浅析钢铁复合闸门在宁夏中型病险水闸除险加固

摘　要：结合宁夏惠农渠进水闸除险加固工程钢铁复合闸门的实例，探讨新型钢铁复合闸门的构造特点，启闭门力的计算，安装与调整，使用与保养。

关键词：病险水闸；除险加固；钢铁复合闸门；应用

1 前言
　　惠农渠进水闸因年久失修严重影响渠道的灌溉保障能力，现被列入全国大中型病险水闸除险加固规划中进行改造。该水闸安全鉴定为三类，拟进行加固改造，主要改造内容为加固闸室，翻建闸房220平方米，翻建上下游连接段203米，更换闸门及启闭机9台（套），增设自动化控制系统等。
2 闸门工作环境
　　闸门的工作环境为海拔高度1200m，最高温度40℃，最低温度-30℃，相对湿度80﹪。介质为含沙水，含沙量平均为4.03Kg/m3, 最大含沙量为7.69Kg/m3，平均砂粒径为0.05mm，介质温度为5℃-35℃，闸门型号及规格为3.0x2.8(孔口尺寸宽x高)，闸门设计为单向承压，正向受压，设计水头2.1m，最大水头2.4m。闸门在承受设计水头压力时，通过任意1m长止水材料内其泄漏量不大于1.25L/min。

3 闸门构造特点
　　设计为露顶钢铁复合闸门，硬止水，平面滑道，动水启动。闸门采用滑动支撑，止水采用金属面硬止水，配套2x50KN双吊点卷扬式启闭机，吊点距1.8m。闸门门板在闸槽内灵活起落关闭时闸板与闸槽接触紧密、位置正确，以达到止水效果，楔块接触均匀、紧密。
　　在门叶构造和门框等方面，有以下特点：门叶为钢制焊接拱形结构，拱形面板及支撑梁材料采用Q235，侧边梁材料采用ZG35，门叶可分节制造，节间采用螺栓连接；门框结构为单元铸造整体组装，材料为HT200，门框组装连接采用螺栓。两侧和顶门框为顶侧封水结构的一部分，铸造工艺和加工精度要求高；该闸门止水结构为单面硬止水，仅靠水压力压紧闸门门叶封水，其止水效果较差，故在闸门主立框上设置4个楔形闭紧装置，该装置的作用是强迫闸门与门框贴紧，达到止水严密的目的。
4 闸门启闭力的计算
　　4.1 启门力的计算

  
　　1.2、1.1、0.9—修正系数；
　　S—过水口面积（m2）；
　　H—过水中心至设计水位高度（m）；
　　G—门板自重（T）；
　　f—止水座摩擦系数，铸铁-铸铁取0.35，铸铁-青铜取0.26，不锈钢-青铜取0.30；
　　V—门板排开水的体积（m3）。
　　4.2 闭门力的计算

  式中：

　　　 S—过水口面积（m2）；
　　　H—过水中心至设计水位高度（m）；
　　　G—门板自重（T）； 
　　　f—止水座摩擦系数，铸铁-铸铁取0.35，铸铁-青铜取0.26，不锈钢-青铜取0.30；
　　　V—门板排开水的体积（m3）。
　　　经计算的闸门启门力及经过综合考虑后闭门力的取值见表2。
　　　表2--闸门闭门力、启门力计算结果表

       
5 闸门防腐：
     钢材表面进行预处理后的金属表面其表面清洁度为Sa3，表面粗糙度等级为Ry60-100μm。底层防腐为热喷锌，面漆封闭层为LW-1无机富锌涂料，底层涂装工艺为电弧喷涂，面漆涂装工艺为喷涂。联合防腐总厚度为0.28mm，其中热喷锌厚度为160μm，无机富锌涂料为120μm。
　　6  闸门的安装与调整
在闸门安装前，首先检查各联接部位的螺栓是否因运输装卸中造成的松动，如有松动应加以紧固。检查主立框与付立框，主立框与横框，闸板与闸板联结上的止水面是否有错位，如有错位，则松动联结螺栓将止水面调整在同一平面内，错位量小于0.1mm。闸门安装时应采用整体就位安装，杜绝闸框，闸板分体安装。闸门的一期工程按基础布置图配钢筋并留一定的焊接长度。二期浇注前将闸门整体吊装就位，穿好各调整螺栓并拧好螺母，找好闸门前后，左右的正确位置，找直找平，用拉线加以固定，然后调整螺栓与工程配钢筋焊牢，再用塞尺检测各止水面处的间隙，同时对间隙超过0.3mm处用调整螺栓进行调整，确保各止水面的间隙在0.3mm以下，最后可进行二期浇注。在浇注混凝土时，流进闸板、闸框、斜铁、挡板间隙中的灰浆及时清除，防水灰浆凝固后影响闸门启闭。
　　特别注意：（1）、调整上横框之调整螺栓，用塞尺保证如图所示不锈钢止水条与闸板上水面之间隙小于0.1mm。

　　（2）调整闸板上端的两个钩体，保证钩体与上横框钩紧，然后拧紧钩体上的螺栓。最后可进行二期浇注。

7 结束语
　　新型钢铁复合闸门在平面铸铁闸门的基础上，将铸铁拱形闸门改造设计成钢制焊接拱形闸板，同时对闸门止水结构进行改造设计，顶侧止水面采用焊铜结构，底止水采用橡胶立封，用螺栓固定。铸铁门框包括位于闸板左右两侧的主立框、付立框，位于闸板上下部的上框架、下框架，各框架用螺栓连接。为了提高止水效果，在主立框上设置4个楔紧装置，使闸门门板与闸框贴紧闭合，达到封水严密的目的。该闸门结构合理、造价低、止水效果好、耐腐蚀能力强、安全可靠、安装简便，且省去了钢闸门运行中常换止水橡胶的烦恼，具有很高的经济效益和社会效益。
　　
　　参考文献：
 [1]《宁夏中型病险水闸除险加固工程惠农渠进水闸初步设计报告》宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司