安徽省鳳凰頸排管站高孔閘門漏水處理方案淺談

1、 安徽省鳳凰頸排管站高孔閘門漏水處理方案淺談 摘要：文章介紹了安徽省鳳凰頸排灌站的閘門系統(tǒng)情況，并對(duì)泵站運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的閘門漏水情況的原因進(jìn)行分析，最后淺談了閘門漏水的處理方案。關(guān)鍵詞：x型流道；閘門漏水；處理方案；安徽省鳳凰頸排灌站座落在長(zhǎng)江北岸巢湖流域無(wú)為縣境內(nèi)劉渡鎮(zhèn)的長(zhǎng)江無(wú)為大堤上，是安徽省“七五”期間引用外資重點(diǎn)水利建設(shè)項(xiàng)目，是巢湖流域防洪、排澇、灌溉和巢湖水環(huán)境改善的大型水利工程。其主要任務(wù)：一是增加巢湖流域西河洪水出路，提高西河流域圩區(qū)的排洪能力；二是引江灌溉，與擬建的神塘河排灌站聯(lián)合運(yùn)用，近期提高巢湖流域的供水保證率，并結(jié)合引江水為改善巢湖水環(huán)境服務(wù)，遠(yuǎn)期為引江濟(jì)淮工程及航運(yùn)服務(wù)。

2、鳳凰頸排灌站是一座具有抽排、抽灌、自排、引灌等多項(xiàng)功能的大型排灌站工程，泵站水工布置采用“x”型雙向流道，裝有6臺(tái)zl30改型立式軸流泵，最大設(shè)計(jì)抽排流量240m3/s；最大設(shè)計(jì)抽灌流量200m3/s；最大設(shè)計(jì)自排流量380m3/s；最大設(shè)計(jì)引灌流量380m3/s。一、泵站閘門系統(tǒng)情況簡(jiǎn)介1、泵站閘門系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)配備情況泵站水工布置采用“x”型雙向流道，根據(jù)泵站不同的運(yùn)行工況和水泵的保護(hù)要求，金屬結(jié)構(gòu)配備有：泵站長(zhǎng)江側(cè)12扇高孔閘門及其卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)；泵站長(zhǎng)江側(cè)12扇低孔閘門及其卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)；泵站長(zhǎng)江側(cè)12扇低孔進(jìn)口攔污柵；泵站西河側(cè)12扇高孔閘門及其卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)；泵站西河側(cè)12扇低孔閘門及其卷

3、揚(yáng)式啟閉機(jī)；泵站西河側(cè)12扇低孔進(jìn)口攔污柵；前池?cái)r污閘18扇攔污柵及其移動(dòng)耙斗式清污機(jī)；前池?cái)r污閘套閘18扇擋水閘門（上下扉門）及其移動(dòng)式單向門機(jī)。2、泵站閘門系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行方案根據(jù)泵站運(yùn)行規(guī)范要求，雙向流道泵站出口不能設(shè)置拍門，但是站內(nèi)閘門數(shù)量多，啟閉運(yùn)用條件復(fù)雜。由于軸流泵不允許閉門起動(dòng)，必須控制閘門運(yùn)行程序，開(kāi)機(jī)前必須做到泵站一側(cè)閘門關(guān)閉、一側(cè)閘門開(kāi)啟的狀態(tài)。在排澇或者抽灌時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)西河或長(zhǎng)江側(cè)高、低孔閘門，然后開(kāi)機(jī)抽水，此時(shí)為打循環(huán)水階段，待機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)后，再逐漸開(kāi)啟西河側(cè)高孔閘門，同時(shí)逐漸關(guān)閉長(zhǎng)江側(cè)高孔閘門，直到閘門啟閉到位后，機(jī)組就處于正常抽水灌溉工況。當(dāng)在抽排時(shí)，先打開(kāi)西河側(cè)高、

4、低孔閘門，然后開(kāi)機(jī)抽水，此時(shí)亦是打循環(huán)水階段，待機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)后，再逐漸開(kāi)啟長(zhǎng)江側(cè)高孔閘門，同時(shí)逐漸關(guān)閉西河側(cè)高孔閘門，直至閘門啟閉到位后，機(jī)組就處于正常抽水排洪工況。停機(jī)工況閘門運(yùn)行程序則相反。3、泵站閘門結(jié)構(gòu)閘門為預(yù)壓式雙向擋水，閘門的面板在機(jī)泵側(cè)，橡皮布置在面板側(cè)，同時(shí)在長(zhǎng)江側(cè)軌道及閘門翼緣側(cè)邊柱上方設(shè)鍥型塊。防洪及機(jī)組檢修時(shí)（正向擋水），泵站兩側(cè)側(cè)水位高、壓力大，閘門止水橡皮與軌道及門楣密封嚴(yán)密，封水效果良好。當(dāng)進(jìn)行排澇或抽灌時(shí)（反向擋水），機(jī)泵側(cè)水壓力高，閘門落入底檻過(guò)程中，利用閘門自身重量，通過(guò)軌道及閘門上的鍥型塊，克服反向水壓力，將閘門推向機(jī)泵側(cè)，滿足閘門止水橡皮與軌道及門楣接觸密

5、封，從而滿足閘門反向擋水封水要求。閘門結(jié)構(gòu)圖如下：二、泵站閘門系統(tǒng)運(yùn)行狀況2019年10月，泵站首次在長(zhǎng)江和西河水位差達(dá)到三米的情況下進(jìn)行抽水運(yùn)行，滿足西河流域抗旱需求。在機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江側(cè)高孔閘門孔口處反向水流較大，且門楣處翻水比較嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)4臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)的長(zhǎng)江側(cè)高孔門均發(fā)現(xiàn)同樣情況，從而降低機(jī)組抽灌運(yùn)行效率。2020年7月，泵站在西河和長(zhǎng)江的水位差達(dá)到四米的情況下進(jìn)行排澇模式運(yùn)行，滿足西河流域排澇需求。在機(jī)組開(kāi)啟和運(yùn)行以及停機(jī)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江和西河側(cè)高孔閘門都出現(xiàn)閘門無(wú)法完全閉合、反向水流較大，且門楣翻水嚴(yán)重，六臺(tái)機(jī)組都出現(xiàn)同樣的情況，降低了汛期的排澇效率。三、泵站閘門漏水原因

6、分析從閘門運(yùn)行狀態(tài)及反向水流情況，通過(guò)與完全關(guān)閉的閘門狀態(tài)比較，初步判斷是閘門未完全落入底檻，閘門底緣距底檻約200mm左右距離，從而在抽灌和排澇運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)致反向出水及閘門頂部翻水現(xiàn)象。機(jī)組抽灌運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)江側(cè)高、底孔閘門均已開(kāi)啟，為抽循環(huán)水階段，待機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)后，再逐漸開(kāi)啟西河側(cè)高孔閘門，同時(shí)逐漸關(guān)閉長(zhǎng)江側(cè)高孔閘門，滿足機(jī)組正常抽水灌溉工況。閘門漏水時(shí)的運(yùn)行工況為長(zhǎng)江側(cè)水位5.8m，西河側(cè)水位9.0m，長(zhǎng)江側(cè)高孔閘門底檻高程5.0m，在機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)后，長(zhǎng)江側(cè)高孔閘門開(kāi)始動(dòng)水關(guān)閉，在閘門動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程中，閘門機(jī)泵側(cè)水壓力逐漸增大，隨之支承滾輪運(yùn)行的摩阻力逐漸增大，閘門完全依靠閘門自重（含配重、吊桿

7、）克服摩阻力動(dòng)水關(guān)閉。通過(guò)該水位條件（考慮2m水泵脈動(dòng)壓力，西河側(cè)11.0m/長(zhǎng)江側(cè)5.0m）下對(duì)閉門力進(jìn)行復(fù)核得出的結(jié)果為，閘門的閉門力fw= -14.8kn，滿足閘門在該設(shè)計(jì)水位下動(dòng)水閉門要求。泵站的閘門長(zhǎng)期在水下運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)十二年之久，閘門的零部件未進(jìn)行過(guò)更換，特別是支承滾輪結(jié)構(gòu)，滾輪的軸套、擋圈等部件出現(xiàn)了老化、損壞、吸水膨脹，滾輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)部位的銹蝕等，從而增大滾輪在運(yùn)行過(guò)程中的摩阻力增大，引起滾輪的運(yùn)轉(zhuǎn)卡阻、制動(dòng)等現(xiàn)象，進(jìn)而減小閘門在設(shè)計(jì)條件下的閉門力，從而導(dǎo)致閘門關(guān)閉不到位現(xiàn)象。同時(shí)鍥型塊由于銹蝕及閘門偏差等情況，工作時(shí)加大閘門關(guān)閉時(shí)的摩阻力，減小動(dòng)水閉門力，從而進(jìn)一步導(dǎo)致閘門不能完全關(guān)

8、閉情況。機(jī)組排澇運(yùn)行時(shí)情況同抽灌情況相同，但是在長(zhǎng)江水位15米、內(nèi)河水位12米的情況下進(jìn)行停機(jī)操作時(shí)，出現(xiàn)的閘門無(wú)法完全閉合情況，經(jīng)過(guò)復(fù)核為閘門自身自重不夠的原因所導(dǎo)致的。四、閘門漏水處理方案根據(jù)泵站管理規(guī)范要保證機(jī)組的運(yùn)行效率，泵站機(jī)組運(yùn)行由于高孔閘門不能完全關(guān)閉，從而減小機(jī)組運(yùn)行效率，對(duì)泵站閘門系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理措施。在枯水期將泵站長(zhǎng)江側(cè)和西河側(cè)的高孔閘門提出檢修平臺(tái)，檢查支承滾輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活程度，對(duì)出現(xiàn)滾輪滯動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)卡阻，滾輪軸銹蝕嚴(yán)重，軸套、擋圈損壞、吸水膨脹、抱死等現(xiàn)象的閘門，則更換相應(yīng)的部件（軸承材料等）并加強(qiáng)潤(rùn)滑等，達(dá)到滿足支承滾輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、無(wú)卡阻的要求，同時(shí)對(duì)閘門和導(dǎo)槽上的鍥型塊進(jìn)行更新。根據(jù)