平板鋼閘門門槽與止水設計研究

熊志剛

（新疆維吾爾自治區水利廳瑪納斯河流域管理處 新疆 石河子 832000）

1 引言

瑪納斯河年徑流量12.5億m2，有效灌溉面積340萬畝，主要水利工程包括瑪河紅山嘴引水樞紐及東岸大渠引水工程，沿渠設有曲線沉砂池、分水閘，節制退水閘十余座單位工程。其水閘啟閉設備有QPM啟閉力20t的手搖電動卷揚式啟閉機十一臺，啟閉力10t卷揚式啟閉機三臺。LQ型10t手電兩用蝸輪蝸桿啟閉機三十五臺，3t～5t手搖電動兩用平輪式啟閉十一臺，弧形鋼閘門十六扇，電動機六十四臺，總毛容量250余kW。

工程的運行，閘門啟閉機靈活與否，止水狀況如何均直接關系著分水引洪工作的效率和效果。閘門的漏水和啟閉機靈活與否也始終困擾著水利管理人員。而門槽與止水的設計又是保證門槽經久耐用啟閉是否靈活，止水是否有效的關鍵，二者休戚相關，唇齒相依。據觀察，大部分平板鋼閘門的問題表現為：止水橡皮斷裂、止水失靈；壓力輪(懸臂輪)、導向輪不著軌道；門槽只是簡易的砼材料或在原漿砌石上附著一層砂漿；預埋角鋼由于設計考慮不周而扭曲變形使滾輪失效、失靈；滾輪不能正常滾動等。

2 問題剖析

針對平板鋼閘門的漏水和啟閉機失靈等問題進行深入剖析，究其原因，總結如下：①閘門板底腳的底止水和側止水銜接不緊湊，搭接不嚴實；②側止水安裝定位不當，有的甚至落入門槽，失去止水意義；③原水閘設計中，對平板止水墩面上的接觸面一般為砼表面或在原漿砌石上附著一層砂漿面，表面粗糙，磨阻力大，容易拉斷或撕裂橡皮；④門槽只是簡易的砼材料，滾輪摩擦的阻力大甚至成滑動摩擦，導致啟閉閘門阻力大，啟閉失靈；⑤閘門較寬，單吊點閘門受力不均衡，穩定性差。

3 工程措施

鑒于以上工程問題，瑪納斯河流域管理處在節水續建改造工程中對門槽和止水的設計采用了相應的工程措施。

3.1 門槽設計

將原砼門槽精心設計成鋼結構構件，如圖1所示。

門槽設計具體如下：

根據閘門設計要求確定門槽深度和寬度，將門槽上、下游面設計成鋼質平面(槽鋼)，將墩面上、下游(導向輪和止橡皮行程上)設計成鋼質平面寬度不小于15cm，以便止水橡皮和導向輪有效地工作。槽底每隔40cm，用100cm×8cm×9cm扁鋼將槽鋼上下游和墩面導向輪和止水行程的型鋼焊接成一整體，并在相應的背面焊接鋼筋以便于預埋的鋼筋對焊；且二期砼澆筑是保證鉛直。另外，為保證壓力滾輪有良好的受力條件，靠滾輪軌道的一側(下游面)加焊工字鋼，背面焊加鋼筋，以便于預埋鋼筋對焊。在水閘底板上安裝鋼質底檻(槽鋼)，并適當焊接鋼筋。將鋼構件門槽外圍三面預留20cm～40cm空間做二期砼澆筑。閘體澆筑時預埋的鋼筋和鋼構件的鋼筋頭一一對應，精心布置和設計，留有足夠的搭接對焊長度。為堅固起見，還應在墩中部布置成網狀構造筋焊接預埋筋以保證預埋筋的抗拉拽強度。

在設計施工過程中，有兩點需要注意：①門底槽埋設應考慮到底止水落到底檻中心線上；②底檻應有足夠的寬度和強度，一般槽鋼即可。其中，預埋鋼筋的設計，具體可參照圖2。

3.2 止水設計

止水的設計分為P型側止水和平板止水兩個主要部分。

3.2.1 P型側止水

在門板迎水面靠閘墩一側安裝P型止水橡皮，用平頭螺栓連接再焊于板面的角鋼上，且在設計中考慮5mm的壓縮量，使P型橡皮的橡皮球壓縮緊貼于預埋在焊接的鋼質平面上，超過門槽的上游沿口5cm。同時，底止水與側止水交角處將橡皮割切成一定斷面進行彎轉搭接，經壓板螺栓連接，這樣，就在門板上游由底止水和兩側止水形成連續性密封止水帶，使閘門滴水不漏。另外，嚴加要求施工單位和閘門的加工制作，閘口的澆筑寬度和鋼結構門槽安裝的位置準確度和鉛直度都需要較高的標準，一般精度要求在±2mm。精心設計、精心施工，解決閘門的漏水問題從工程上是可行的。P型側止水的設計安裝具體可參照圖3。

3.2.2 平板止水

對于側止水和底止水均是平板止水橡皮時，要求定位準確，使其既不因螺栓壓板位置離門槽上游沿口太近而導致安裝的橡皮彎曲偏離墩面，又不因螺栓壓板位置離門槽上游沿口太遠而使安裝的橡皮附貼面過窄而落入門槽失去止水意義。對于底角側止水和底止水的搭接交叉處出現的空隙，塞填削割成型的橡皮契塊，并擰緊壓板螺母使側、底止水仍形成連續密封的止水帶，同樣可達到滴水不漏的效果。另外，注意門底檻必須是鋼質預埋件。

4 工程效果

經檢驗，精心設計和精細施工的門槽改善了閘門運行工的工作條件，閘門滴水不漏，同時閘門啟閉靈活，運用自如，真正做到了運行便利，為閘門自動化控制運行管理創造了良好的物質基礎和安全保證，該技術值得類似工程借鑒。陜西水利