珠市水库放空隧洞出口弧形闸门漏水的原因分析及处理措施

程明春

(贵州省毕节市勘测设计研究院，贵州 毕节 551700)

1 工程概况

珠市水库位于长江流域乌江南源干流三岔河左岸二级支流(一级支流为雉街小河)，大坝位于贵州省赫章县珠市乡青杠村偏坡寨脚下仙人沟中下游河流上，距青杠村偏坡寨下游200 m处，为混凝土面板堆石坝。工程规模为小(1)型，库容为181万m3；工程任务以村镇及工业园区供水为主，兼顾防洪。

工程枢纽部分金属结构主要布置在取水兼放空隧洞进口拦污栅、事故闸门、出口弧形工作闸门及相应启闭机上。金属结构设备于2019年7月开始安装，2019年10月完工，于2020年6月1日下闸蓄水，2020年7月11日起满库运行。按照水库功能，弧形闸门能够局部开启或者全部开启，可靠地调节水库水位，是水库放空、防洪重要设备。

珠市水库取水兼放空隧洞出口弧形闸门孔口尺寸为1.7 m×1.7 m(宽×高)，设计水头48 m。闸门为潜孔式弧形闸门，主材为Q235B碳素结构钢，支臂形式为直支臂，支铰为圆柱铰。止水材料为橡胶，底止水为I130—20，顶止水为P45—A，侧止水为P45—B，橡胶止水考虑4 mm预压缩量。选用1台QHSY50/30t—2.6 m潜孔液压启闭机控制弧形闸门，操作运行条件为动水启闭，弧形闸门与启闭机设计安装布置如图1所示。

图1 放空隧洞出口弧形闸门与启闭机安装布置图

珠市水库取水兼放空隧洞出口弧形闸门自从投入运行以来，弧形闸门始终处于漏水状态，金属结构制作及安装厂家安装人员反复调整弧形闸门橡胶止水也未达到规范要求。弧形闸门长期严重漏水，加快了弧形闸门及埋件锈蚀程度，从而影响弧形闸门设计使用寿命；同时对放空隧洞混凝土冲刷，也浪费了水资源。因此，有必要对弧形闸门漏水原因进行分析，并提出相应处理措施。

2 监理的职责

珠市水库中标的监理单位用水工建筑物监理工程师监理金属结构制作、安装和验收，未制定金属结构监理实施细则。笔者现场交流了解到，监理单位在金属结构设备安装过程中没有旁站监理，无法考验金属结构设备及安装是否达到金属结构验收评定标准的质量标准；安装完毕仅具备无水情况下做全行程启闭试验条件，弧形闸门不具备动水启闭试验条件，甚至下游可见橡胶止水有透光现象，被动等待水库下闸蓄水考验金属结构设备安装效果，最终导致蓄水后弧形闸门漏水量超过规范要求。

金属结构监理工程师应按照出厂验收、安装检验、静动载实验来严控金属结构质量。从弧形闸门进场即严格执行验收规范，检查是否具备主要材料合格证、弧形闸门出厂合格证、发货清单、装配图、安装控制点位置图、产品外观等；安装质量控制重点在埋件安装应按规范和监理实施细则旁站埋件安装；如测量控制性关键尺寸，支铰定位、支铰处螺栓与一期混凝土插筋连接位置处理、弧形闸门埋件安装且与一期混凝土插筋连接、二期混凝土浇筑、拆模后关键点复测、施工现场焊条保护、焊缝外观检查、焊缝缺陷处理、门体上止水安装及保护、门体焊缝超声波检测等。业主在监理单位招标时，应对金属结构监理工程师提出资格要求，监理单位进场后编制金属结构实施细则、按规定履行职责是防止弧形闸门漏水的有力保障。

3 金属结构制作及安装厂家

珠市水库枢纽部分金属结构设备及安装投资为118万元，没有达到《中华人民共和国招投标法》招标数额，即重要设备、材料等货物的采购，单项合同估算价在 200万元人民币以上。金属结构设备及安装标段划分在土建施工招标标段里，由中标土建施工单位选择。土建施工单位选择以金属结构制作及安装厂家报价为首要考虑条件，即低价中标，制造规范、安装维修经验丰富的金属结构制作及安装厂家报价通常不占优势，不被土建施工单位列为选择对象。有经验的金属结构制作及安装厂家了解弧形闸门漏水多数是橡胶止水安装问题，安装过程中对橡胶止水定位放线、安装工艺、保护等非常严格。橡胶止水安装后，规范要求两侧止水中心距离和顶止水中心至底止水地缘距离极限偏差为±3 mm，止水表面平面度为2 mm。另外，橡胶止水安装后，橡胶止水预压缩量宜进行透光检查或冲水试验，能初步判断弧形闸门处于工作状态时橡胶止水预压缩量运行效果，根据检测结果及时进行调整[3]。

笔者在珠市水库金属结构设备安装时去施工现场配合工作，用钢卷尺随机测量了弧形闸门几个制造、组装尺寸均超过验收规范极限偏差。金属结构制作及安装厂家选择关系到弧形闸门制作、组装、安装过程尺寸极限偏差控制，是防止弧形闸门漏水的首要因素，应选择制作规范、安装经验丰富的厂家，为以后弧形闸门的维护、检修提供有利条件。

4 橡胶止水漏水

珠市水库取水兼放空隧洞出口弧形闸门漏水原因经分析，首先可能是埋件安装精度没有达到规范要求，在启闭试验运行过程中，橡胶止水与埋件产生摩擦；同时未对橡胶止水浇水润滑。另外，安装人员在施工现场吊运过程中有可能刮伤止水，对橡胶止水产生损害，使闸门不能完全封闭孔口，产生漏水现象。

其次可能是弧形闸门试运行之前，门体、门槽周围附着石块污物没有清理干净，试运行过程中石块污物掉在底槛上，刮破底止水或者弧形闸门被顶起不能完全关闭孔口，产生漏水现象，详见图2。

图2 取水兼放空隧洞出口弧形闸门底止水漏水

现场检查发现，厂家安装人员在底、侧止水搭接处即底止水与侧止水垫板交叉搭接处没有按照设计图纸安装，底止水与侧止水垫板厚度各占一半且采用热胶合，导致闸门蓄水过程中两底角止水漏水量超过规范，即弧形闸门在承受设计水头压力时通过任意1 m长度的止水范围内漏水量不超过0.1 L/s。顶止水、侧止水、底止水处均出现单独一股射水，详见图3。

图3 取水兼放空隧洞出口弧形闸门上石块、底止水射流

经分析，可能是橡胶止水没有与止水垫板、止水压板与门叶配钻，橡胶止水开孔直径应小于螺栓直径1 mm[4]；止水垫板和止水压板开孔直径大于螺栓直径1 mm，橡胶止水开孔直径过大，随着水位上升，水压力增大，水从较大直径孔周围射流出来。更换止水后，上述止水漏水量明显减小，同时解决了射流这个问题。但是弧形闸门从投入运行至今一直处于漏水状态，业主与设计单位、金属结构制作安装单位反复对接，清除门体上、门槽及其周围石块污物，厂家安装人员现场反复更换止水、调整止水，解决了弧形闸门漏水量大问题，但两底角止水仍存在少量渗漏。

5 液压启闭机泄压

珠市水库取水兼放空隧洞出口弧形闸门经过业主、设计单位、金属结构制作及安装单位相关人员反复对接讨论，经2次更换止水、多次调整止水，解决了弧形闸门漏水量大问题；但是两底角止水仍有少量漏水问题，没有达到笔者曾设计类似工程弧形闸门的滴水不漏；经分析可能是液压启闭机泄压导致两底角止水处仍有少量漏水。

液压启闭机油缸内泄漏导致油杆腔压力降低，弧形闸门在上托力的作用下被托起，液压油热胀冷缩。为保护液压杆，在弧形闸门闭门后液压缸泄压，液压杆失去了下压力，闸门被水压力产生的上托力托起。如果弧形闸门今后运行两底角止水处漏水量增大，应判断是液压启闭机泄压，建议在启闭机液压系统中设置液压阀锁锭，避免下腔回油以确保液压杆的下压力，防止闸门底部被托起，可解决弧形闸门两底角止水处少量漏水问题。

6 结 语

通过对珠市水库取水兼放空隧洞出口弧形工作闸门投入运行出现漏水原因的分析和处理，解决了弧形闸门漏水量大问题，截至现在只有弧形闸门两底角少量漏水，基本满足验收规范要求。如今后运行过程中弧形闸门两底角漏水量增大，建议考虑液压启闭机泄压问题。同时，希望今后从监理职责、金属结构制作及安装单位、液压启闭机泄压等问题考虑，从源头解决闸门漏水问题，使闸门达到设计、验收规范要求，从而保证闸门设计使用寿命及水利水电工程功能的发挥。