閘門； 閘門漏水； 泵閘工程

中圖法分類號(hào)：TV663文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S2.014

文章編號(hào)：1006-0081（2024）S2-0048-03

0引言

平面鋼閘門是用于擋水、泄水和調(diào)節(jié)上下游水位的控制設(shè)施，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、造價(jià)低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用在水工結(jié)構(gòu)建筑物中。平面鋼閘門作為水利工程中的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到泵閘的效能與安全［1-3］。在實(shí)際運(yùn)行過程中，平面鋼閘門漏水問題經(jīng)常出現(xiàn)，不僅影響了閘門的正常使用，還可能對(duì)水利設(shè)施運(yùn)行及其結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成潛在威脅［4-5］。因此，深入剖析平面鋼閘門漏水的原因，并探索有效的處理方法，對(duì)于保障水利工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文結(jié)合某水利泵閘改造工程中出現(xiàn)的閘門漏水情況，分析其可能產(chǎn)生的漏水原因并提出有效處理措施。

1工程案例分析

某泵閘工程位于上海市長(zhǎng)興島躍進(jìn)河與長(zhǎng)江交匯處，是集防洪、擋潮、排水及引水于一體的泵閘。泵閘規(guī)模：水閘總凈寬12 m，閘底高程-1.0 m，泵站流量10 m3/s。閘墩頂高程8.5 m，閘室采用C30鋼筋混凝土塢式結(jié)構(gòu)，閘檻高程-1.0 m。泵房為箱式結(jié)構(gòu)，泵房底高程-2.0 m。泵閘室長(zhǎng)20.0 m，寬28.2 m，地基采用攪拌樁處理。內(nèi)河側(cè)工作閘門為胸墻式平面滑動(dòng)鋼閘門，采用雙吊點(diǎn)螺桿啟閉機(jī)控制，啟閉機(jī)容量為2×50 kN，共3扇。水泵采用3臺(tái)流量為3.33 m3/s的潛水軸流泵，單臺(tái)潛水電機(jī)功率為280 kW，水泵出水管口配置拍門，后接出水池。泵閘由泵房、閘室、進(jìn)水池、消力池、海漫、防沖槽及連接段等組成。內(nèi)河消力池及進(jìn)水池長(zhǎng)12.0 m，長(zhǎng)江側(cè)消力池長(zhǎng)20.0 m，內(nèi)河側(cè)海漫段長(zhǎng)40.0 m，海漫段后接5.4 m寬防沖槽。長(zhǎng)江側(cè)海漫段長(zhǎng)40.0 m，海漫段后接6 m寬防沖槽。工作閘門、拍門布置和安裝見圖1、圖2。

工程一期施工內(nèi)容包括：土建結(jié)構(gòu)、節(jié)制閘、內(nèi)河側(cè)工作閘門、外河側(cè)拍門、管理房?jī)?nèi)高低壓開關(guān)柜、泵房?jī)?nèi)橋式起重機(jī)、通風(fēng)設(shè)備、照明系統(tǒng)及相關(guān)線纜，其中配電系統(tǒng)和節(jié)制閘在一期已通電試運(yùn)行，并通過業(yè)主驗(yàn)收。由于預(yù)算原因，3 臺(tái)完整潛水軸流泵、3 臺(tái)回轉(zhuǎn)式清污機(jī)及皮帶輸送機(jī)、高低壓開關(guān)柜、自控系統(tǒng)的采購、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試及竣工驗(yàn)收等工作在一期沒有完成，留待二期對(duì)泵閘進(jìn)行功能完善，一期和二期施工間隔6 a，二期施工排查現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在工作閘門和拍門都關(guān)閉的情況下，用水泵抽流道及潛水軸流泵鋼井筒內(nèi)的水一直無法抽干，說明存在漏水，并且漏水量很大，3個(gè)流道都存在相同的問題。須查明漏水原因并進(jìn)行處理，否則無法為后續(xù)潛水軸流泵安裝營(yíng)造干地施工的條件，也無法通過項(xiàng)目完工驗(yàn)收，影響后期運(yùn)維。

根據(jù)工作閘門和拍門的結(jié)構(gòu)形式及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)漏水情況進(jìn)行逐一摸排和檢查，分析原因可能有以下幾個(gè)方面。

（1） 工作閘門上止水橡皮問題。工作閘門上止水橡皮主要會(huì)出現(xiàn)老化、損壞等問題，導(dǎo)致橡皮壓縮量不夠，造成閘門漏水。該泵閘工作閘門已安裝有6 a，考慮到外靠長(zhǎng)江，每天受風(fēng)、浪、流、潮等影響，且長(zhǎng)時(shí)間沒有運(yùn)行和保養(yǎng)，橡皮可能老化變形，導(dǎo)致橡皮壓縮量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，止水橡皮與門槽結(jié)構(gòu)密貼不嚴(yán)，造成閘門漏水。

（2） 水泵出口拍門密封不嚴(yán)。拍門的密封與工作閘門的止水橡皮密封原理類似，通過水壓差來壓緊密封件，起到密封的作用，若拍門密封不嚴(yán)，漲潮時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致拍門處漏水。

（3） 螺桿啟閉機(jī)吊點(diǎn)偏移。螺桿啟閉機(jī)在安裝過程中找正精度有偏差，或是在運(yùn)行中的振動(dòng)和磨損，都可能使吊點(diǎn)位置發(fā)生變動(dòng)，造成閘門與門槽貼合不嚴(yán)密，導(dǎo)致閘門側(cè)面和頂面漏水。

（4） 閘門上兩側(cè)滑道和反向滑塊裝反。閘門上滑道和反向滑塊的材料都是橡膠材質(zhì)，形狀類似，但滑道厚度大于反向滑塊的厚度，若裝反會(huì)導(dǎo)致迎水面止水橡皮的壓縮量不夠，造成閘門側(cè)面和頂面漏水?；篮头聪蚧瑝K布置見圖3。

（5） 潛水軸流泵井筒鋼襯、出水管和混凝土接觸不嚴(yán)密。潛水軸流泵井筒鋼襯和出水管處的結(jié)構(gòu)是在鋼襯和出水管安裝后澆筑的，由于空間較小，角落處的混凝土較難振搗到位，若振搗不到位，混凝土在養(yǎng)護(hù)過程中收縮，導(dǎo)致鋼襯、出水管和混凝土結(jié)構(gòu)接觸不嚴(yán)，隨著漲落潮，水從出水管處進(jìn)入井筒和流道內(nèi)。

（6） 工作閘門底部關(guān)不嚴(yán)。由于閘門長(zhǎng)期關(guān)閉，隨著漲落潮的運(yùn)動(dòng)，會(huì)將很多泥沙或木頭、石塊等障礙物帶到閘門底部，日積月累，形成很厚的淤積。開閘門時(shí)，隨著水流的流動(dòng)，泥沙或者障礙物會(huì)被水流推到閘門底檻上；當(dāng)閘門再關(guān)閉時(shí)，閘門下部會(huì)被卡住或關(guān)不嚴(yán)，導(dǎo)致閘門底部漏水。

（7） 工作閘門處結(jié)構(gòu)沉降、變形?？拷吇蚝＿叺牡鼗话爿^軟弱，含水量較高，地質(zhì)構(gòu)造較差，承載能力較低。雖然設(shè)計(jì)和施工時(shí)都會(huì)采取措施對(duì)泵閘結(jié)構(gòu)的地基進(jìn)行加固處理，但由于施工質(zhì)量和地質(zhì)變化的問題，也會(huì)有局部的不均勻沉降。例如，閘門頂部胸墻的不均勻沉降，會(huì)造成閘門上的止水橡皮不能與胸墻結(jié)構(gòu)密貼，止水橡皮壓縮量不夠，導(dǎo)致閘門從頂部漏水。

2處理方法

針對(duì)該泵閘項(xiàng)目工作閘門漏水的問題，逐一分析可能原因，并提出處理措施。

（1） 針對(duì)工作閘門止水橡皮損壞和老化的問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，利用自制龍門架，用手拉葫蘆將閘門吊起，對(duì)止水橡皮進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有幾處變形，向廠家采購?fù)愋偷闹顾鹌?，?duì)止水橡皮進(jìn)行全部更換，橡皮壓縮量按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行設(shè)置，發(fā)現(xiàn)還是漏水，可以排除止水橡皮損壞和老化的問題。

（2） 拍門安裝的位置較工作閘門高，利用低潮時(shí)間段，安排人員進(jìn)入到出水管里對(duì)拍門進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)拍門處密封較好，也沒有被卡住，漲潮時(shí)雖有輕微的漏水，但漏水量不會(huì)給水泵安裝造成影響，可以排除拍門密封不嚴(yán)的問題。

（3） 按照一期工作閘門的圖紙，對(duì)3臺(tái)螺桿啟閉機(jī)的安裝位置進(jìn)行復(fù)核，未發(fā)現(xiàn)安裝支架有變形，兩吊點(diǎn)安裝位置誤差都在設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的范圍內(nèi)，可以排除吊點(diǎn)偏移的問題。

（4） 采用自制龍門架將閘門吊起來檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑道和反向滑塊沒有裝反，但MGA（塑料合金）材質(zhì)的滑道有些變形，更換閘門止水橡皮時(shí)，一起將滑道進(jìn)行更換，再將閘門安裝到門槽內(nèi)，發(fā)現(xiàn)閘門頂部還是漏水，可以排除滑道和反向滑塊裝反的問題。

（5） 在內(nèi)河側(cè)水位較低的時(shí)候，采用多臺(tái)大流量的潛水泵抽井筒和流道內(nèi)的水，當(dāng)露出流道底部時(shí)停止抽水，對(duì)鋼井筒進(jìn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)有漏水點(diǎn)，可以排除鋼井筒和出水管處漏水。

（6） 針對(duì)閘門底部淤積、有障礙物關(guān)不嚴(yán)的問題，在閘門關(guān)閉時(shí)，安排潛水員下到閘門底部進(jìn)行探摸，發(fā)現(xiàn)底部淤泥厚50 cm，未發(fā)現(xiàn)底部有大的障礙物，在閘門全開后，又安排潛水員帶上高壓水槍對(duì)閘門底檻進(jìn)行清理，底檻清理后，再關(guān)閉閘門，發(fā)現(xiàn)流道內(nèi)漏水依然嚴(yán)重，可以排除閘門關(guān)不嚴(yán)的問題。

（7） 查閱一期泵閘的竣工圖，對(duì)工作閘門的門槽、底檻和胸墻等結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)胸墻處的結(jié)構(gòu)向外河側(cè)有一定的偏斜，局部不均勻沉降量超過了止水橡皮的壓縮量，按照原來設(shè)計(jì)的止水壓縮量，閘門頂部止水無法與胸墻密貼，造成閘門漏水。

對(duì)閘門漏水原因進(jìn)行分析排查，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不均勻沉降導(dǎo)致的工作閘門頂部止水與胸墻密貼不嚴(yán)是造成該閘門漏水的主要原因。為此采取處理措施：對(duì)胸墻上與工作閘門頂部止水相接觸的面進(jìn)行打磨，確保接觸面均勻、平整，并用加厚的止水橡皮更換掉原設(shè)計(jì)的止水橡皮，保證一定的壓縮量，使得閘門頂部止水與胸墻緊密貼合密封，解決了閘門漏水造成流道內(nèi)進(jìn)水的問題。

3結(jié)語

平面鋼閘門漏水的原因較多，尤其是運(yùn)行了一定年份的泵閘，需要針對(duì)具體原因采取相應(yīng)的處理措施和預(yù)防措施。通過對(duì)閘門進(jìn)行定期檢查維護(hù)，及時(shí)處理漏水問題，可以有效提高平面鋼閘門的密封性能和運(yùn)行可靠性，確保泵閘的安全穩(wěn)定。

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（編輯：江燾，舒忠磊）