龍官橋水庫封堵閘門下閘蓄水復(fù)核及改造處理探討

程明春

(貴州省畢節(jié)市勘測設(shè)計(jì)研究院，貴州 畢節(jié) 551700)

導(dǎo)流隧洞進(jìn)口封堵閘門下閘蓄水時(shí)間節(jié)點(diǎn)一般存在一定不確定性，導(dǎo)致施工圖封堵閘門設(shè)計(jì)水頭、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及啟閉機(jī)容量不一定滿足汛期下閘蓄水時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求，現(xiàn)場應(yīng)對(duì)封堵閘門設(shè)計(jì)水頭、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、啟閉機(jī)容量及結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)核，初步設(shè)計(jì)報(bào)告考慮下閘水頭、在一定水頭下動(dòng)水啟門水頭、擋水水頭應(yīng)留一定富裕，保證封堵閘門不顛覆性設(shè)計(jì)、加工制作。本文通過對(duì)封堵閘門下閘蓄水時(shí)間節(jié)點(diǎn)與初步設(shè)計(jì)報(bào)告下閘蓄水時(shí)間節(jié)點(diǎn)不一致，對(duì)設(shè)計(jì)水頭、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、啟閉機(jī)容量及結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)核，并對(duì)不滿足設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行改造及止水漏水處理，使龍官橋水庫下閘蓄水取得圓滿成功。

1 工程概況

龍官橋水庫位于烏江流域六沖河一級(jí)支流白甫河干流上游倒天河段上，大壩位于七星關(guān)區(qū)何官屯鎮(zhèn)龍漢村小旱莊村寨下游600 m處，為混凝土面板堆石壩，壩址以上集雨面積31 km2，最大壩高50.0 m，壩頂長132.67 m，工程規(guī)模為中型，庫容1 099萬 m3，工程任務(wù)為城市供水。工程導(dǎo)流隧洞布置于大壩左岸，后期兼作取水兼放空隧洞之用，為城門洞型,封堵閘門布置于導(dǎo)流隧洞進(jìn)口處?？卓诔叽鐬锽×H(寬×高)=2.4 m×2.6 m，底檻高程為1 621.00 m，設(shè)計(jì)水頭34 m，閘門型式為平面滑動(dòng)鋼閘門，主材選用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B，閘門門體重3.02 t，埋件重2.67 t，在導(dǎo)流隧洞封堵時(shí)下閘擋水。

龍官橋水庫初步設(shè)計(jì)報(bào)告下閘蓄水時(shí)間為枯水期2020年12月-2021年4月，但受征地與移民影響，應(yīng)業(yè)主要求，定于汛期2021年9月18日下閘蓄水。為保證安全下閘、截流閉氣的可靠措施，預(yù)防控制下閘過程及導(dǎo)流隧洞堵頭施工過程中潛在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，業(yè)主要求各參建單位提高對(duì)應(yīng)急事件處理能力。

2 封堵閘門水頭復(fù)核

封堵閘門初步設(shè)計(jì)報(bào)告水頭考慮下閘水頭、在一定水頭下動(dòng)水啟門水頭、擋水水頭。水庫初步設(shè)計(jì)報(bào)告堵閘門下閘時(shí)間為枯水期，下閘水頭主要考慮閉門條件、行走支撐型式及材料、止水摩擦系數(shù)、門體自重能否閉門等，經(jīng)綜合分析考慮為1 m；下閘過程中，封堵閘門應(yīng)具備在一定水頭下動(dòng)水啟門的能力，封堵閘門動(dòng)水啟門水位一般不低于下閘后24小時(shí)的水位，動(dòng)水啟門水頭考慮為2 m，啟門水頭考慮封堵閘門有不同工況發(fā)生啟閉機(jī)容量，初步設(shè)計(jì)考慮借用取水口進(jìn)口事故閘門卷揚(yáng)式啟閉機(jī)QPG400 kN，設(shè)有啟閉機(jī)排架；擋水水頭應(yīng)有一定安全裕量，由施工組織專業(yè)根據(jù)導(dǎo)流隧洞混凝土堵頭強(qiáng)度能完全擋水時(shí)水位加3 m安全裕量[1],但是筆者設(shè)計(jì)類似工程下閘時(shí)間由于多方面原因存在一定不確定性，避免重新進(jìn)行封堵閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制作，影響下閘時(shí)間，經(jīng)施工組織設(shè)計(jì)和金屬結(jié)構(gòu)配合確定擋水水頭34 m。

水庫建設(shè)過程中，封堵閘門下閘時(shí)間與初步設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)度計(jì)劃不一致，下閘之前各參建單位關(guān)注天氣預(yù)報(bào)、現(xiàn)場實(shí)時(shí)水情觀測、掌握上游來水的變化；下閘后庫區(qū)有可能連續(xù)降雨、庫區(qū)水位上升很快措施，超標(biāo)準(zhǔn)洪水的預(yù)防措施，降雨形成的坡面匯水及上游來水，保證在導(dǎo)流隧洞混凝土堵頭澆筑凝期達(dá)到強(qiáng)度之前的應(yīng)急事件處理。筆者復(fù)核封堵閘門下閘節(jié)點(diǎn)下閘水頭、在一定水頭下動(dòng)水啟門水頭、擋水水頭，現(xiàn)場和水文人員用鋼卷尺測量導(dǎo)流隧洞進(jìn)口明渠里水深有60 cm，滿足初步設(shè)計(jì)報(bào)告下閘水頭1 m；動(dòng)水啟門水頭考慮下閘蓄水后，短時(shí)間內(nèi)對(duì)各工程建筑物是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求評(píng)估，一旦出現(xiàn)異常情況應(yīng)停止蓄水，經(jīng)分析計(jì)算考慮5 m水頭。工程施工時(shí)沒有按設(shè)計(jì)圖澆筑啟閉機(jī)排架、下閘時(shí)借用取水口進(jìn)口事故閘門卷揚(yáng)式啟閉機(jī)QPG400 kN已經(jīng)安裝、調(diào)試完成。改造問題是租用封堵閘門的啟閉機(jī)，經(jīng)復(fù)核考慮一定摩擦阻力安全系數(shù)及閘門自重修正系數(shù)，啟門力為87.46 kN建議施工單位租用啟閉容量為100 kN吊車，施工單位租用就近租賃中心僅有250 kN吊車；如果下閘蓄水后短時(shí)間內(nèi)水庫出現(xiàn)水位上升很快或者超標(biāo)準(zhǔn)洪水來，采用溢洪道泄洪，能滿足施工圖封堵閘門結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算使用設(shè)計(jì)水頭34 m。

3 封堵閘門改造

封堵閘門下閘前，清除門葉上和門槽內(nèi)所有雜物。250 kN吊車把封堵閘門從堆放點(diǎn)吊至導(dǎo)流隧洞進(jìn)口門槽處，但是封堵閘門不能順利入門槽。經(jīng)仔細(xì)觀察復(fù)核，封堵閘門主滑塊材料、加工制作尺寸、埋件主軌軌頭與施工圖紙不一致，施工圖上主滑塊材料是增強(qiáng)聚四氟乙烯材料，線荷載80 kN/cm以下，為裝配件，用6-M12×30沉頭螺釘連接在門體面板上，尺寸為寬×長×高(B×L×H)=40×125×500 mm，滑塊弧面半徑為R300 mm，聚四氟乙烯和碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B厚度各20 mm。主軌軌頭尺寸為寬×長×高(B×L×H)=16×50×5 600 mm，軌頭上與橡膠止水接觸面有寬×長×高(B×L×H)=4×50×5 600 mm合金鋼1Cr18Ni9面板(如圖1所示)。閘門制作安裝廠家主滑塊材料是碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B，尺寸為長×寬×高(B×L×H)=60×125×500 mm，直接焊接在門體面板上，導(dǎo)致門體總寬度750 mm大于門槽總寬度730 mm，門體不能入槽，主軌軌頭上無合金鋼1Cr18Ni9面板，主軌軌頭與主軌軌頭面板為一體的碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B，尺寸為寬×長×高(B×L×H)=20×50×5 600 mm?，F(xiàn)場復(fù)核計(jì)算，主滑塊與主軌軌頭摩擦系數(shù)由原設(shè)計(jì)增強(qiáng)聚四氟乙烯對(duì)不銹鋼變?yōu)楝F(xiàn)場鋼對(duì)鋼，最大摩擦系數(shù)由0.15變?yōu)?.60，最小摩擦系數(shù)由0.06變?yōu)闉?.15，封堵閘門啟門力為218.94 kN，閉門力為158.65 kN大于0，靠閘門自重不能閉門，筆者決定把主滑塊厚度切割部分，防止在一定水頭下動(dòng)水啟閉調(diào)整封堵閘門，切割后剩余主滑塊厚度小于設(shè)計(jì)圖上主滑塊寬度40 mm，才能保證吊車不受滑塊和主軌軌頭摩擦力影響啟閉門。在保證不損壞門體上橡膠止水，用打磨機(jī)打磨Q235B主滑塊，用了3塊打磨機(jī)砂輪片，一個(gè)主滑塊沒磨完，建議用氧氣乙炔氣割槍切割，用濕潤毛巾保護(hù)切割滑塊周圍橡膠止水，另一人使用氧氣乙炔氣割槍槍頭，四塊主滑塊歷時(shí)6小時(shí)切割完畢，澆水潤滑止水橡皮，250 kN吊車反復(fù)啟閉試調(diào)整，最終封堵閘門成功下閘，水庫開始蓄水，截止投稿時(shí)龍官橋水庫庫區(qū)水位蓄到1 642.00 m。

閘門制作安裝廠家沒有按照設(shè)計(jì)圖加工搭接封堵閘門底止水和側(cè)止水，底止水墊板和側(cè)止水墊板應(yīng)交叉搭接，厚度各占一半，搭接長度不小于100 mm?，F(xiàn)場封堵閘門是側(cè)止水直接壓在底止水上，導(dǎo)致底、側(cè)止水沒有在一個(gè)封閉面上；封堵閘門在吊運(yùn)過程中底止水被刮傷了，導(dǎo)致封堵閘門底止水漏水?，F(xiàn)場用釘子固定刮傷底止水處，用4塊木楔反復(fù)削成適合厚度，從封堵閘門左右兩側(cè)對(duì)稱人工捶打撐在反軌與門體之間，使封堵閘門向下游方向頂壓，達(dá)到止水預(yù)壓縮量，但是刮傷處底止水還是漏水。建議在閘門下游處澆筑混凝土擋水堰，混凝土里加入速凝劑，采用混凝土輸送泵布置于導(dǎo)流隧道洞出口，泵管接至倉面，擋水堰內(nèi)預(yù)埋DN200鋼管7 m，鋼管末端安裝DN200閘閥，把封堵閘門底止水漏水量引出。導(dǎo)流隧洞堵頭總長22.319 m，樁號(hào)0+49.425至0+71.744，采取三倉進(jìn)行澆筑，第一倉混凝土為堵漏封堵閘門底止水漏水，澆筑時(shí)保持閘閥全開，創(chuàng)造了導(dǎo)流隧洞第二、三倉混凝土堵頭干燥環(huán)境澆筑；第二倉導(dǎo)流隧洞混凝土堵頭澆筑時(shí)關(guān)閉閘閥，澆筑時(shí)間待第一倉混凝土開始產(chǎn)生強(qiáng)度，第三倉導(dǎo)流隧洞混凝土堵頭澆筑時(shí)間待第二倉混凝土開始產(chǎn)生強(qiáng)度。

4 結(jié)語

由于受征地與移民影響，龍官橋水庫下閘蓄水時(shí)間節(jié)點(diǎn)為汛期，需復(fù)核封堵閘門水頭是否滿足現(xiàn)場工況要求；現(xiàn)場封堵閘門結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計(jì)圖紙不一致，需對(duì)封堵閘門結(jié)構(gòu)尺寸改造及止水漏水處理。使水庫下閘蓄水取得圓滿成功、導(dǎo)流隧洞堵頭在干燥環(huán)境澆筑完成，為今后類似水庫工程下閘蓄水提供現(xiàn)場處理經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)場用大部分時(shí)間改造封堵閘門主滑塊尺寸及止水漏水處理，根本原因是金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備制作安裝廠家沒按照設(shè)計(jì)圖紙加工制作，故建議今后類似水庫工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備進(jìn)場驗(yàn)收，需要設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備制作安裝廠家對(duì)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備進(jìn)場驗(yàn)收，一旦發(fā)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備不滿足設(shè)計(jì)圖紙，制作安裝廠家應(yīng)及時(shí)處理，避免封堵閘門下閘蓄水現(xiàn)場進(jìn)行改造處理，影響下閘蓄水；特殊情況下不能避免封堵閘門現(xiàn)場改造處理，事前作好應(yīng)對(duì)處理措施，保證封堵閘門下閘成功。