参窝水库弧形闸门底坎边导板修补改造

隋丽君

（辽宁省参窝水库管理局，辽宁 辽阳 111000）

辽宁省参窝水库位于辽宁省辽阳市以东40公里的太子河干流上，主要以防洪、灌溉、工农业用水为主，并结合发电的大Ⅱ型重要水利枢纽工程。1985年、1999年已经进行了两次大型的除险加固。大坝的整体性和安全性得到了恢复和改善，但仍然存在其他隐患。14孔闸门及边导板均已出现严重锈蚀和深度达1～4 mm不等麻坑，急需修复处理，以确保大坝安全运行。

1 改造设计方案

1.1 底坎部分

1）拆除闸门周围的旧水封，为防止闸门被顶偏，必须拆掉闸门侧轮，并严格校对两侧钢丝绳的长度和松紧程度。为保证闸门中心线位置不偏离，一定确保闸门锁定空位置两侧高程统一。

2）更换闸门底坎的水封，因现在的底坎表面一端对另一端的高差和底坎表面的平面度严重超差。故需要对闸孔的底板进行磨削或喷砂除锈，清除表面污物，侵蚀严重的要拆除全部旧底板，凿除旧混凝土，重新安装，浇筑二期混凝土。修补断面不小于10 cm，要求圆滑过渡，不得有棱角，保证底坎的最大高差控制在2 mm以内。

3）为控制修补边导板的厚度，保证修补质量，在闸门板水封螺栓处标记一条垂线。每隔0.5 m设一个测点，测量该垂线到闸墩的实际距离，控制修补边导板的厚度值，多余的打磨掉，欠缺的用修补材料补平，保证水封压缩量控制在0.3 mm。

新底坎埋件结构与原底坎结构大致相同，底坎表面进行除锈、喷锌防腐蚀处理后喷涂银灰色环氧富锌底漆和面漆（新型高分子材料）。

1.2 边导板部分

弧门埋件中边导板的安装误差较大，闸门中心线与孔口中心线不重合，使边导板倾斜、偏心、凹凸不平，两侧水封压力严重失衡，漏水严重。也导致弧形闸门启闭时两侧所受的磨阻力不平衡，使闸门承受扭转力矩的破坏，维修和更换边导板势在必行。边导板的维修和更换工程量相当大的，而且14孔闸门每一孔的偏差情况都不一样，所以必须对每一孔闸门边导板的处理方式进行方案比较。

1.2.1 改造的总体原则

1）偏差全部为负值且不大于6 mm的边导板（即向闸墩外凸出），采用机械磨削的办法进行维修。具体方法是制作一个简易的钢结构的模具，模具的作用是可以控制削磨设备对边导板的加工深度，然后利用电动砂轮等对边导板进行削磨，直至符合规范的要求为止，最后进行喷砂、除锈、金属喷度、涂漆封闭防腐工作。

2）偏差全部为正值且不大于6 mm的边导板（即向闸墩内凹陷），采用美国贝尔佐纳公司的超级金属材料和技术进行修补和保护，使其达到规范要求。

3）偏差为负值且大于6 mm（即向闸墩外凸出）和上下两端偏差相对值大于3 mm的边导板，因边导板的钢板厚度只有12 mm，所以已经失去削磨价值。偏差全部为正值且大于6 mm(即向闸墩内凹陷)的边导板，大规模采用涂料修补现今没有工程验证，不宜采用。所以应采用拆除旧边导板，凿除旧混凝土，安装新边导板并重新浇筑二期混凝土的改造方法。

4）由于对边导板进行涂料修补和削磨处理的施工工艺和施工方法比较复杂，且根据上一次对10号弧门边导板所做的涂料修补试验来看，单孔涂料修补造价高于拆除旧边导板并制作、安装新的边导板的造价。涂料处理和削磨处理的效果也不是很好。为此，如果涂料处理和削磨处理的边导板数量少，比较边导板的改造综合效果和造价，应拆除旧的并安装新的边导板埋件。

由两孔闸门的边导板测量成果可以看出，该孔左侧边导板的安装偏差满足（DL/T5018-2004）《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》中弧形闸门埋件安装的质量要求，即边导板在工作范围内对孔口中心线的公差为±2.0 mm和+4.0/-2.0 mm。右侧边导板则超出安装公差范围，且超差部分全部为正公差，即向闸墩内凹陷，超差部位基本平均分布于边导板全长范围内。

处理方案：左侧边导板进行常规的喷砂除锈，然后喷度金属锌，最后喷涂环氧富锌封闭漆。右侧的边导板偏差值基本处于2.5～4.5 mm之间，且分布比较均匀，因此采用美国贝尔佐纳公司的超级金属材料和技术，或中科院金属研究所的重金属防腐蚀涂料和技术进行修补和保护，使其达到规范效果。

由第12孔边导板测量成果可以得出，该孔左右两侧边导板的安装全部超出了（DL/T5018-2004）《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》中弧形闸门埋件安装的质量要求，即边导板在工作范围内对孔口中心线的公差±2 mm（工作范围内）和+4.0/-2.0（工作范围外）。其中，左侧边导板安装公差基本为正公差，即向闸墩方向凹进，偏差值基本处于1.5～9.5 mm之间；右侧边导板安装公差基本为负公差，即向孔口中心线方向凸出，偏差值基本处于2～6.5 mm之间，两侧超差部位分布不平均。

处理方案：左右侧边导板因其工作范围内的最大偏差值都超过了7.0 mm，并且超出范围较大，边导板的钢板厚度为12 mm，同时左侧边导板的偏差分布及不平均，失去了焊补钢板的可行性。因此两侧边导板采用拆除方式进行处理。即拆除边导板，凿除旧二期混凝土后安装新制作的边导板埋件，然后重新浇筑二期混凝土。

通过测量14孔闸门边导板的间距、偏差值的数据成果，并对其进行分析研究，按照（DL/T5018-2004）《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》要求，制定每孔闸门的处理方案。

2 施工技术要求

1）工程的作业面全部为高空作业，存在着一定的危险性，影响着施工进度。这要求施工单位一定要对施工人员进行加强安全教育，做好安全防护措施。一定要在保证安全的前提下，克服不利的因素，按期完成施工任务。

2）混凝土的凿除，主要采用人工风镐凿除，供风的设备利用坝头吹冰的空压机。在吹冰任务结束后，对空压机进行彻底地维修，同时对供风管路也要进行相应的检修，以保证边导板混凝土凿除的顺利进行。

3）施工的用电系统采用启闭弧形闸门的启闭室内的操作台接电源。

4）施工脚手架为组装式钢脚手架，自堰面到闸墩顶部双排脚手架，跳板满铺，闸门孔两侧同时搭建脚手架，以便于同时施工。搭建完毕脚手架，在脚手架及八面栏杆周围悬挂安全网。在边导板下方的堰面3 m范围内铺草帘子，下方设挡板，以免凿下来的混凝土对大坝溢流面造成再次伤害。

5）施工现场的清理是整个坝面，令坝面内不得堆放与施工无关的器材和杂物，以免影响安全施工。

6）混凝土凿除施工由上而下、两侧同时进行。弃料及时清理运出施工现场。

3 改造后的效果

参窝水库除险加固金属结构改造结束后，运行7年状态良好。由于施工中严格质量控制，做到一丝不苟，整体的修补改造工程各项指标均为优良。底坎、边导板修补改造后弧形闸门正常运行。保证了大坝安全，保证了正常的防洪、发电、灌溉，保证了下游衍水两岸人们生命财产的安全。