底轴驱动式翻板闸门止水形式探讨

姜春宝

（泰州市水利局，江苏泰州 225300）

0 引言

2011年，泰州市实施了城区水生态环境建设工程，将泰州主城区80多km2的区域建成相对独立的防洪、蓄水、调水体系，其中，在南官河水利枢纽、翻身河闸、凤凰河闸、老通扬运河控制工程中采用了底轴驱动式翻板钢质闸门技术，这种门型可垂直竖立，可适当斜置，也可平置于水底。当外河水位较高时，闸门可调整至垂直位置，阻挡洪水；冬春两季内河水位较低时，将闸门适当斜置，调节门高，可保证内河水位在景观位置；闸门也可平置，使内外河水自然畅通。目前，这批工程已经建成并投入使用，效果良好。

底轴驱动式翻板闸门是一种新型可调控溢流闸门，它由钢门叶、止水组件、液压启闭机和驱动装置等组成（见图1）。其中，止水部分的结构设计是关键，直接导致止水效果的好坏，影响工程的挡水安全和工程形象。

图1 底轴驱动式翻板闸门示意图

图2 底止水示意图

图3 止水座板示意图

1 底轴驱动翻板门止水结构形式

底轴驱动翻板门止水结构主要体现在4处：轴承档止水、穿墙套管止水、底止水、侧止水。

1.1 轴承档止水

轴承档止水一般是通过轴承压盖把各种截面形式不同的环形密封橡皮压紧，并用螺栓固定于底轴轴承座上。要求止水橡皮在受到水压后，能使其内径与底轴、外径与轴承座的接触处被压紧，从而起到止水和保护轴承的作用。

1.2 穿墙套管止水

底轴驱动翻板门的穿墙套管止水与轴承档止水构造形式相同。

1.3 底止水

底轴驱动翻板门的底止水见图2，底止水橡皮有两种：一是利用压板和螺栓直接固定在预埋止水座板上，在门叶立起时，通过水压将橡皮的止水端径向压在底轴外缘和轴承座外缘上，形成线接触，实现密封，避免了底轴下侧的漏水现象；二是门叶上与轴承座对应设有止水座板（见图3），止水座板位于门叶厚度方向上的中部，与轴承座和底轴法兰相对应设有缺口，缺口边缘安装有止水件，同时，因止水座板位于门叶厚度方向上的中部，其转动时与轴承座同轴线，在止水座板和轴承座、止水座板和底轴法兰之间实现密封。为达到止水效果，应考虑一定的预压量，一般为2 mm。

图4 轴承档止水方案一

图5 轴承档止水方案二

图7 穿墙套管止水方案一

1.4 侧止水

底轴驱动翻板门的侧止水形式一般为压紧式，而压紧式又分为水压压紧、机械压紧以及水压机械联合压紧3种。水压压紧的止水方式主要是在门体立起时，在水流作用下产生的水压力将橡皮止水圆头压紧在侧胸墙上（不锈钢埋件或大理石）实现密封，其结构简单，制造和安装方便；机械压紧方式是通过板弹簧弹力将止水橡胶压紧在侧胸墙上，其结构相对复杂；水压机械联合压紧止水方式顾名思义是前两种止水方式的配合使用。

2 对比探索及问题分析

翻板门止水是否严密，除了门体应有足够的强度、刚度外，还要有合理的止水结构，其也是衡量是否达到底轴驱动翻板门设计目的的根本标志。

目前工程实际运用中，漏水现象较为普遍，而且大部分情况发生在轴承档止水和穿墙套管止水部位。在设计中，虽然轴承档止水和穿墙套管止水形式很多，但往往忽略了对止水形式进行综合选择及对漏水通道引起足够的重视。

2.1 轴承档止水案例分析

以下是几种底轴驱动翻板门常用轴承档止水形式。图4轴承档止水优点是：选用平面轴承，其结构简单，安装方便，对底轴管同心度的定位准确，从而保证了轴承座橡皮与轴承座间的预压缩保持不变，利于止水；缺点是：轴承座侧向与止水橡皮间形成了多台阶接触，出现漏水现象。图5轴承档止水优点是：轴承座侧向形成整体平面，便于加工达到一定的光洁度，增加了轴承座止水橡皮与轴承座钢性、线性贴合度，减少橡皮随门体转动时的磨损，延长使用寿命；缺点是：选用可偏心球面复合轴承，偏心距虽然弥补了底轴管细微的不同轴度，但也给轴承跟轴承座间带来了缝隙，造成漏水，而按照合理的加工工艺、安装工艺，底轴管的同轴度已能得到保证，这就使得偏心球面复合轴承对止水效果起了反作用，且结构复杂，成本高。

综合分析，建议采用图6方案三进行优化。

2.2 穿墙套管止水案例分析

图7穿墙套管止水是通过机房和河道两侧的遇水膨胀橡皮在浸水后，体积增大一端抵靠在底轴管上，另一端抵在轴承座上，形成密闭结构，阻断河道内的水漏到机房内。这种止水明显的缺点是：橡皮遇水后膨胀系数具有不可确定性，易出现漏水现象，另外，随着门体的长期翻转，橡皮磨损后的拆卸、更换非常困难，对后期的维修保养带来很大麻烦。图8穿墙套管止水是仅在机房侧向底轴管与轴承座间的缝隙填塞止水油浸石棉，并用螺栓将锁定套压紧在石棉上，起到止水作用。其优点是：随着底轴管转动使止水石棉长期磨损，在底轴管与止水石棉间产生漏水缝隙，可很方便地在无水的机房侧根据漏水量大小，通过螺栓调节锁定套对止水填料的预压缩量，达到止水要求，且当止水石棉磨损到需要填充时，也可方便地通过拆卸锁定套进行填补。实践证明方案二止水形式更合理。

图8 穿墙套管止水方案二

3 几点体会

通过以上底轴驱动翻板门止水形式的介绍，简要谈几点认识和体会：

（1）新型的止水设计应进行充分的试验、试用、优化设计，待止水满足运用条件，止水稳定可靠再推广应用。

（2）水封胶圈部位，尤其是转角部位最容易损坏漏水，建议尽量减少转角台阶，保证止水的线性压缩量和止水刚度。

（3）止水元件要耐磨，且要易于调节，方便以后的维修和更换。