盧廷仁，王德生

（遼寧大連莊河朱隈水庫(kù)灌區(qū)管理局，遼寧大連116402）

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水庫(kù)溢洪道鋼閘門(mén)冬季防冰措施

盧廷仁，王德生

（遼寧大連莊河朱隈水庫(kù)灌區(qū)管理局，遼寧大連116402）

［摘 要］每年冬季來(lái)臨，北方寒冷地區(qū)的水庫(kù)均存在冰壓力對(duì)閘門(mén)產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。為盡量避免和減少冰凍對(duì)鋼閘門(mén)的破壞，確保閘門(mén)安全越冬。通過(guò)實(shí)際運(yùn)用得出，采用單孔單泵方式，安裝檢修方便，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便易行，運(yùn)行費(fèi)用低，一次性投資少，與其他的破冰法相比有較大的優(yōu)越性，適用于各種類(lèi)型的閘門(mén)破冰工作。

［關(guān)鍵詞］朱隈水庫(kù)；鋼閘門(mén)；防冰凍措施

朱隈水庫(kù)位于大連市莊河太平嶺鄉(xiāng)境內(nèi)，庫(kù)區(qū)冬季最大冰厚為0.30~0.65 m。為保證冬季閘門(mén)安全運(yùn)行，防止冰壓力對(duì)閘門(mén)破壞，冬季需采取必要的防冰措施。

1　冰壓力對(duì)鋼閘門(mén)的破壞

水結(jié)冰時(shí)體積約增加9%左右，水在形成冰的過(guò)程中，冰體的壓力不是很大。但隨著氣溫的降低，冰的溫度下降，冰的體積變小。當(dāng)溫度在升高時(shí)，冰則膨脹，若發(fā)生阻礙冰體膨脹的情況，就產(chǎn)生了作用在鋼閘門(mén)上的冰壓力。冰壓力分為靜冰壓力和動(dòng)冰壓力。靜冰壓力指冰蓋層膨脹時(shí)對(duì)閘門(mén)表面產(chǎn)生的冰壓力，靜冰壓力的大小與冰開(kāi)始升溫的氣溫及氣溫上升率有關(guān)；動(dòng)冰壓力是指冰蓋層解凍后，冰塊漂流撞擊鋼閘門(mén)時(shí)產(chǎn)生的撞擊力。

冰層與閘門(mén)牢固結(jié)冰后，當(dāng)氣溫升高時(shí)，閘門(mén)將受到靜冰壓力影響；當(dāng)水位升降時(shí)，冰層會(huì)產(chǎn)生上臺(tái)或下拉力，當(dāng)兩種力反復(fù)發(fā)生時(shí)，將導(dǎo)致閘門(mén)產(chǎn)生變形，閘墩就會(huì)產(chǎn)生裂縫。每當(dāng)冬季來(lái)臨，我國(guó)北方寒冷地區(qū)的水庫(kù)均存在冰壓力對(duì)閘門(mén)產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。必須采取防冰措施，盡量避免和減少閘門(mén)前的冰壓力對(duì)閘門(mén)的破壞，確保閘門(mén)安全越冬。

2　鋼閘門(mén)的防冰措施

目前除冰常用的方法有很多種，如人工破冰法、壓力水循環(huán)法、壓縮空氣吹氣法、電加熱除冰法、熱管法等。在遼南地區(qū)，冬季常用的防護(hù)措施主要有三種：即人工破冰法、壓力充水法和壓力充氣法。

1）人工破冰法。是人工用破冰工具如冰镩鑿除閘門(mén)前附近冰面，形成一個(gè)隔離帶，在結(jié)冰厚度達(dá)到危險(xiǎn)厚度之前再次破開(kāi)，保證閘門(mén)不受破壞。

2）壓力充水法。利用水泵等設(shè)備抽取水庫(kù)底層溫度較高的水借助其產(chǎn)生的水壓力通過(guò)管道噴射，攪動(dòng)和加熱閘門(mén)前的表層水，使其不結(jié)冰以達(dá)到防冰凍目的。

3）壓力充氣法。利用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，經(jīng)過(guò)管道引入水面使表層水和下層水形成強(qiáng)制對(duì)流，形成一個(gè)不凍的水帶，防止閘門(mén)前的水結(jié)冰。

3　朱隈水庫(kù)的防冰措施

3.1人工破冰法

朱隈水庫(kù)溢洪道于1995由原來(lái)的鋼筋混凝土閘門(mén)更換為鋼閘門(mén)。2008年以前，閘門(mén)前冬季破冰一直采用人工破冰法進(jìn)行。具體做法是：當(dāng)閘門(mén)前水面結(jié)冰厚度達(dá)到2 cm時(shí)，由兩名破冰人員穿上救生衣并系好安全帶和安全繩后，攜帶破冰工具站在門(mén)前的冰面上使用冰镩直接鑿冰，在閘門(mén)前開(kāi)鑿出寬0.5 m的不結(jié)冰帶，然后再用操勞將冰塊從水中撈出，堆放在閘門(mén)前2 m處。如果冰厚達(dá)到了2 cm，重復(fù)以上的工作即可。

人工破冰開(kāi)鑿冰槽時(shí)，必須全線開(kāi)通，不允許破開(kāi)一段，保留一段，否則造成應(yīng)力集中，在未開(kāi)鑿處對(duì)閘門(mén)局部會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。該法適用于冰層活動(dòng)頻繁、冰層較厚或防冰設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下使用，屬于應(yīng)急措施。

通過(guò)多年的實(shí)踐看，該方法破冰效果可以達(dá)

到要求，但需要付出較大的體力勞動(dòng)，效率低，實(shí)施中危險(xiǎn)性較大，存在人身安全隱患，不符合安全生產(chǎn)要求，而且在實(shí)施時(shí)還易破壞鋼閘門(mén)的防腐保護(hù)層。從工程現(xiàn)代化管理看，不符合自動(dòng)化運(yùn)行的要求。如果實(shí)踐中應(yīng)用此辦法，必須采取相應(yīng)安全措施，確保破冰人員人身安全。

3.2壓力充水法

根據(jù)水庫(kù)運(yùn)行管理需要，從2009年冬季開(kāi)始，溢洪道鋼閘門(mén)破冰采用了潛水電泵連接管路的壓力充水法。原理是：潛水電泵抽取溫度較高的下層水，借助其產(chǎn)生的水壓力經(jīng)管路上的水平射流管小孔向上噴射水流，使管路上方局部水體循環(huán)，在門(mén)前形成一條不結(jié)冰帶，防止庫(kù)區(qū)結(jié)冰擠壓閘門(mén)。

朱隈水庫(kù)溢洪閘每孔凈寬7 m，根據(jù)這一實(shí)際情況，選擇了一種小功率潛水電泵進(jìn)行單孔單泵破冰。共購(gòu)置潛水電泵4臺(tái)，備用1臺(tái)，每孔閘門(mén)前放置1臺(tái)。潛水電泵為單相泵，水泵流量為8 m3/h,揚(yáng)程為12 m，功率為750 W。

具體做法是：水平射流管采用直徑為1.5口寸PPR—鋼襯管，長(zhǎng)度與閘寬等長(zhǎng)，為 7.00 m。PPR—鋼襯管一端用盲板封焊，另一端通過(guò)彎頭和連接管與潛水泵連接，潛水電泵布置在射流管的左下方，水泵與射流管呈“L”型。水平管上端與水面垂直方向上每10 cm間距鉆一直徑為2.5 mm射流孔。

具體放置位置：用纜繩將潛水電泵放在弧形門(mén)前水面以下2~3 m處，水平射流管放在閘門(mén)前2 m范圍內(nèi)，距水面以下40~50 cm處。當(dāng)設(shè)備全部入水后，啟動(dòng)水泵，根據(jù)水花情況調(diào)整設(shè)備入水深度。據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，控制水深以射流至水面的水花不高出水面為準(zhǔn)。

每年的11月20日左右，對(duì)設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，11月30日前將設(shè)備放入水中并固定，次年的3月15日將設(shè)備從水中取出，檢修保養(yǎng)后防置室內(nèi)存貯，待下次使用。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際運(yùn)用看，采用單孔單泵方式，安裝檢修方便，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便易行，運(yùn)行費(fèi)用低，一次性投資少，與其他的破冰法相比有較大的優(yōu)越性，適用于各種類(lèi)型的閘門(mén)破冰工作。

［中圖分類(lèi)號(hào)］TV698.2+6

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）05－0066－01

[收稿日期]2016-01-18