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水力自控翻板闸门在水利工程应用中存在的问题及解决措施总结 水力自控翻板门是一种水工闸门，别称翻转闸门、 中转轴闸门、横轴翻倒门等，经过许多年的研究和发展，它 已经渐趋成熟，主结构已为钢筋混凝土，特别是曲线轨道水 力自控翻板门。 1 ?水力自控翻板闸门的原理 水力自控翻板闸门（如图1所示）是一种利用水力自 动操作的转动式平面闸门，可分活动和固定两部分。活动部 分由面板、支架、支承较和止水等构件组成，固定部分由支 承较座和支墩组成。 图1水力自控翻板闸门示意 这种闸门启闭的水力自控主要依靠门叶前后水压差、闸 门自重和各种摩擦阻力对支承钱中心产生的不平衡力矩来 实现的，达到随着上游水位升高便自动逐渐开启闸门泄流、 上游水位下降便自动逐渐关闭闸门蓄水的目的，使上游水位 始终保持在要求的范围内。 2 ?工程实例及应用中存在的缺点 例1某市A水电站闸坝采用孔口为10mX4. 5m （宽X 高，以下同）的自动翻板闸门，共14扇，2012年8月1日 全部安装完毕，刚投入使用就遭遇了洪水的考验。2010年9 月22日晚，上虞市普降大雨。据9月23日现场观测记录表 明，当水位超出门顶37cm时，部分闸门陆续开启；上午9时 25分至9时40分水位已超出门顶69cm,但闸门开度远未达 到超出30cm时开始开启70?80cm全开的设计要求。闸门自 动开启失灵直接造成电站上游153. 33m2的农田受浸，并冲 垮了 100多米长的土堤，严重威胁了县城及两镇人民生命财 产的安全。后经专家及有关领导会商决定，采用了 3次人 工爆破炸开了 2座闸门，才得以顺利泄洪。 例2某市B电站是杭州湾水系开发的最后1个梯级电 站，装机为6MW。闸坝设计原为液压翻板门（钢质），孔口尺 寸为8mX5. 2m,共9孔，配有液压启闭机及闸前检修门。施 工时为了节约闸坝投资改为水力自控翻板闸门，门叶材质改 为钢筋混凝土，由湖南某厂家生产，于2008年完成安装。 但遭遇初次洪水时，闸门便不能自动翻转，导致闸坝被冲毁, 失去挡水及泄洪功能。后废弃翻板闸，改造为常规的垂直升 降平面钢闸门（配卷扬机）方案。该事故可谓损失惨重，教 训深刻。 例3某市另一小型水电站闸坝同样采用水力自控翻板 闸门，已运行数年。以往洪水期间，闸门运行中会发出一声 “砰”的拍打声。在2012年5月初的一次洪水中，闸门频 繁发出“砰”声，终因剧烈的拍打、撞击而彻底破坏，导致 闸坝丧失应有的功能。 由上述实例可见，水力自控翻板闸门在实际应用中存在 诸多不稳定因素，可靠性并不强，安全隐患较大。经综合分 析，水力自控翻板闸门技术的应用存在以下几个问题： 设计存在缺陷 由于流态比较复杂，水流型态由刚开启时的闸上薄壁堰 流以及闸下孔流，到开启到一定角度时的堰流，流量系数和 各种水力参数都不稳定，通过理论计算得出的过流能力一般 与实际相差较大，有些生产厂家可能没有进行充分的水工实 验，这就使得翻板闸门的设计过流能力存在缺陷，致使上游 洪水位超出设计预期，从而导致事故发生。另外，水力自控 翻板闸门没有检修门，也不设交通桥，给两岸交通和检修造 成了不便。 泥沙淤积和漂浮物影响正常启闭 由于水力自动翻板闸门采用中间支较结构，门前泥沙力 矩为启门阻力矩，泥沙淤积有可能导致启门阻力矩增大，使 得闸门在达到设计水位后仍不能正常启门。洪水期，河道中 飘浮的树枝、杂草、垃圾较多，当杂物堵塞在较座周围，会 影响闸门的回关，严重的会在闸门与底板之间形成缝隙，导 致闸前蓄不上水。 影响泄洪断面 一般情况下，自动翻板闸门因为考虑到依靠自重翻门， 所以门体往往制作比较厚，当翻倒泄洪时，具有较大倾角的 门叶形成1道很厚的阻水面，对泄洪断面造成相当大的影响, 因此设计时需考虑增加闸孔数量。并且当上下游水位较大或 漂浮重物撞击时，甚至有可能将闸门冲走。 (4)运行不稳定 翻板门泄流时由于水流与边界交替分离与贴合，门后空 腔时现时灭，门后补气不足，因此门叶底缘的动水压力变化 大，给门叶的稳定运行带来较大影响，造成门叶颤动与拍打 现象。这对闸门的正常运行是非常有害的，轻者能引起工程 结构的整体振动，产生噪音，重者导致闸门破坏。 (5)意外风险大 自动翻板闸门由于其工作原理是由水压与自重平衡的 作用使门体自动打开，不受人为控制，加上各种运行时的阻 卡不一样，闸门在什么时候开启很难精确把握。如果下游有 人畜或其他临时建筑，在没有征兆或通知的情况下，上游就 有可能翻坝泄洪，导致意外发生。 3.主要对策 解决上述存在的问题，应从水力自控翻板闸门特点、设 计理论及其固有缺点上加以认识。只有找出合理的解决方 法，才能更好地发挥水力自控翻板闸在低水头电站建设中的 优势。 (1)在设计翻板闸门时，要充分认识和了解水力自控 翻板闸门的过水机理和运行特性，运用相应的设计计算理 论