朱庄水库泄洪洞进口封堵闸门的设计与安装

王远旺

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

朱庄水库泄洪洞进口封堵闸门的设计与安装

王远旺

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

河北省朱庄水库除险加固工程泄洪洞共3孔，为避免放水带来的经济损失，采用在进口坝面处设置1扇封堵闸门，3孔共用的方法完成了洞内施工项目，使用效果良好。该文介绍了封堵闸门的设计与安装情况。

封堵闸门；水封；支承；设计；安装

朱庄水库位于海河流域子牙河水系滏阳河流域沙河干流上，距邢台市约35km，是一座以防洪、灌溉为主，发电为辅的综合利用的大（Ⅱ）型水利枢纽工程，控制流域面积1220km2，总库容4.162亿m3。朱庄水库枢纽工程由溢流坝、非溢流坝、泄洪洞、放水洞、发电洞、电站及南、北干渠渠首建筑物等组成。大坝为混凝土浆砌石重力坝，最大坝高95m。水库于1971年动工兴建，1978年完成主体工程。

2005年朱庄水库经水利部大坝安全管理中心核查被评定为三类病险库。2007年 《朱庄水库除险加固工程初步设计报告》通过了水利部海河水利委员会的审查。2009年除险加固工程进入实施阶段。

泄洪洞现状：泄洪洞共3孔，进口设3扇平面滑动事故检修闸门，闸门尺寸（孔口宽度×孔口高度－设计水头）：2.2×4.75－45.93m，采用3台1250kN固定卷扬启闭机操作，闸门操作方式为动闭静启，采用门顶充水阀充水平压。在平面滑动事故检修闸门下游设有3扇弧形工作闸门，闸门尺寸（孔口宽度×孔口高度－设计水头）：2.2×4.0－45.93m，闸门为主横梁直支臂圆柱铰结构，弧门面板曲率半径8m，采用3台螺杆启闭机操作，容量750kN/400kN，闸门操作方式为动水启闭。

泄洪洞金属结构改造项目包括对进口事故检修闸门、埋件、启闭机和弧形工作闸门、埋件、启闭机进行更新改造。

为完成泄洪洞改造项目，决定采用水下封堵进行施工的方案，以避免放水带来的经济损失。为摸清泄洪洞进口封堵面现状情况和准确尺寸，请潜水员对泄洪洞进口和周围的相关情况进行了水下勘测和录像。根据水下勘测报告，设计封堵闸门。下面就水下勘测、封堵闸门设计和安装进行介绍。

1 水下勘测情况

泄洪洞进口封堵面采用坝体上游面 （泄洪洞进口最上游面），底坎高程210.0m，坝顶高程261.5m，坝体上部为竖直面，到225.0m高程变为1∶1的斜坡段，进口为喇叭口形状（向上和两侧均扩口）。检查发现，孔口周边分布较多的钢筋头，长度20～40mm，直径12mm。进口底部较平整，孔口周边混凝土面较粗糙，最大高低差约50mm。对进口封堵面进行了测量，封堵面孔口为梯形，上边宽度约5250mm，下边宽度约7050mm，斜长约11350mm。基本与原竣工图纸相符。

2 封堵闸门设计

封堵闸门设计重点考虑了封堵表面的不平度、运输、安装、拆除等，在水封、支承、充水平压装置等部位的设计与常规闸门不同。

封堵面孔口为梯形，考虑到设计、制造、安装、运输等因素，封堵闸门按矩形孔口进行设计。

泄洪洞进口封堵闸门孔口处的闸底高程为210.0m,设计最高挡水位238.0m,相应水头28m。封堵闸门侧止水中心距7500mm，顶止水中心距离门底11.65m，设计总水压力2087t。

封堵闸门采用叠梁闸门，考虑运输和安装条件，单节门重控制在10t。叠梁闸门共分5节，每节高2.35m，每节闸门设置2根主梁、3根纵梁、2根边梁。闸门面板厚16mm，主梁高度1091mm，边梁高度641mm。闸门门叶结构主要材料选用Q345B。由于封堵闸门为临时工程，运用时间较短，故不进行防腐处理。

2.1 水封设计

封堵闸门采用面板在下游、下游止水的结构型式。这种布置型式有利于水封的布置，止水效果更好。由于封堵面均为混凝土面，没有门槽和埋件，混凝土的表面不平整，闸门分为5节，水封连接处、节间、拐角处很容易漏水。

2.1.1 侧水封

闸门所承担的水压力要均匀传递到混凝土上，侧水封既要起到止水作用又要兼作支承。水封是封堵闸门设计的关键部位，常规水封不能满足封堵闸门的强度和变形要求，根据实际要求进行设计。为保证混凝土面不被压坏，需按水压力和混凝土的抗压强度计算侧水封的承压宽度，计算确定侧水封宽度为200mm，高度160mm，顶部圆弧为R400mm（见图1）。根据混凝土面的不平度确定侧水封在设计水压力条件下的压缩变形量，侧水封在设计压强条件下（3.8～5.1MPa）要求侧水封压缩量为50～60mm。

图1 侧水封大样

2.1.2 节间水封

节间水封采用内PL型，止水节间接触面厚度减小到8mm，要求较常规水封软，节间水封预压缩10mm（见图2）。

图2 节间水封大样

为保证水封连接处止水严密，顶节闸门的顶水封、侧水封、节间水封为整体模压制造，其他4节闸门的侧水封、节间水封整体模压制造。侧水封、节间水封的形状及安装型式见大样图，水封由蜀都水利水电工程配件总厂制造。水封出厂前按设计要求做压缩试验，水封的压缩变形量能够满足设计要求。

2.2 平压装置设计

在第2节门叶焊接了钢管，安装了闸阀用于平压。闸阀由潜水员水下操作。

2.3 起吊和连接装置设计

考虑封堵闸门安装和拆除均采用临时起吊设备操作，每节闸门3道纵梁顶部共设置3个吊耳。为水下就位准确、避免闸门在斜坡上出现下滑，导致节间出现间隙，在闸门的上游侧两节闸门连接处各设置2套连接装置，节间用4根M36的螺栓，将上、下节闸门连接为1个整体。

3 封堵闸门安装

封堵闸门安装前先由潜水员对水封工作范围内及附近的外露钢筋头、水泥突起、模板等杂物清除干净，局部明显不平处添平。

封堵闸门原设计的安装方案为用汽车吊在坝顶将封堵闸门分节沿坝面放置于孔口处，由于坝面上部为竖直面，下部为1∶1的斜面，为避免下放到斜面时水封在混凝土面摩擦损坏和摩擦阻力过大导致不能下降，在边梁的两侧设计了能够调整高度的行走轮 （安装时轮缘高于水封表面，安装就位后，通过调整螺栓将轮缘高度降低到水封最大压缩量以下，以适应水封的压缩变形），每节闸门4套。在闸门制造过程中，施工单位将安装方案改变为采用浮筒式浮船从水面上进行安装，故行走轮未进行安装。先用汽车吊将封堵闸门吊装的浮船上，再将封堵闸门运至洞口处进行安装。当封堵闸门下降到孔口附近时，由潜水员在水下指挥安装封堵闸门。

4 使用效果

封堵闸门安装完毕后，将出口工作闸门提起约100mm，泄掉洞内水体，封堵闸门挡水，封堵闸门实际挡水头约为27m。进入至洞口处检查封堵闸门漏水情况，由潜水员对漏水量较大的部位进行堵漏。经局部堵漏处理后，顶、侧水封与混凝土接触部位不漏水，各节闸门节间连接部位不漏水，仅在闸门的左上角和右下脚的拐角处出现漏水，无射流现象，漏水量较小。右下脚的拐角处漏水经检查为闸门出现了轻微下滑，侧水封压缩量较小所致。

采用1扇封堵闸门分别对3孔泄洪洞进口进行了封堵，泄洪洞洞内改造项目均已施工完毕，封堵闸门提出检查未出现明显变形，使用效果良好。

［1］SL74—95,水利水电工程钢闸门设计规范［S］.

［2］黄希元，等.小型水电站机电设计手册（金属结构）［K］.北京：水利电力出版社.1991.

［3］蒋德成，等.锦屏一级水电站导流洞封堵闸门的设计［J］.水工机械技术，2008.

［4］刘国瑞.小溶江水利枢纽导流洞封堵闸门设计［J］.水工机械技术，2009.

Design and Installation of the Flood Discharge Tunnel Import Sealing Gate in Zhuzhuang Reservoir

WANG Yuan-wang
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower，Tianjin300250,China）

There are three holes in flood discharge tunnel of danger removal and consolidation works of Zhuzhuang reservoir in Hebei Province,in order to avoid economic losses owing to draining off water,adopting the method of setting one sealing gate and sharing three holes at the entrance of dam to complete the construction projects inside the holes,the application effect is good.This paper introduces the design and installation conditions of sealing gate.

sealing gate;water seal;bearing;design;installation

TV66

A

1672-9900（2011）05-0041-03

2011-07-14

王远旺（1972—），男（汉族），天津人，高级工程师，主要从事水利水电工程金属结构设计工作，（Tel）13820258395。