水庫弧形閘門的止水設計探究

摘 要：水庫的弧形閘門止水設計是一種應用非常廣泛的閘門，具有水流條件好、啟動力小、結構簡單等優點，一般都被用于泄水建筑物上作為工作門使用。從弧形閘門鉸點、支臂、導軌的設計方面進行探究水庫弧形閘門開閉時發生振動的原因，并且論述水庫弧形閘門開閉抖動以及局部卡滯問題的處理方法。

關鍵詞：水庫；弧形閘門；止水設計

引言

水庫是我國防洪體系與水利基礎設施的重要組成部分，在水利建設中占有重要的地位，它在改善環境、發電、供水、灌溉以及防洪等方面發揮了重大的作用。水庫弧形閘門的兩道止水是，第一道止水裝置安裝在了弧形閘門的上方，而且第二道止水裝置則是安裝在了頂楣止水座板的下方。關閘之后的兩道止水就可以互相扣合，可以很好地制止水兩端漏水的情況。由于弧門存在著一些誤差以及上部面板制作工藝的限制，確保兩道止水受到同步的壓力是很困難的，而且也不可能有兩個完全一樣的兩道止水的橡膠壓縮量，在冬天，由于溫度過低，在兩止水之間就會存在冰，由于冰壓力的存在，可以使閘門對頂止水的壓力降低，密封就不好，就會造成止水不嚴密，也就會有漏水現象發生。

1 弧形閘門的止水設計

弧形閘門的止水可以分為側止水、底止水以及頂止水，并且頂止水還可以分為頂外止水以及頂內止水。第一個就是按著閘門結構尺寸以及原來的止水方式進行仔細地研究，并且對漏的水原因存在進行詳細地分析，大部分都是由于止水方式出現的問題而導致的。側止水應該選選50mm×50mm方P型止水橡皮作為水庫弧形閘門止水結構的設計。“橡塑復合水封表面增加了聚四氟乙烯涂層，橡皮摩阻力減小為原來的0.1～0.3倍，而摩擦系數大約是常規水封的0.1～0.3倍，另外，機械性能以及耐磨性較常規水封一般都有很大地提高，這樣就可以大大降低啟閉機容量。”詳細的止水技術指標如下所示：（1）頂外止水主要是用園P型橡皮進行止水的，而且P頭向下壓在閘面板上緣以及在洞口外面的上側焊接下邊應高出上邊20毫米，規格應該是6mm×60mm×300mm的槽鋼，最后應該使閘門底止水落到位，使得底頂止水效果達到最佳的標準，而且頂外止水的P頭恰好應該在槽鋼面當中進行壓實；頂止水，其中分頂內止水采用了圓P型橡皮進行止水，而在洞口上邊焊接一塊距閘門面板20毫米，向下傾斜29度角，15mm×300mm×1800mm的鋼板，應該把P型橡皮頭放到最下面，應該頂在閘門面板壓在鋼板上，由于水壓力起到一定的作用，開啟的閘門開啟就很難從洞口上邊流出水來。（2）底止水用平板橡膠板分為兩層，在原來的底板上焊接一個規格100mm×30mm×3mm，長為2米的槽鋼，面朝輸水洞里面和閘門底止水形成一個90度的角，而且已經接觸了全部的面積。（3）側面止水主要應用了方P型的橡皮止水，而且接觸滑道的面積非常大。但是，滑道的工作表面只有2毫米的誤差，非常平整，豎直平行，而且兩個滑道根據設計的間距只允許有15mm的偏差。運用這個原理關閉閘門的時候，就會使P頭離開槽鋼面的時候，很容易發生損壞，這樣就能很好地達到了止水的效果，并且每一個止水橡皮的壓縮量都是為3毫米。

2 工程應用實例

2.1 給排氣系統

橡膠止水袋給排氣系統主要是由減壓安全閥、儲氣罐、放氣閥、車用空壓機、調壓進氣閥、進排氣軟管以及電磁進氣閥、傳感器、自動化測試元件所組成的。還應該結合最高水位的水壓力操作調壓進氣閥進行調節，可以使得橡膠止水袋內的氣壓和外界的水壓力比達到了1.3：1。通過自動控制系統，儲氣罐的氣壓可以保持在0.3兆帕左右。假如罐內的空氣壓力達不到0.3兆帕的時候，經過壓力傳感器輸入的信號就可以啟動空壓機，進而給儲氣罐進充入一定量的氣體，使罐內的壓力達到0.3MPa的時候就會自動停止充氣。

2.2 操作運行方式

當關閉閘門的時候，第一步就應該開動空壓機對儲氣罐進行充氣，然后就關閉閘門，這個時候充氣罐就地對橡膠止水袋進行充入一定量的氣體，進而達到了止水的目的。當開啟閘門的時候，接著把排氣閥打開，應該把橡膠止水袋里的空氣放掉，如果橡膠止水袋有塌扁的現象，才能開卷揚機，進行啟門。

2.3 止水型式

水庫弧形閘門充氣式橡膠止水袋應該做成倒三角的形狀，而堵頭用一布兩膠堵頭布，止水袋的主體布應該用一布兩膠壩袋布，面層膠的厚度為2.5毫米，頂部應該用螺栓壓板單進行錨固，安裝1個減壓安全閥，1個排氣軟管以及安裝1條進氣管。

2.4 弧形閘門頂止水結構

某市水庫弧形閘門孔口尺寸為7m×7m，其最高的蓄水位在18米，2000年安裝，至今已經運行了14年。

3 水庫弧形閘門止水結構以及機械設備安裝

3.1 頂止水

水庫的弧形閘門頂止水是在底止水以及側止水兩項調試合格以后，進行安頂止水的內止水以及外止水。將閘門調試合格以后，然后再確定傾斜度的大小以及孔口外的上邊緣槽鋼位置，調試合適以后進行固定，而外止水P頭位置作用在槽鋼平面的中間最為合適，這樣的話就可以確保升落的閘門P頭不受到破壞，就可以增加使用的壽命，也就起到了止水的作用。

3.2 底止水

水庫的弧形閘門的底止水槽鋼是在孔口底板上面的，如果側止水調整到適當的位置以后，就可以把閘門板放到孔口底板的合適位置上，這樣就能確定底止水以及底止水融合和放槽鋼的角度情況，經試驗，直角仍然是最好狀態，調整好以后就可以把槽鋼固定到底板上，把水庫的弧形門落到底進而達到了止水效果。

4 經濟效益分析

運用以上的止水設計方案安裝技術，可以使該閘門整體設備運行正常，沒有漏水現象，而且開關自如。而在沒有除險加固以前，每年的漏水量達到了70萬立方米，如果存入庫內，可以提高的水位達到0.5米，那么一年就可以增加灌溉面積達到了120平方公里，水庫增收水費達到了14萬元人民幣；養魚增加產量0.9萬千克，可以增加5.4萬元收入；發電10.5萬千瓦，增加3.15萬元的收入。而水庫管理處每年可以增加二十二萬元人民幣的收入，與此同時還可以使庫區的自然環境得到明顯的改善，增加社會效益。

5 結束語

我們國家水庫弧形閘門的止水漏水問題很常見的，應該需要進行一些改良，從緩解北方地區用水緊張的局面以及降低工程改造的費用來講，提高水庫的蓄水效益，還可以從方便管理的角度上看，用橡膠止水帶對水庫弧形閘門的的止水設計，值得在工程當中應用實踐與探究。

參考文獻

[1]周偉，陳麗曄，王春.河口村水庫2號泄洪洞弧形工作閘門設計研究[J].紅水河，2014（4）：17-18.

[2]熊民偉.故縣水庫工程中孔和底孔弧形閘門頂止水設計[J].水力發電，2011（3）：11-12.

[3]錢軍祥，魏文煒，鄒柏青，等.構皮灘水電站泄洪中孔弧形閘門充壓止水設計[J].人民長江，2010（22）：21-23.