高水頭電站檢修門修復探究

張圣釀，張 劍，陳延國

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350001）

0 引言

某水電站由于當地氣候原因，長時間使用后表面銹蝕嚴重、重心偏移，造成閘門、門槽上下運行卡阻，無法進行流道檢修，長期無法解決，對機組安全運行存在重大的隱患。本方案對高水頭閘門檢修處理辦法進行分析研究，提出方案對比和處理修復方法[1]。

1 故障分析

（1）根據要求，對閘門門槽設備進行修復。如不及時進行修復，隨著機組繼續長期運行，來自上游的物體堆積嚴重，對下游機組安全運行造成嚴重威脅，存在停機事故的隱患。

（2）當前電站的運行情況為：嘗試檢修門落下過程中在高程902 m 處被卡住，導致檢修門無法正常下落。

（3）檢修門不能下落至門槽底部位置關閉并關緊狀態，導致流道無法進行清理檢修。

（4）無法正常下落的原因可能是前期施過時混凝土澆筑不到位或膨脹，或者安裝閘門及門槽時中心未復核，安裝后即投入使用。

閘門主要技術數據參數見表1。

表1 檢修閘門主要技術參數

根據圖1 可知，檢修門的側槽軌道外緣的設計間距為L1=5000-110×2=4780 mm。檢修門側向滑槽與側槽軌道外緣間距為12 mm，計算可得檢修門側向滑槽間距為：L2=4780-12×2=4756 mm。

圖1 側槽局部尺寸

在具體施工過程中發現如下問題：

（1）門葉上的導槽和門槽側軌匹配困難。門槽高度80 m，閘門下落時總會在某個位置發生卡阻。目前電站在運行過程中，長期處于有水狀態下。在有水情況下把門槽調整到符合設計要求，施工難度非常大，且施工精度低，效果不佳。

（2）門葉重心偏差。目前閘門的重心位置有偏差，閘門起吊時傾斜。根據了解，該電站在建設過程中從下往上施工，施工到一定階段時即投入機組發電運行，導致越往上施工，基準線偏移越多，無法參照同一基準而引起中心偏差[2]。

2 修復方案設計與對比

2.1 修復方案1

修復方案1 的思路為避開導軌，直接將閘門放到底檻位置，具體步驟為：

（1）調整門葉重心，由于門葉重心軸線與起吊點的重心線不在同一中心，導致檢修門起吊時，門葉發生傾斜，門葉上每側的4 個滑槽不在同一垂直線上，此時門葉在下落過程中容易出現脫槽或卡阻，檢修門無法繼續下落。檢修門重心垂直線，檢修門起吊中心垂直線，經過計算兩垂直線偏差約20 mm。

解決方式：改變門葉起吊點位置，修改后的檢修門可以垂直提升或下落[3-4]。

（2）切除導向滑槽，改為滑塊（圖2）。檢修門滑槽經過修改后，解決了檢修門在下落過程出現脫槽卡阻的問題。

圖2 滑槽修改示意

（3）在門槽頂部增加限位蓋板。根據EL917 以下門槽俯視圖，檢修門孔口寬度為5000 mm，上下游側槽間距為1400 mm；根據EL851 以下門槽俯視圖，檢修門孔口寬度為5000 mm，上下游側槽間距為1000 mm。

在檢修門孔口左右兩邊增加限位蓋板，目的是確保檢修門在下落之前處于孔口中心位置。增加限位蓋板后的孔口尺寸和EL851 以下門槽寬度、位置一致。增加限位蓋板之后，檢修門可以在孔口的中心位置與底部門槽的中心位置保持一致，有利于檢修門能夠順利下落至底坎位置。

每組檢修門限位蓋板為兩塊10 mm 厚的鋼板，重量約80 kg。檢修門下落時，為確保檢修門中心位置準確安裝，檢修門被提起時可以將限位蓋板臨時拆除。

（4）在EL851 門槽頂部增加導向裝置。在EL851 處，由于門槽尺寸位置發生了變化，檢修門在下落過程中可能會被擱置到EL851 處的坎臺上，導致檢修門無法順利入槽并下落。

解決方式：在EL851 高程過渡位置增加導向裝置，左右兩側各增加兩個導向裝置（圖3）。此時，檢修門可以沿著導向裝置順利的下落到EL851 以下，直到水下最低位置，使檢修門關閉并關緊，達到流道清理、工作門檢修的理想狀態。

圖3 導向板示意

導向裝置由20 mm 厚的導向鐵板組成，左側導向鐵板每塊重量約28 kg，右側每塊導向鐵板的重量約80 kg。安裝導向裝置時可選擇在電站一年當中水位最低時進行，施工周期短、水下作業少、風險低、施工方便。

2.2 修復方案2

方案2 的思路是修改檢修門滑槽，具體步驟為：

（1）首先調整檢修門重心位置，調整方法同方案1。

（2）對檢修門側槽的尺寸進行測量。檢修門側槽的尺寸測量，EL857 以上部分的檢查及測量工作屬于某標段的合同范圍之內，EL857 以下部分的測量工作超出了某標段的合同范圍。

（3）根據檢修門側槽的測量尺寸，做一個與檢修門相同尺寸的模型試探框，利用模型試棎框模擬檢修門正常工作狀態時的下落及提升，模型試探框的制作及檢測工作如超出了現有標段的合同范圍，需額外設計和制作。

（4）修改檢修門滑槽。通過修改原有檢修門滑槽，恢復檢修門正常下落和提升功能。為了減少滑槽脫槽及卡阻現象，將檢修門滑槽數量由每側4 個修改為每側2 個，滑槽深度加深、寬度加寬，可以有效地減小檢修門在下落過程中發生卡阻的概率。

2.3 方案對比

上述兩種處理方案均能達到恢復檢修門正常下落、提升功能的目的，但施工周期、施工難度、經濟效益不一同。根據電站實際情況選擇不同措施，以達到最佳維修效果。

（1）方案1 可以避免水下測量工作、避免檢修門側槽的修復工作、節約資金和時間。方案2 避免了水下導向鐵板的安裝。

（2）方案1 導向鐵板安裝需要在水下進行，風險較高。方案2 需要制作一個與檢修門相同尺寸的模型試探框，模型試探框及檢測費用較高。需要對EL857 以下的水下門槽進行測量，水下測量工作精度不高且風險較大、工期較長、費用較高。

3 結束語

通過對高水頭、運行時間長的閘門、門槽修復的分析研究，在采取科學有效的改造處理后，檢修門及門槽系統的可靠性和自動化程度得到顯著提高，確保檢修門可靠、穩定運行，進一步提升了高水頭機組的安全性和穩定性。