平板钢闸门门槽与止水设计研究

2011-05-03熊志刚

陕西水利 2011年2期

熊志刚

（新疆维吾尔自治区水利厅玛纳斯河流域管理处新疆石河子 832000）

1 引言

玛纳斯河年径流量12.5亿m2，有效灌溉面积340万亩，主要水利工程包括玛河红山嘴引水枢纽及东岸大渠引水工程，沿渠设有曲线沉砂池、分水闸，节制退水闸十余座单位工程。其水闸启闭设备有QPM启闭力20t的手摇电动卷扬式启闭机十一台，启闭力10t卷扬式启闭机三台。LQ型10t手电两用蜗轮蜗杆启闭机三十五台，3t～5t手摇电动两用平轮式启闭十一台，弧形钢闸门十六扇，电动机六十四台，总毛容量250余kW。

工程的运行，闸门启闭机灵活与否，止水状况如何均直接关系着分水引洪工作的效率和效果。闸门的漏水和启闭机灵活与否也始终困扰着水利管理人员。而门槽与止水的设计又是保证门槽经久耐用启闭是否灵活，止水是否有效的关键，二者休戚相关，唇齿相依。据观察，大部分平板钢闸门的问题表现为：止水橡皮断裂、止水失灵；压力轮(悬臂轮)、导向轮不着轨道；门槽只是简易的砼材料或在原浆砌石上附着一层砂浆；预埋角钢由于设计考虑不周而扭曲变形使滚轮失效、失灵；滚轮不能正常滚动等。

2 问题剖析

针对平板钢闸门的漏水和启闭机失灵等问题进行深入剖析，究其原因，总结如下：①闸门板底脚的底止水和侧止水衔接不紧凑，搭接不严实；②侧止水安装定位不当，有的甚至落入门槽，失去止水意义；③原水闸设计中，对平板止水墩面上的接触面一般为砼表面或在原浆砌石上附着一层砂浆面，表面粗糙，磨阻力大，容易拉断或撕裂橡皮；④门槽只是简易的砼材料，滚轮摩擦的阻力大甚至成滑动摩擦，导致启闭闸门阻力大，启闭失灵；⑤闸门较宽，单吊点闸门受力不均衡，稳定性差。

3 工程措施

鉴于以上工程问题，玛纳斯河流域管理处在节水续建改造工程中对门槽和止水的设计采用了相应的工程措施。

3.1 门槽设计

将原砼门槽精心设计成钢结构构件，如图1所示。

门槽设计具体如下：

根据闸门设计要求确定门槽深度和宽度，将门槽上、下游面设计成钢质平面(槽钢)，将墩面上、下游(导向轮和止橡皮行程上)设计成钢质平面宽度不小于15cm，以便止水橡皮和导向轮有效地工作。槽底每隔40cm，用100cm×8cm×9cm扁钢将槽钢上下游和墩面导向轮和止水行程的型钢焊接成一整体，并在相应的背面焊接钢筋以便于预埋的钢筋对焊；且二期砼浇筑是保证铅直。另外，为保证压力滚轮有良好的受力条件，靠滚轮轨道的一侧(下游面)加焊工字钢，背面焊加钢筋，以便于预埋钢筋对焊。在水闸底板上安装钢质底槛(槽钢)，并适当焊接钢筋。将钢构件门槽外围三面预留20cm～40cm空间做二期砼浇筑。闸体浇筑时预埋的钢筋和钢构件的钢筋头一一对应，精心布置和设计，留有足够的搭接对焊长度。为坚固起见，还应在墩中部布置成网状构造筋焊接预埋筋以保证预埋筋的抗拉拽强度。

在设计施工过程中，有两点需要注意：①门底槽埋设应考虑到底止水落到底槛中心线上；②底槛应有足够的宽度和强度，一般槽钢即可。其中，预埋钢筋的设计，具体可参照图2。

3.2 止水设计

止水的设计分为P型侧止水和平板止水两个主要部分。

3.2.1 P型侧止水

在门板迎水面靠闸墩一侧安装P型止水橡皮，用平头螺栓连接再焊于板面的角钢上，且在设计中考虑5mm的压缩量，使P型橡皮的橡皮球压缩紧贴于预埋在焊接的钢质平面上，超过门槽的上游沿口5cm。同时，底止水与侧止水交角处将橡皮割切成一定断面进行弯转搭接，经压板螺栓连接，这样，就在门板上游由底止水和两侧止水形成连续性密封止水带，使闸门滴水不漏。另外，严加要求施工单位和闸门的加工制作，闸口的浇筑宽度和钢结构门槽安装的位置准确度和铅直度都需要较高的标准，一般精度要求在±2mm。精心设计、精心施工，解决闸门的漏水问题从工程上是可行的。P型侧止水的设计安装具体可参照图3。

3.2.2 平板止水

对于侧止水和底止水均是平板止水橡皮时，要求定位准确，使其既不因螺栓压板位置离门槽上游沿口太近而导致安装的橡皮弯曲偏离墩面，又不因螺栓压板位置离门槽上游沿口太远而使安装的橡皮附贴面过窄而落入门槽失去止水意义。对于底角侧止水和底止水的搭接交叉处出现的空隙，塞填削割成型的橡皮契块，并拧紧压板螺母使侧、底止水仍形成连续密封的止水带，同样可达到滴水不漏的效果。另外，注意门底槛必须是钢质预埋件。