張圣釀，張 劍，陳延國(guó)

（中國(guó)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(dāng)?shù)貧夂蛟颍L(zhǎng)時(shí)間使用后表面銹蝕嚴(yán)重、重心偏移，造成閘門、門槽上下運(yùn)行卡阻，無法進(jìn)行流道檢修，長(zhǎng)期無法解決，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行存在重大的隱患。本方案對(duì)高水頭閘門檢修處理辦法進(jìn)行分析研究，提出方案對(duì)比和處理修復(fù)方法[1]。

1 故障分析

（1）根據(jù)要求，對(duì)閘門門槽設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。如不及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，隨著機(jī)組繼續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行，來自上游的物體堆積嚴(yán)重，對(duì)下游機(jī)組安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅，存在停機(jī)事故的隱患。

（2）當(dāng)前電站的運(yùn)行情況為：嘗試檢修門落下過程中在高程902 m 處被卡住，導(dǎo)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(guān)閉并關(guān)緊狀態(tài)，導(dǎo)致流道無法進(jìn)行清理檢修。

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

閘門主要技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)見表1。

表1 檢修閘門主要技術(shù)參數(shù)

根據(jù)圖1 可知，檢修門的側(cè)槽軌道外緣的設(shè)計(jì)間距為L(zhǎng)1=5000-110×2=4780 mm。檢修門側(cè)向滑槽與側(cè)槽軌道外緣間距為12 mm，計(jì)算可得檢修門側(cè)向滑槽間距為：L2=4780-12×2=4756 mm。

圖1 側(cè)槽局部尺寸

在具體施工過程中發(fā)現(xiàn)如下問題：

（1）門葉上的導(dǎo)槽和門槽側(cè)軌匹配困難。門槽高度80 m，閘門下落時(shí)總會(huì)在某個(gè)位置發(fā)生卡阻。目前電站在運(yùn)行過程中，長(zhǎng)期處于有水狀態(tài)下。在有水情況下把門槽調(diào)整到符合設(shè)計(jì)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(shí)傾斜。根據(jù)了解，該電站在建設(shè)過程中從下往上施工，施工到一定階段時(shí)即投入機(jī)組發(fā)電運(yùn)行，導(dǎo)致越往上施工，基準(zhǔn)線偏移越多，無法參照同一基準(zhǔn)而引起中心偏差[2]。

2 修復(fù)方案設(shè)計(jì)與對(duì)比

2.1 修復(fù)方案1

修復(fù)方案1 的思路為避開導(dǎo)軌，直接將閘門放到底檻位置，具體步驟為：

（1）調(diào)整門葉重心，由于門葉重心軸線與起吊點(diǎn)的重心線不在同一中心，導(dǎo)致檢修門起吊時(shí)，門葉發(fā)生傾斜，門葉上每側(cè)的4 個(gè)滑槽不在同一垂直線上，此時(shí)門葉在下落過程中容易出現(xiàn)脫槽或卡阻，檢修門無法繼續(xù)下落。檢修門重心垂直線，檢修門起吊中心垂直線，經(jīng)過計(jì)算兩垂直線偏差約20 mm。

解決方式：改變門葉起吊點(diǎn)位置，修改后的檢修門可以垂直提升或下落[3-4]。

（2）切除導(dǎo)向滑槽，改為滑塊（圖2）。檢修門滑槽經(jīng)過修改后，解決了檢修門在下落過程出現(xiàn)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(jù)EL917 以下門槽俯視圖，檢修門孔口寬度為5000 mm，上下游側(cè)槽間距為1400 mm；根據(jù)EL851 以下門槽俯視圖，檢修門孔口寬度為5000 mm，上下游側(cè)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(shí)，為確保檢修門中心位置準(zhǔn)確安裝，檢修門被提起時(shí)可以將限位蓋板臨時(shí)拆除。

（4）在EL851 門槽頂部增加導(dǎo)向裝置。在EL851 處，由于門槽尺寸位置發(fā)生了變化，檢修門在下落過程中可能會(huì)被擱置到EL851 處的坎臺(tái)上，導(dǎo)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(dǎo)向裝置，左右兩側(cè)各增加兩個(gè)導(dǎo)向裝置（圖3）。此時(shí)，檢修門可以沿著導(dǎo)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(guān)閉并關(guān)緊，達(dá)到流道清理、工作門檢修的理想狀態(tài)。

圖3 導(dǎo)向板示意

導(dǎo)向裝置由20 mm 厚的導(dǎo)向鐵板組成，左側(cè)導(dǎo)向鐵板每塊重量約28 kg，右側(cè)每塊導(dǎo)向鐵板的重量約80 kg。安裝導(dǎo)向裝置時(shí)可選擇在電站一年當(dāng)中水位最低時(shí)進(jìn)行，施工周期短、水下作業(yè)少、風(fēng)險(xiǎn)低、施工方便。

2.2 修復(fù)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(diào)整檢修門重心位置，調(diào)整方法同方案1。

（2）對(duì)檢修門側(cè)槽的尺寸進(jìn)行測(cè)量。檢修門側(cè)槽的尺寸測(cè)量，EL857 以上部分的檢查及測(cè)量工作屬于某標(biāo)段的合同范圍之內(nèi)，EL857 以下部分的測(cè)量工作超出了某標(biāo)段的合同范圍。

（3）根據(jù)檢修門側(cè)槽的測(cè)量尺寸，做一個(gè)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(tài)時(shí)的下落及提升，模型試探框的制作及檢測(cè)工作如超出了現(xiàn)有標(biāo)段的合同范圍，需額外設(shè)計(jì)和制作。

（4）修改檢修門滑槽。通過修改原有檢修門滑槽，恢復(fù)檢修門正常下落和提升功能。為了減少滑槽脫槽及卡阻現(xiàn)象，將檢修門滑槽數(shù)量由每側(cè)4 個(gè)修改為每側(cè)2 個(gè)，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(fā)生卡阻的概率。

2.3 方案對(duì)比

上述兩種處理方案均能達(dá)到恢復(fù)檢修門正常下落、提升功能的目的，但施工周期、施工難度、經(jīng)濟(jì)效益不一同。根據(jù)電站實(shí)際情況選擇不同措施，以達(dá)到最佳維修效果。

（1）方案1 可以避免水下測(cè)量工作、避免檢修門側(cè)槽的修復(fù)工作、節(jié)約資金和時(shí)間。方案2 避免了水下導(dǎo)向鐵板的安裝。

（2）方案1 導(dǎo)向鐵板安裝需要在水下進(jìn)行，風(fēng)險(xiǎn)較高。方案2 需要制作一個(gè)與檢修門相同尺寸的模型試探框，模型試探框及檢測(cè)費(fèi)用較高。需要對(duì)EL857 以下的水下門槽進(jìn)行測(cè)量，水下測(cè)量工作精度不高且風(fēng)險(xiǎn)較大、工期較長(zhǎng)、費(fèi)用較高。

3 結(jié)束語

通過對(duì)高水頭、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的閘門、門槽修復(fù)的分析研究，在采取科學(xué)有效的改造處理后，檢修門及門槽系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化程度得到顯著提高，確保檢修門可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步提升了高水頭機(jī)組的安全性和穩(wěn)定性。