安徽省 凤凰颈排管站 高孔闸门漏水处理方案浅谈

安徽省 凤凰颈排管站 高孔闸门漏水处理方案浅谈

张勇

安徽省凤凰颈排灌站管理处

摘要：文章介绍了安徽省凤凰颈排灌站的闸门系统情况，并对泵站运行过程出现的闸门漏水情况的原因进行分析，最后浅谈了闸门漏水的处理方案。

关键词：X型流道；闸门漏水；处理方案；

安徽省凤凰颈排灌站座落在长江北岸巢湖流域无为县境内刘渡镇的长江无为大堤上，是安徽省“七五”期间引用外资重点水利建设项目，是巢湖流域防洪、排涝、灌溉和巢湖水环境改善的大型水利工程。其主要任务：一是增加巢湖流域西河洪水出路，提高西河流域圩区的排洪能力；二是引江灌溉，与拟建的神塘河排灌站联合运用，近期提高巢湖流域的供水保证率，并结合引江水为改善巢湖水环境服务，远期为引江济淮工程及航运服务。凤凰颈排灌站是一座具有抽排、抽灌、自排、引灌等多项功能的大型排灌站工程，泵站水工布置采用“X”型双向流道，装有6台ZL30－改型立式轴流泵，最大设计抽排流量240m3/s；最大设计抽灌流量200m3/s；最大设计自排流量380m3/s；最大设计引灌流量380m3/s。

一、泵站闸门系统情况简介

1、泵站闸门系统金属结构配备情况

泵站水工布置采用“X”型双向流道，根据泵站不同的运行工况和水泵的保护要求，金属结构配备有：泵站长江侧12扇高孔闸门及其卷扬式启闭机；泵站长江侧12扇低孔闸门及其卷扬式启闭机；泵站长江侧12扇低孔进口拦污栅；泵站西河侧12扇高孔闸门及其卷扬式启闭机；泵站西河侧12扇低孔闸门及其卷扬式启闭机；泵站西河侧12扇低孔进口拦污栅；前池拦污闸18扇拦污栅及其移动耙斗式清污机；前池拦污闸套闸18扇挡水闸门（上下扉门）及其移动式单向门机。

2、泵站闸门系统设计运行方案

根据泵站运行规范要求，双向流道泵站出口不能设置拍门，但是站内闸门数量多，启闭运用条件复杂。由于轴流泵不允许闭门起动，必须控制闸门运行程序，开机前必须做到泵站一侧闸门关闭、一侧闸门开启的状态。在排涝或者抽灌时，应先打开西河或长江侧高、低孔闸门，然后开机抽水，此时为打循环水阶段，待机组运行平稳后，再逐渐开启西河侧高孔闸门，同时逐渐关闭长江侧高孔闸门，直到闸门启闭到位后，机组就处于正常抽水灌溉工况。当在抽排时，先打开西河侧高、低孔闸门，然后开机抽水，此时亦是打循环水阶段，待机组运行平稳后，再逐渐开启长江侧高孔闸门，同时逐渐关闭西河侧高孔闸门，直至闸门启闭到位后，机组就处于正常抽水排洪工况。停机工况闸门运行程序则相反。

3、泵站闸门结构

闸门为预压式双向挡水，闸门的面板在机泵侧，橡皮布置在面板侧，同时在长江侧轨道及闸门翼缘侧边柱上方设锲型块。防洪及机组检修时（正向挡水），泵站两侧侧水位高、压力大，闸门止水橡皮与轨道及门楣密封严密，封水效果良好。当进行排涝或抽灌时（反向挡水），机泵侧水压力高，闸门落入底槛过程中，利用闸门自身重量，通过轨道及闸门上的锲型块，克服反向水压力，将闸门推向机泵侧，满足闸门止水橡皮与轨道及门楣接触密封，从而满足闸门反向挡水封水要求。闸门结构图如下：

二、泵站闸门系统运行状况

2019年10月，泵站首次在长江和西河水位差达到三米的情况下进行抽水运行，满足西河流域抗旱需求。在机组正常运行过程中，发现长江侧高孔闸门孔口处反向水流较大，且门楣处翻水比较严重，现场4台机组运行时的长江侧高孔门均发现同样情况，从而降低机组抽灌运行效率。

2020年7月，泵站在西河和长江的水位差达到四米的情况下进行排涝模式运行，满足西河流域排涝需求。在机组开启和运行以及停机过程中，发现长江和西河侧高孔闸门都出现闸门无法完全闭合、反向水流较大，且门楣翻水严重，六台机组都出现同样的情况，降低了汛期的排涝效率。

三、泵站闸门漏水原因分析

从闸门运行状态及反向水流情况，通过与完全关闭的闸门状态比较，初步判断是闸门未完全落入底槛，闸门底缘距底槛约200mm左右距离，从而在抽灌和排涝运行时，导致反向出水及闸门顶部翻水现象。

机组抽灌运行时，长江侧高、底孔闸门均已开启，为抽循环水阶段，待机组运行平稳后，再逐渐开启西河侧高孔闸门，同时逐渐关闭长江侧高孔闸门，满足机组正常抽水灌溉工况。闸门漏水时的运行工况为长江侧水位5.8m，西河侧水位9.0m，长江侧高孔闸门底槛高程5.0m，在机组运行平稳后，长江侧高孔闸门开始动水关闭，在闸门动水关闭过程中，闸门机泵侧水压力逐渐增大，随之支承滚轮运行的摩阻力逐渐增大，闸门完全依靠闸门自重（含配重、吊杆）克服摩阻力动水关闭。通过该水位条件（考虑2m水泵脉动压力，西河侧11.0m/长江侧5.0m）下对闭门力进行复核得出的结果为，闸门的闭门力F_w= -14.8kN，满足闸门在该设计水位下动水闭门要求。

泵站的闸门长期在水下运行长达十二年之久，闸门的零部件未进行过更换，特别是支承滚轮结构，滚轮的轴套、挡圈等部件出现了老化、损坏、吸水膨胀，滚轮轴运转部位的锈蚀等，从而增大滚轮在运行过程中的摩阻力增大，引起滚轮的运转卡阻、制动等现象，进而减小闸门在设计条件下的闭门力，从而导致闸门关闭不到位现象。同时锲型块由于锈蚀及闸门偏差等情况，工作时加大闸门关闭时的摩阻力，减小动水闭门力，从而进一步导致闸门不能完全关闭情况。

机组排涝运行时情况同抽灌情况相同，但是在长江水位15米、内河水位12米的情况下进行停机操作时，出现的闸门无法完全闭合情况，经过复核为闸门自身自重不够的原因所导致的。

四、闸门漏水处理方案

根据泵站管理规范要保证机组的运行效率，泵站机组运行由于高孔闸门不能完全关闭，从而减小机组运行效率，对泵站闸门系统进行相应的处理措施。

在枯水期将泵站长江侧和西河侧的高孔闸门提出检修平台，检查支承滚轮运转灵活程度，对出现滚轮滞动、运转卡阻，滚轮轴锈蚀严重，轴套、挡圈损坏、吸水膨胀、抱死等现象的闸门，则更换相应的部件（轴承材料等）并加强润滑等，达到满足支承滚轮运转灵活、无卡阻的要求，同时对闸门和导槽上的锲型块进行更新。

根据以上方案进行处理后，对泵站机组进行运行调试，观察闸门运行情况，验证是否由于支承滚轮和锲型块锈蚀的原因而导致闸门在高水位运行时不能完关闭。

对于闸门在高水位情况下停机时无法完全关闭的情况，暂时无处理方案，只有待泵站进行改造时对闸门系统进行更新。

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