石佛寺水库检修门设计与施工
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中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：
一、前言
根据省政府、省水利厅的总体安排部署和有关要求：石佛寺水库不仅要发挥防洪效益，也要发挥综合效益，要尽快蓄水，改善生态环境。
为此石佛寺水库泄洪闸功能由滞洪改为部分蓄水，泄洪闸双扉门已不具备检修条件，同时，部分蓄水也给水库泄洪闸调度带来新的问题，为了保证泄洪闸双扉门的正常检修，确保石佛寺水库的防洪安全，利用现状泄洪闸检修门槽和预留的启闭设备埋件，加设3扇检修闸门以及启闭设备。
石佛寺水库检修门位于泄洪闸U.0+013.536轴线上，与坝轴线平行，桩号从0+167.05到0+417.45，检修闸门采用钢叠梁滑动式平面钢闸，孔口尺寸12.5m×6.4m，利用原泄洪闸检修闸门已经建成的门槽工作,启闭设备为电动葫芦配自动抓梁，钢叠梁顶面可过流，形成开敞式溢流堰。
若泄洪闸工作闸门需要检修时，可将挡水闸门所在孔的泄洪工作闸门关闭，然后利用电动葫芦配合机械自动抓梁将叠梁按工作闸门挡水位进行自由组合关闭，对工作闸门进行检修。
若作为钢叠梁溢流堰时，布置在泄洪闸任意3孔检修门槽内，打开工作闸门。
二、检修门方案选择
滑动式检修钢闸门形式一般分为整体或分体组合式，石佛寺水库设计蓄水高程为46.5m，闸门底坎高程41.0m，挡水高度5.5m，前期水库预留检修门启闭设备基础排架底高程为59.75m，工作桥顶面高程为53.2m，孔口净距6.55m，如果扣除电动葫芦轨道高为0.45m和电动葫芦有效几何高度约为0.9m及吊环高度约0.2m等因数，孔口有效净距只剩5.05m左右，因此，综合考虑石佛寺检修闸门采用钢叠梁分节组合式，启闭设备为2×160Kn双钩同步电动葫芦配自动抓梁，并在检修门启闭设备基础排架上铺设规格为0.5×1.0m启闭承重钢梁（250.4m）及电动葫芦轨道，满足检修门的水平行走和垂直启闭。
三、检修门及钢梁设计
1、检修门参数确定
确定原则：
1） 满足冬季作为过水堰调节流量（3孔堰顶高程45.9m ）和保证闸门刚度及结构（单体钢叠梁高度不小于1.5m）的要求；
2）满足检修闸门挡水高度加超高不小于5.5m（挡水高度5.2m加0.3m超高）的要求；
3）冬季叠梁堰顶高程及孔数选择
钢叠梁考虑到运用方便，可将叠梁沿检修门槽放下也可起到堰的作用，根据溢流堰水位流量关系计算及依据日平均流量频率统计分析，冬季在保证最低蓄水位46.0m的前提下，3孔45.9m方案最好
4）在技术上，水库现蓄水位46.2m，闸底板高程41m，最大蓄水高度5.2m，不同高度组合时，堰顶最大水头1.3m，最大流速2.1m/s，不会产生气蚀，对闸门和闸底板没有影响，而且闸下现有消能设施能够满足叠梁堰最不利组合单孔泄流34 m3/s时的消能。
根据以上原则确定钢叠梁基本特性参数为：孔口宽度为12.5m，分为3节，高度分别为1.5m、2.45m、2.45m（从上到下），3孔底高程均为41.0m高程，最大高度若只考虑检修门为5.5m（挡水高度5.2m加0.3m超高），考虑冬季作为过水堰调节流量（3孔堰顶高程45.9m ）和保证闸门刚度及结构（单体钢叠梁高度不小于1.5m）的要求，确定检修闸门高度为6.4m。
2、检修门数量确定
泄洪闸蓄水运用后，在《水利水电工程钢闸门设计规范 SL 74―95》中，按“对泄水和水闸系统的检修闸门，10孔以内者可设置1～2扇；10孔以上者每增加10孔可增设一扇”的要求，16孔泄洪闸应设置3扇检修闸门。
3、钢梁设计
石佛寺泄洪闸防洪检修闸门启闭机承重钢梁为：双腹板工字形变截面焊接钢结构，规格为：宽0.5m×高1.0m×长15.15m，钢梁数量为16件，安装在泄洪闸启闭机室上游“L”型边梁下方空隙处，钢梁与排架柱搭接长度0.5m，排架柱净宽：14.15m，由于受安装空间限制及现场可行性吊装方案的制约（2台5t电动葫芦作为吊安起重设备），经研究把长为15.15m的一根整梁分为1.17m和13.98m的2节梁，对接处采用连接板，另外所有周边进行焊接处理，保证钢梁的整体强度。
四、检修门施工
1、检修门制作
石佛寺水库泄洪闸防洪检修闸门制造（含钢梁）
石佛寺泄洪闸防洪检修闸门分为2种闸门尺寸，分别为：12.5m×2.45m（大门）；12.5m×1.5m（小门）；闸门重量：17t/扇（大门）；13t/扇（小门）；采用双吊点，吊点距4.35m；材料为Q235A，门叶均由面板、主梁、纵隔板、边梁、次梁、组成，主梁为组合工字梁，门边梁为T形梁，纵隔板为T型焊接结构，为了保证3节门页叠落后各项允差一致性（保证止水效果），经研究工艺上采用三节闸门整体（12.5m×6.4m）对接、焊接后分解成2节12.5m×2.45m门页和1节12.5m×1.5m门页）。
检修闸门启闭机钢梁为：双腹板工字形变截面焊接钢结构，钢梁总重为89.6t(16件总重)，数量为16件，材料为Q235A，为了满足对接精度，也采用整体（15.15m/根）制作，然后分成1.17m和13.98m的2节梁。
2、检修门安装（主要是钢梁安装）
石佛寺水库检修门安装主要包括：16孔钢梁（5.7t/每孔）、3孔6节检修门、248.5m 工字钢轨道及滑触线、1套同步电动葫芦及1套自动抓梁系统等，由于受现有的泄洪闸启闭机室纵横空间制约，常规的汽车吊无法吊安作业，结合现场实际情况，经分析研究，在53.2m高程工作平台上，架设2台有轨水平运输台车，把钢梁从一侧移到另一孔，以此类推，钢梁垂直起吊采用电动葫芦。
1）由于施工现场交通及安装时受已完建筑物限制，钢梁等构件由大件车运至左岸交通桥临近安装处合适位置后，由吊车（50t）吊至检修平台的自制台车上，人工牵引，并依次转至各孔口；
2）首先起吊长为13.98m的钢梁约0.5m左右，停止启升，进行安全检查，合格后慢慢升到设计高度，然后再将另外一个控制水平位移的手动葫芦挂在钢梁上，三个起吊葫芦配合，将钢梁一端插入砼梁上，其次把1.17m小钢梁用同样方法吊至另一侧砼梁上。
3）钢梁吊装到位后，用手拉葫芦调整高程、中心线、水平度，合格后，用螺栓连接每孔的1.17m和13.98m的2节钢梁，然后进行所有周边焊接，保证钢梁的整体强度，其次把每根两侧点固到预埋板上，其它钢梁的安装均按以上方法重复进行。
4）钢梁安装完成后对钢梁的安装位置进行细部精确调整，调整后对钢梁进行放线测量，检测钢梁的安装位置是否正确，各部安装尺寸是否符合标准及规范要求，如果超出规范及标准要求，继续调整，直至达到合格标准，合格后与原混凝土悬臂梁做好定位。
3、施工质量
石佛寺水库泄洪闸防洪检修闸门各项指标均符合设计和规范要求，其中钢梁安装高程偏差均≤3mm,中心偏差均≤2mm；闸门止水表面的平面度均≤2.0mm。
另外闸门封水形式为下游封水，上下游滑块间距984mm，比门槽间距994mm小10mm，闸门在正常水位高度时，靠水压推向下游达到封水作用，考虑在水位较低时，水头压力不足可能造成无法推动闸门，影响封水效果，所以在安装时将上游滑块下面垫10mm橡胶垫板，一方面提高封水效果，另一方面弹性垫板不会增加太多启闭力。
石佛寺水库检修门工程共4个分部工程，13单元，经评定质量全部合格，合格率100％，其中优良率为90%。
五、结语
石佛寺水库泄洪闸防洪检修闸门于2012年7月8日开工，11月30日竣工，通过冬季实际运行检验，在水库蓄水位满足46.2m的要求下，水库最常遇来水（110 m3/s以下）时，基本可以避免大闸门的启闭，当遇到极特殊情况时，可通过操作大闸门，或叠梁堰和大闸门联合控制，保证水库植物越冬和水库度汛的安全。