浅析弧形闸门安装中存在问题和改善措施

【摘要】弧形闸门安装中常会出现一些问题，除客观存在的设备制造缺陷外，在安装施工中严格控制安装质量和合理的施工工艺是有效减少类似问题发生的途径。安装中严格按照设计要求及规范标准实施，把好安装过程中的每道关口，才能提前发现问题、解决问题避免出现返工处理的情况发生。

【关键词】弧形闸门；类型；特点；安装问题；改善措施

一、弧形闸门的分类

1.按门顶以上水位的深度分为露顶式和潜孔式。水库水位不超过门顶称露天式弧形闸门（也称表孔弧形闸门）。水库水位高于门顶称潜孔式弧形闸门（也称深孔弧形闸门或高压弧门）；

2.按传力支臂形式分为斜支臂式和直支臂式。前者多用于宽高比较大的孔口。后者多用于宽高比较小的孔口；

3.按支承铰轴的形式分为圆柱铰、圆锥铰、球形铰和双圆柱铰式弧形闸门；

4.按门叶结构分为主纵梁式和主横梁式弧形闸门等（受背水压的称反向弧门）。

二、弧形闸门的特点

弧形闸门是具有圆弧形的挡水门叶，闸门启闭时绕一固定支铰的水平轴转动。由于铰轴中心布置在弧形面板的圆心处，故作用在面板上的全部水压力通过形心，启门时只需克服闸门自重以及止水和铰轴的摩阻力对轴心的阻力矩。简单地说，弧形闸门具有启闭省力，运转可靠，闸墩厚度较小、没有影响水流流态的门槽，工作状态与泄流条件好等优点。但也存在一定的缺点：（1）闸门所占的空间位置较大；（2）需要较长的闸墩；（3）闸门承受的总水压力集中于支座处，支座处的侧推力，有时会影响闸墩的侧向稳定；（4）工作闸门不能提出孔口以外进行检修，也不能在孔口间进行互换。

三、弧形闸门常见问题及处理措施

1.支座基础螺栓位置与支座螺孔位置不吻合

支座基础螺栓在浇筑一期混凝土时埋设，由于螺栓安装尺寸误差可能偏大，浇混凝土时的振动会使螺栓产生位移，如用铁钢管校正，螺栓易被扳弯，支座无法紧贴混凝土面。在以往的安装中，常采用的办法有：

1） 将支座基础螺栓附近混凝土凿去 10cm 左右，再用钢管校正螺栓，使螺栓露出混凝土面的部分保持垂直，安装好支座以后再回填砂浆混凝土。采用这种方法虽然能保证支座可紧贴混凝土面，但回填砂浆不能保证质量，削弱了螺栓与混凝土的接触。

2） 在浇注一期混凝土时， 根据图纸尺寸， 用10mm 铁板制作一个样板，螺栓穿过样板，用木样板卡住，使其位置完全固定，装于模板上。这样虽然能使螺栓间间距误差减小，但整个铁板仍有发生移动的可能。

3） 预留二期混凝土可以解决螺栓校正问题，但工序增加、工期较长，一般不采用。

4） 弧门的支座支承部分不采用混凝土牛腿，而用埋藏式箱梁结构。通过支座安装时在箱梁上的螺孔配钻来保证螺栓正确的位置，此时安装箱梁的安装质量和加固是否牢固是防止混凝土浇注时箱梁产生位移的重要因素。此方法安装费时、用的钢材较多，经济效益较差，除特殊情况外很少采用。笔者在施工中总结出既能保证支座的安装质量，而且经济不费时的方法如下：支座基础螺栓预埋时，在其前面设一基础定位板，加工时定位板螺栓孔比螺栓直径稍大（ 一般大 0. 5mm左右） 。另外，支座制造时，支座与基础螺栓的连接孔比基础螺栓直径略大（ 一般为 4mm） ，这样，即使螺栓位置有点误差，也不影响安装。但支座在受力的情况下位置会产生变动，因为螺孔孔径增大，不起固定作用，当支座受到支臂传来的侧推力时会发生上下移动。为了不让支座产生移动，在弧形门组装调整好以后，再在 2 个支座上方各焊 1 块 30mm × 200mm ×500mm 的抗剪板，便不影响安装质量。抗剪板和支座侧面要求精加工，并且互相顶紧，不允许有间隙。

2.安装时支臂与门体连接螺栓位置不吻合

门叶经过翻身、吊装，往往会变形。为校正其变形，一方面可在设计制造时采用纵梁（ 规格宜大，数量宜少） ，以增加刚性； 另一方面可在吊装翻身前，沿横梁方向加焊轻轨，对角方向加焊钢筋，以增加其刚性。虽经加固，但由于拼装误差及可能的少量变形等原因，其安装螺孔往往还有个别不吻合，这时可以把这些螺孔用气割设备或电钻扩孔来补救。扩孔后，由于螺孔与螺栓间孔隙增大削弱了螺栓的连接力量，故对将来不准备拆卸的构件，考虑采取在四周加焊的方法以保证安装质量。

3.支臂连接后支臂总长度不符合设计要求

出现支臂连接后支臂总长度不符合设计要求的情况时，应复查铰孔中心至支臂与门叶连接处的距离，测量时两支臂应在同一水平面上，以减少测量误差。在确定切割或加垫时，在门叶主梁接点与支臂接点相吻合时，再量测有关尺寸和门叶水封在导板上的位置。由于弧门受压后支臂后退将达 10mm 左右，加垫厚度应比实际量测计算值加大 3 ～ 5mm，采用切割处理应少切割 3 ～5mm。斜支臂是一复杂的空间几何体系，各零件的几何尺寸可以用几何计算方法精确计算得出。但在下料时，都必须经过放大取样，求出与设计相一致的尺寸。一

般支臂下料时要考虑焊接收缩量、火焰校正收缩量以及加工余量。为避免累计误差产生，最好先不焊连接板和底板，在端部预留调整修切余量，待弧门组装时根据曲率半径的要求进行修切后再进行焊接。

4.侧水封压缩不均匀或门体偏向一侧

侧水封压缩不均匀或门体偏向一侧，致使一边侧水封橡皮压缩量过大，而另一侧达不到设计压缩量。处理方法如下： 如果经测量断定门叶中心线偏离了孔口中心线，则要在支铰处调整支铰链与支铰座侧面间的垫圈厚度，使门叶中心线与孔口中心线一致，两边水封橡皮压缩量不均的情况即能改善。在侧轮处改变橡皮垫的厚度，也可强制把门体顶向侧水封压缩量偏小的一侧。检查闸门 2 个吊点上钢丝绳的松紧程度是否一致，并进行调整，使闸门平稳升降。如门叶位于门槽正中并无偏移，应更换止水橡皮或增厚橡皮垫板。遇此情况最好的办法是改变原水封结构设计，将原 P 形水封改成刀形橡皮水封，将固定水封角铁直接装于边纵梁上，使面板宽度减少，空隙增大至 200mm左右，这样，吊装门叶就位方便，且水封与止水导板间隙容易调整，止水情况也较好。如采用贴补式，先将刀形橡皮水封与止水导板间隙调整好以后，再将固定止水的座板焊接在面板上，经过多年试验，采用这种方法侧止水止水效果较好，而且使用寿命较长。

5.闸门顶水封被撕裂或漏水

闸门顶水封橡皮被撕裂，检查止水橡皮压缩量是否过大（ 被障碍物刮破撕裂的情况除外） ，实测门体顶水封与门楣相应位置的间隙值，从而判定顶水封橡皮的压缩量是否过大，然后安装新水封。出现顶水封漏水时，用透光法或塞尺检查水封间隙，如局部压缩量不够，可通过局部加平垫或再用力拧紧水封螺丝，使橡皮变形增大，以增大水封压缩量； 若整体压缩量不够，可能是支臂偏短的缘故，在弧门受压后支臂后退造成顶水封压缩量不够。此时应采取加垫处理，加垫厚度一般比实际量测计算值加大 3 ～5mm。

6.支铰在启闭过程中有响声和振动

支铰在启闭过程中有响声和振动，说明两铰轴轴线有偏斜而产生憋劲，严重时应进行调整处理，可缩减铰轴直径，增大配合间隙，以消除支铰在启闭过程中的响声和振动。

7.牛腿混凝土面前后位置不对

如果牛腿倾斜，在灌注混凝土时，更容易造成因混凝土自身质量所产生的重力而使模板向前移动。如果误差过大，应将混凝土凿毛，支座安装时，用铁楔垫平，然后再回灌砂浆混凝土。砂浆混凝土灌注时要保证质量，与支座严密结合，否则仅铁楔部分混凝土受力，受力面积减少，会使混凝土被压坏。

结语：在弧形闸门安装施工过程中经常遇到以上问题，但只要在制造过程中制订必要的预防措施，并在安装过程中采取正确的补救措施，都能够保证闸门正常运行。