閘門運行事故調查與分析

廖君 單瀾

摘 要：水工閘門是修建在水庫、河道、渠道或湖、海口，可以控制流量和調節水位的水工建筑物，在防洪、泄洪、沖沙、灌溉、擋潮、航運等領域發揮著重大作用；水閘發生運行事故，不僅影響工程效益，有時給大壩和下游人民生命財產造成危害；通過水工閘門事故調查與分析，為事故的預測預防和改進安全管理工作，提供了理論上的科學依據；為了防止水工閘門運行事故的發生，在水閘日常管理中應規范閘門操作運行，杜絕人為操作失誤，及時消除重大隱患。

關鍵詞：水工閘門 運行事故 調查分析工程實例分析

中圖分類號：TV663 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（c）-0208-02

閘門經過規劃設計、制造安裝，最后通過管理運行發揮所建工程的效益。但如果在某個環節上稍有差錯，疏忽大意，不遵守閘門的運行規程，不嚴格服從管理制度，不做好維護保養工作，將有可能達不到工程應有的效益，有時反倒出現了負效益，給人們的生命和健康、個人和國家的財產帶來了巨大的危害，事故發生后，進行事故調查與分析顯得尤為重要。

1 工程實例分析

1.1 水庫溢洪道弧形閘門破壞事故

該水庫溢洪道計6孔，設12 m×6.3 m-6 m

弧形閘門，為實腹式主橫梁、斜支臂焊接結構。每孔設一臺固定在閘墩頂部的300 kN卷揚啟閉機，通過滑輪導向操作，可手、電兩用。閘門系套用另一工程的設計圖紙制作的，有較大的結構強度安全儲備，安裝精度也較高，建成投入運行后，情況一直很好。

事故概況：

某日，庫水位上漲，門頂漫溢約0.4 m，乃決定開門泄水。但由于啟閉機操作人員因事外出，別人不熟悉操作程序，故延遲到次日凌晨，門頂溢流水深已達1.5 m。開門時因閘門超載過多，電動機啟動不了，改用手搖提門，首先開啟2#孔，當閘門提升到約0.3 m時，鋼絲突然松動，未作認真檢查，接著又去啟動3#孔。待開啟后才發現2#孔門葉已連同支臂被沖到壩下游130 m處。

事故后檢查發現2#孔門葉面板及主橫梁多處變形、斷裂、裂縫長達2.9 m，兩支臂均扭曲折斷。

事故分析及處理：

事故是因閘門超過設計條件的非正常運行引起的。據反映，管理單位為了多蓄水多發電，經常有意抬高蓄水位，經常造成溢洪道閘門門頂漫溢，嚴重違反了水庫的運行規則。門葉結構的設計安全系數雖然較大，能承受較大的超額靜荷載，但在門葉提起少許，形成門頂、門底同時泄水工況時，情況就大為惡化，水流將在弧形閘門的門葉結構內形成強烈的紊流，隨之將產生負壓，振動，結構應力將大大增加和復雜化，導致閘門破壞。

事故后，按設計原圖重制2#門葉，運行正常。

1.2 節制閘弧形閘門摔落事故

該水利樞紐的節制閘共計28孔，每孔設10 m×4.5 m-7 m弧形閘門一扇，采用木面板（現已改為鋼絲網小組狀面板）鋼桁架焊接結構，斜支臂，圓柱鉸。每兩孔弧形閘門合用一臺4×150 kN固定式卷揚啟閉機操作控制。啟閉機的主機設在獨立的操作室內，手、電兩用。啟閉機的電源由總開關（全閘一套）和分開關（每機一套）兩級控制，總開關設在節制閘南端控制室內，分開關設在操作室內。

節制閘建成并投入運行，閘門的操作十分頻繁，情況基本正常。

事故概況：

某日下午對節制閘各孔弧形閘門曾作過一次調節操作，閘門全部關閉到底。當晚天氣惡劣、大風大雨，次晨發現12#啟閉機的鋼絲繩已經拉斷，電動機仍在繼續旋轉，操作室彌漫著含糊氣味，由它控制的23#、24#兩孔閘門仍處于關閉位置。據閘下游漁民反映，后半夜曾在下游出現過較大水流。仔細檢查啟閉機，發現鋼絲繩在卷筒上的纏繞方向與常態相反，鋼絲繩斷口呈縮頸現象，機架鋼梁上有新鮮的深槽切痕，顯然是被鋼絲磨刻出來的。

事故分析及處理：

事故發生后，立即成立了專門調查小組，了解到當日操作閘門關閉后，操作人員只切斷了分開關電源，沒有拉開總閘刀，違反了操作的規定。平時對啟閉機的維護不很注意，在按鈕式分開關電源觸點處的塵埃堆積很厚，一個觸點已成通路；另一觸點的間隙也很小，一滴水珠便可接通電源。操作室的維護也很差，窗戶大都破損殘缺。至此，事故的原因已很明顯。由于存在以上各項因素，夜間斜飛入室的雨水接通了啟閉機電路，啟動了電動機，卷筒在反轉狀態下提升門葉。當門葉被提升到最高位置時啟閉機繼續工作（該機未裝限位開關和超負荷斷電器等保護裝置），門葉受阻于啟閉機底的橫隔梁，終于拉斷鋼絲繩，門葉墜落到底，總落差約15 m，釀成事故。

事故后，放下檢修門，對弧形閘門作了詳細檢查。門葉確已摔傷，底部小橫梁及斜支撐桿受扭折彎，在支座處隆起約50～60 mm，鉸座及鉸鏈相碰處有新鮮壓痕，焊縫基本完好，僅發現一處小裂紋，啟閉橋底的混凝土橫嫩梁上有受擠壓的裂縫。

事故后，對門葉及啟閉機均作了徹底修復，更換了受損嚴重的構件，對變形較小的構件作了校正。同時在啟閉機上加裝限位開關等保護裝置，修理操作室。更重要的是完善了設備養護制度，嚴格管理操作運規的執行。

1.3 水電站引水道平面閘門破壞事故

該水電站為一座徑流引水式水電站。其引水道在攔河閘左側，由取水口、無壓隧洞、沉砂池及壓力隧洞等幾部分組成。

在無壓隧洞進口處設有一扇14 m× 7.5 m-7 m平面滑動式檢修閘門。

門葉采用鋼質支承滑道，并分成上下兩節門段，當提升上節門段少許后，可利用節間縫隙充水平壓，當下游充滿水體后，門葉便可在靜水中全部提升。起吊采用2×375 kN固定式卷揚啟閉機。

事故概況：

某日，當提升上節門段進行充水時，上游水位抬高，超過門頂，門頂翻水，導致門葉整體向下流鼓出，脫離門槽而破壞。

事故分析及處理：

事故原因是閘門操作違反了設計規定。按設計條件，閘門為露頂式，在充水時門頂不允許漫水，故應事先降低上游水位，但在實踐中卻忽視了。當閘門頂部和節間同時泄水時，閘門下游會出現紊流區，也會出現負壓，不僅增大了靜水作用力，同時也有較大的動水作用力，以致門葉的受力情況大為惡化，從而導致較大變形而破壞。

事故后，重新對閘門進行設計，閘門按事故閘門要求考慮，孔口尺寸改為14 m×10 m，設計水頭提高到10 m。上節門葉高度為5 m，能在4 m水頭下動水提升，仍用節間充水及2×375 kN啟閉機。門葉支承滑道改用聚四氟乙烯三層復合材料。

新閘門安裝完成后，曾作試運行，上節門段在4.8m水頭操作，能啟閉自如。

2 預防閘門運行事故的措施

2.1 規范閘門操作

雖然現在水工閘門的安全運行已經逐漸受到重視，但仍有部分水工閘門運行操作不夠規范，個別單位甚至沒有制定水工閘門運行操作規程，僅按口頭傳承方式啟閉水工閘門。顯然，這樣的管理方式無法保證水工閘門運行安全，應該制定完整的運行操作規程，將水工閘門操作納入規范化與制度化。還需要根據水工閘門所處環境條件的特殊性，對啟閉操作前的檢查項目作出明確規定。無論是現地操作還是遠方操作，都必須實施操作人和監護人密切配合制度；嚴格執行操作人和監護人在操作票或運行記錄上的簽字規定，詳細記載操作過程中發生的問題并加以妥善保存。

2.2 杜絕人為失誤

人為誤操作看似偶然，實質上有其必然原因。所以要不斷加強操作人員責任意識的教育，對操作人員進行專業素質培訓，使操作人員了解每一步操作的科學道理，認真實行閘門操作監護人制度，杜絕人為失誤。

2.3 消除重大隱患

閘門在防洪關鍵時刻能否正常啟閉運行，是確保大壩安全至關重要的因素。對泄洪設施存在的重大隱患，必須及時加以消除。相對于混凝土及土石等建筑材料，閘門等金屬結構的老化和衰變速率呈現出更快、更為明顯的變化趨勢。因此，隨著時間的推移，應對閘門等金屬結構定期進行全面檢測分析，及時采取相應處理措施。

3 結論

在安全管理中，事故調查是極其重要地位一環。事故調查獲得的相應的事故信息對于危險認識、抑制事故起著至關重要的作用；而且事故調查與處理，特別是重大事故的調查與處理會在相當大的范圍內產生很大的影響。因此，事故調查是確認事故經過，查找事故原因的過程，是安全管理工作中的一項關鍵內容，是制定最佳的事故預防對策的前提。

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