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摘要：都匀市茶园水库放空、泄洪底孔进口平面钢闸门根据其功能，按检修门性质设计了该扇闸门，并安装完毕。由于底孔的功能发生改变，将原设计检修平面钢闸门改为事故平面钢闸门，原设备不能满足动水闭门的要求。在考虑该闸门已加工完毕、预埋件已埋设、启闭设备已购置的情况下，要作大的变动困难较大。根据现状，为照顾工程实际且又满足事故闸门的要求，处理措施宜以补和改为主。在尽量避免翻和拆的原则下，可行的措施大体上可采用加重和减小运行摩阻力两方面。
关键词：检修平面钢闸门事故平面钢闸门加重支承摩阻力运行摩阻力
中图分类号：TV663文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
都匀市茶园水库工程位于都匀市北郊剑江支流的陆家寨村，距离都匀市区17km。工程是以城市防洪为主，兼顾城市供水的中型基本建设项目。
挡水建筑物为不对称抛物线双曲拱坝，坝高51m，根据枢纽总体布置，本工程底孔设置在右坝段817.0m高程，泄洪孔长18m，断面尺寸为2.4×2.6m（宽×高），原设计在底孔进口处设检修闸门，出口设弧形工作闸门。为改善泄流条件，底孔首端根据水工布置作了三向扩散，设置在检修闸门处的孔口尺寸为2.6×2.85m，底槛高程817.0m，检修平台高程852.0m，启闭机台高程856.0m，设计水位850.0m，校核水位855.8m，尾水位817.0m，启闭机采用QPQ-2×25t的卷扬机。
闸门埋件中的主轨、侧轮、副轨采用Q235钢，主轮为直径600mm的45#钢，轮轴为直径100mm的Q235钢，轴衬采用铸锡磷表铜，门楣为Q235钢，门叶止水形式为上游止水，侧止水采用P型橡皮，底止水为刀型橡皮。
都匀市茶园水库于1993年5月审查，原设计底孔功能是放空，按闸门检修门设计。并于1994年12月将该闸门设计图交付施工单位，施工单位于1997年加工完毕并运至工地，且门槽及底槛埋件也施工完毕，启闭机已购置。1998年后，都匀茶园水库由于左岸地质原因，在不影响水库功能的前提下，根据地质条件，调整了工程规模，因此要求坝内底孔参与泄洪。
根据中华人民共和国《工程建设标准强制性条文——水利工程部分》及《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）的要求，在泄水孔工作闸门的上游，应设置事故闸门。故该闸门由检修闸门变更为事故闸门，即工作条件由原来的静水启闭变为动闭静启，需复核原设备能否满足结构强度及动水闭门的要求。
考虑到该闸门已加工完毕，预埋件已埋设，启闭设备已购置，要作大的变动困难较大，为照顾即成事实又满足事故闸门的要求，处理措施宜以补和改为主。在尽量避免翻和拆的原则下，可行的措施大体上可采用加重和减小摩阻力两方面。
2、处理措施的选定
处理措施：原设计的闸门为检修门，根据工程实际情况将该闸门重新按事故门性质设计，首先复核结构强度、挠度是否满足规范要求，计算过程略，计算结果均满足规范要求；其次对闸门进行启、闭力复核，计算结果原设备不能满足动水闭门的要求；最后拟定最优解决方案。
根据（1）闭门力计算公式：FW=nT（Tzd+Tzs）-nGG+Pt计算结果为“正”值时，需加重（加重方式有加重块、水柱或机械下压力等）；为“负”值时，依靠自重可以关闭。
（2）持住力计算公式：FT=n`G+Gj+Ws+px-Pt-（Tzd+Tzs）
（3）启门力计算公式：FQ=nT（Tzd+Tzs）+nG`G+PXGJ+WS
nT——摩撺阻力安全系数，取1.2
nG——计算闭门力用的闸门自重修正系数取0.9
n`G——计算持住力和启门力用的闸门自重修正系数取1.1
G——闸门自重
Gj——加重块重量
PX——下吸力。Pt——上托力。Pt=γβtHsD1βzs
D1=0Pt=0
Tzd——滚动轴承的滚轮摩阻力。Tzd=Pf（R1/d+1）/R
P=1.1×31.545×2.72×2.91=274.65t
平均设计水头 H设=850-817-2.91/2=31.545m
Tzs——止水摩阻力。TzS=Pf2
f1、f2、f3——摩擦系数，计算持住力应取小值，计算启门、闭门力应取大值。
由以上计算公式推出，减小闸门启、闭力可采用减小支承摩阻力、止水摩阻力、加重的方法来实现。因此我们首先对门体加重进行了计算。经计算：若单靠加重，其加重量需20.22t，用铸铁即有2.6m3，体积庞大，并且启门力FQ=50.86t，大于已购买的2×25t启闭机的容量，故不能单靠加重。
根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）附录中的计算公式及其参数，我们知道，当调整闸门的部分结构及零件，可以改变其止水摩阻力、闭门力、启门力的大小。因此我们在调整设计时考虑，如果将闸门的轴衬由原来的铸锡磷表铜轴衬改为钢基铜塑复合材料对不锈钢轴衬，以减小支承摩阻力；将原橡胶对钢止水改为橡塑复合止水对不锈钢，即将止水材料及止水埋件进行更换，以减小止水摩阻力。
经计算：若仅调整支承摩阻力,其加重量需14.17t，用铸铁即有1.8m3，启门力FQ=38.13t虽小于现2×25t的启闭机容量，但加重量还是太大；若仅调整运行摩阻力,其加重量需12.71t，用铸铁即有1.6m3，启门力FQ=35.86t虽小于现2×25t的启闭机容量，但加重量还是太大；若同时加重、减小支承、运行摩阻力,需加重量需6.67t，用铸铁有0.85m3，启门力FQ=23.13t，小于现2×25t的启闭机容量，此方法效果最佳。计算成果见下表。
底孔事故闸计算成果表单位：t
从计算成果可以看出，同时加重并更换部份零件后，闸门的支承摩阻力从12.36t减少到7.32t；止水摩阻力由原来的8.75t减小到2.5t；闭门力由原来的20.22t减小到6.67t；启门力由原来的50.86t减小到23.13t；加重块由原来的20.22t减小到6.67t。
通过同时加重、减小支承、运行摩阻力的措施，避免了闸门及埋件的翻和拆，达到了修改的目的。同时避免了对坝顶启闭机的更换，并且不需对坝顶启闭机室进行调整，大大减少了工程投资，加快了施工进度。
3、结束语
茶园水库在底孔功能调整后，对817.0m高程的放空底孔闸门的功能进行了调整，致使进口的闸门的功能由原来的检修闸门变为事故闸门。在已经安装完毕，并不能翻、拆门体及埋件的情况下，设计中采用了变更闸门的部分材料和加重的方法，成功的調整了该闸门的功能，减少了工程投资，加快了施工进度。为今后工程设计遇到该类情况时，如何处理提供一点思路，供同行参考。
作者简介：马洪雁（1972-），女，贵州省都匀市人。
关键词：检修平面钢闸门事故平面钢闸门加重支承摩阻力运行摩阻力
中图分类号：TV663文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
都匀市茶园水库工程位于都匀市北郊剑江支流的陆家寨村，距离都匀市区17km。工程是以城市防洪为主，兼顾城市供水的中型基本建设项目。
挡水建筑物为不对称抛物线双曲拱坝，坝高51m，根据枢纽总体布置，本工程底孔设置在右坝段817.0m高程，泄洪孔长18m，断面尺寸为2.4×2.6m（宽×高），原设计在底孔进口处设检修闸门，出口设弧形工作闸门。为改善泄流条件，底孔首端根据水工布置作了三向扩散，设置在检修闸门处的孔口尺寸为2.6×2.85m，底槛高程817.0m，检修平台高程852.0m，启闭机台高程856.0m，设计水位850.0m，校核水位855.8m，尾水位817.0m，启闭机采用QPQ-2×25t的卷扬机。
闸门埋件中的主轨、侧轮、副轨采用Q235钢，主轮为直径600mm的45#钢，轮轴为直径100mm的Q235钢，轴衬采用铸锡磷表铜，门楣为Q235钢，门叶止水形式为上游止水，侧止水采用P型橡皮，底止水为刀型橡皮。
都匀市茶园水库于1993年5月审查，原设计底孔功能是放空，按闸门检修门设计。并于1994年12月将该闸门设计图交付施工单位，施工单位于1997年加工完毕并运至工地，且门槽及底槛埋件也施工完毕，启闭机已购置。1998年后，都匀茶园水库由于左岸地质原因，在不影响水库功能的前提下，根据地质条件，调整了工程规模，因此要求坝内底孔参与泄洪。
根据中华人民共和国《工程建设标准强制性条文——水利工程部分》及《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）的要求，在泄水孔工作闸门的上游，应设置事故闸门。故该闸门由检修闸门变更为事故闸门，即工作条件由原来的静水启闭变为动闭静启，需复核原设备能否满足结构强度及动水闭门的要求。
考虑到该闸门已加工完毕，预埋件已埋设，启闭设备已购置，要作大的变动困难较大，为照顾即成事实又满足事故闸门的要求，处理措施宜以补和改为主。在尽量避免翻和拆的原则下，可行的措施大体上可采用加重和减小摩阻力两方面。
2、处理措施的选定
处理措施：原设计的闸门为检修门，根据工程实际情况将该闸门重新按事故门性质设计，首先复核结构强度、挠度是否满足规范要求，计算过程略，计算结果均满足规范要求；其次对闸门进行启、闭力复核，计算结果原设备不能满足动水闭门的要求；最后拟定最优解决方案。
根据（1）闭门力计算公式：FW=nT（Tzd+Tzs）-nGG+Pt计算结果为“正”值时，需加重（加重方式有加重块、水柱或机械下压力等）；为“负”值时，依靠自重可以关闭。
（2）持住力计算公式：FT=n`G+Gj+Ws+px-Pt-（Tzd+Tzs）
（3）启门力计算公式：FQ=nT（Tzd+Tzs）+nG`G+PXGJ+WS
nT——摩撺阻力安全系数，取1.2
nG——计算闭门力用的闸门自重修正系数取0.9
n`G——计算持住力和启门力用的闸门自重修正系数取1.1
G——闸门自重
Gj——加重块重量
PX——下吸力。Pt——上托力。Pt=γβtHsD1βzs
D1=0Pt=0
Tzd——滚动轴承的滚轮摩阻力。Tzd=Pf（R1/d+1）/R
P=1.1×31.545×2.72×2.91=274.65t
平均设计水头 H设=850-817-2.91/2=31.545m
Tzs——止水摩阻力。TzS=Pf2
f1、f2、f3——摩擦系数，计算持住力应取小值，计算启门、闭门力应取大值。
由以上计算公式推出，减小闸门启、闭力可采用减小支承摩阻力、止水摩阻力、加重的方法来实现。因此我们首先对门体加重进行了计算。经计算：若单靠加重，其加重量需20.22t，用铸铁即有2.6m3，体积庞大，并且启门力FQ=50.86t，大于已购买的2×25t启闭机的容量，故不能单靠加重。
根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）附录中的计算公式及其参数，我们知道，当调整闸门的部分结构及零件，可以改变其止水摩阻力、闭门力、启门力的大小。因此我们在调整设计时考虑，如果将闸门的轴衬由原来的铸锡磷表铜轴衬改为钢基铜塑复合材料对不锈钢轴衬，以减小支承摩阻力；将原橡胶对钢止水改为橡塑复合止水对不锈钢，即将止水材料及止水埋件进行更换，以减小止水摩阻力。
经计算：若仅调整支承摩阻力,其加重量需14.17t，用铸铁即有1.8m3，启门力FQ=38.13t虽小于现2×25t的启闭机容量，但加重量还是太大；若仅调整运行摩阻力,其加重量需12.71t，用铸铁即有1.6m3，启门力FQ=35.86t虽小于现2×25t的启闭机容量，但加重量还是太大；若同时加重、减小支承、运行摩阻力,需加重量需6.67t，用铸铁有0.85m3，启门力FQ=23.13t，小于现2×25t的启闭机容量，此方法效果最佳。计算成果见下表。
底孔事故闸计算成果表单位：t
从计算成果可以看出，同时加重并更换部份零件后，闸门的支承摩阻力从12.36t减少到7.32t；止水摩阻力由原来的8.75t减小到2.5t；闭门力由原来的20.22t减小到6.67t；启门力由原来的50.86t减小到23.13t；加重块由原来的20.22t减小到6.67t。
通过同时加重、减小支承、运行摩阻力的措施，避免了闸门及埋件的翻和拆，达到了修改的目的。同时避免了对坝顶启闭机的更换，并且不需对坝顶启闭机室进行调整，大大减少了工程投资，加快了施工进度。
3、结束语
茶园水库在底孔功能调整后，对817.0m高程的放空底孔闸门的功能进行了调整，致使进口的闸门的功能由原来的检修闸门变为事故闸门。在已经安装完毕，并不能翻、拆门体及埋件的情况下，设计中采用了变更闸门的部分材料和加重的方法，成功的調整了该闸门的功能，减少了工程投资，加快了施工进度。为今后工程设计遇到该类情况时，如何处理提供一点思路，供同行参考。
作者简介：马洪雁（1972-），女，贵州省都匀市人。