探究水库弧形闸门的止水设计

探究水库弧形闸门的止水设计

黄琦

广州市日成水务建设工程有限公司广东广州510000

摘要：水库作为我国国民经济中的基础性设施，具有灌溉、防洪、除涝、发电等功能，因而水库的闸门设计就显得尤为重要，该水库弧形闸门的止水设计是一种广泛使用的闸门，有水流条好、启动力小，简单的结构等优势。因此，水库闸门对水库工程质量有很大的影响。本文重点对水库弧形闸门的实施及质量控制设计技术进行了分析和探讨。

前言

水库是我国的防洪体系和水利基础设施的重要组成部分，水库拦蓄洪水，削减洪峰流量进入下行通道，对洪水灾害救济有明显的帮助作用，能够达到减少洪水对人们造成破坏的影响。水库调节洪水主要有两种方式，一是蓄洪的功能，另一种是滞洪作用。水库弧形闸门的两道止水是，第一道止水装置安装在了弧形闸门的上方，而且第二道止水装置则是安装在了顶部止水座板的下方。两堵门在关闸之后可以相互扣合，能解决好两端漏水情况。在水库工程建设中，弧形闸坝的施工非常复杂，对工程技术和施工质量要求很高。当温度太低时，会有两个闸门止水之间的水就会结冰，由于存在冰的压力，导致闸门对顶部的水比压降低，密封的效果就会降低，从而出现漏水现象。

1弧形闸门的止水设计

1.1弧形闸门的止水可以分为顶止水、底止水以及侧止水，顶外止水以及顶内止水是顶止水的两种不同的方式。首先是对闸门结构规格和原有的止水方法进行仔细研究。对漏水原因进行详细的分析，发现主要是止水的方式导致问题的出现。

选5Ommx50mm方型止水橡皮作为水库弧形闸门止水结构的设计是侧止水应该选择的。橡塑复合水封表面增加了聚四氟乙烯涂层，橡皮摩阻力变为原来的0.1到0.3倍，还有耐磨性较常规水封和机械性能一般都有很大地提高，这样就可以在很大程度上降低启闭机容量。

1.2止水的详细技术规格如下：

1、方P型的橡皮止水是侧止水主要用到的物品，而且使接触滑道的面积增大。但是，滑道的工作表面只能有2毫米误差，所以，必须要非常光滑，也要垂直平行，而且两个滑道根据设计的间距只允许有I5mm的偏差。这样可以很好的达到密封效果，并且每个止水橡胶的压缩量是3毫米。使用此原理关闭闸门的时候将使P头远离通道时，表面很容易损坏。

2、园P型橡皮是顶外止水主要使用的，而且在洞口外面的上部焊接下边应高出上边20毫米左右以及P头向下压在闸面板上部，其规格是6mmx300mmx60mm的槽钢，槽钢面当中的P头应该被压实在顶外止水时。最后使底止水的闸门准确落到位，使得底部和顶止水结果达到最佳的标准。

3、其中分顶内止水采用了园P型橡皮进行止水，向下偏置29度角，1800mmx15mmx300mm的钢板，焊接一块距闸门面板20毫米，在洞口上边。应该顶将闸门面板压在钢板上，同时P型橡皮头应该被放到最下面，由于水的压力发挥的作用，就洞口上边的水就不容易流出水来，在开启闸门的时候。

3、平板橡胶板分为上下两层在底止水的使用中，要焊接一个长为2米的槽钢在原有的的底板上，规格为3mmx1OOmmx30mm，闸门底止水和面朝输水洞里面形成一定夹角，并且全部的面积都要接触。

2、弧形闸门顶部止水结构图

弧形闸门顶部止水的结构图如下：

3、弧形闸门止水机械设备安装及结构

弧形闸门机械设备安装是一个比较复杂的施工项目。中心线的孔和铰链是要先确定的，然后确定彼此的大小和相应的层次结构，根据设计的大小进行安装。锥形铰座基础环中心、混凝土梁高程和里程都要在正负1.5米左右，铰链底座螺栓，以及底座环中心要在1米内，要将座准确安放到支梁上。按照设计规格将底止水、顶止水、侧止水。安装闸门下侧和上侧，安装上滑块，支壁与一个弧形闸门板连接在一起，整个孔口与铰支座和启闭机连接校正，要达到精度要求以及自由关开的良好的止水的效果。侧止水滑道使用的钢板，工作面平整度为2毫米，两侧的滑板应相互垂直，平行于工作宽度的B间距允许偏差为1.5毫米，表面光滑，固定在墙壁的两侧。底止水弧形闸板底部安装在孔口底板上。侧止水的调整达到合适后，将落在底栅板的孔的位置，确定底止水与底止水放槽钢的角度融合情况，形成一个直角的最佳状态，调整后固定在底板上的通道，拱形门到底落实现止水效果。在第一次先进行內止水，在孔上内部上侧先焊一块1800mm×300mm×15mm的钢板，向下倾斜30左右，距闸门板10mm固定，P型橡胶应该放置在钢板的一侧，3毫米的收缩。出水时可起到启闭闸门防止漏水的作用。外止水，闸门调试合格，确定外边缘孔的位置和倾斜的渠道大小，准确完成后固定，形成插入式结构的模样，闸门板落下底止水和门嵋外止水都能到最佳状态。外止水P头位置位于槽钢平面中部，以保证升降门的P头不损坏，延长使用寿命，具有止水的作用。顶止水的弧形闸门顶止水是在侧止水和底止水两项调试合格后，进行安顶止水的内止水和外止水。

4、工程应用实例

4.1止水型式

顶部应单锚板安装1条进气管以及1个减压安全阀和排气软管。弧形闸门的充气橡胶止水袋的形状应储成倒三角形，厚度为2.5毫米的面层，胶堵头用一布两胶堵头布，止水袋主体布应使用一布两胶坝袋布。

4.2充放气系统

自动化测试元件、传感器、电磁进气阀以及调压进气阀、进排气软管、减压安全阀、车用空压机、储气罐、放气阀等组成橡胶止水袋给排气系统。还应结合最高水位的水压力操作调压进气阀进行调节，使橡胶密封袋内的压力与外压比达到1.3∶1。通过自动控制系统，空气压力可以维持在约0.3兆帕。如果油箱空气压力达不到0.3兆帕，压力传感器信号输入可以启动压缩机，从而使储气罐的气压得以提升，使罐内压力达到0.3Mpa，当压力达到合适的气压就会自动停止给储气罐充气。

4.3运行操作模式

当阀门关闭时，首先要将启动空压机对储气罐进行充气，然后关闭闸板，此时在充气罐内充有一定量的气体，然后对橡胶止水袋充气，从而达到止水的目的。当闸门打开时，同时把排气阀打开，此时将橡胶止水袋放的空气释放，如果橡胶密封袋出现干瘪现象，此时才能打开卷扬机器，进行启门。

5、经济效益分析

采用上述新的止水设计方案安装技术，使弧形闸门整体设备运行正常，关开自如，无漏水情况的发生。在使用此方法前之前，每年的漏出水量高达80万m³，如果存在水库内，便可以提高0.6米水位，同时也可以达到发电12万kW的目的，增收4.12万元；水量的增加可以使养鱼产量增加1.1万kg，多增加收入6.2万元；也增加灌溉的面积高达130多平方公里，水库增加收的水费也能达到16万元。水库管理部门一年内也能增加收入24.21万元。不光如此，也能达到显著的社会效益，同时也对自然环境做出了改善。

6.结束语

我国建造了大量的水坝和水库，但在水库闸门止水方面取得的效果却是不理想的，闸门漏水问题非常普遍，为提高水库的蓄水效益，降低工程成本，方便管理的角度来看，水库弧形闸门的止水设计是值得实施和探索实际操作。弧形闸门止水设计为今后的运行管理创造了良好的条件，提高了水库的效益。同时，提出了水库弧形闸门止水的设计思路，提出了减少安全隐患的新途径。

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