探讨电站进水口封堵的策略

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一、临时封堵方案的选择

1.投资比较

以云南某灯泡贯流式电站为例，厂房进水口孔口尺寸为7.6m×11.2m,设计水头为28m，分别装有钢制检修门和混凝土叠梁门，钢闸门门叶重71t，综合单价按10500元/t计算，考虑回收价值2000元/t后，实际按8500元/t计算，安装及拆除费用为6万元，闸门投资为66.35万元。钢筋混凝土叠梁门钢筋制安21.3t，按6000元/t计算，C30混凝土115m3,按700元/m3计算，吊耳2t，按12000元/t计算，止水条200m，按200元/m计算，叠梁门钢筋回收价值按3万元计算，安装及拆除费用为8万元，共计337万元，占钢闸门投资的48.8%。通过对国内多座灯泡贯流式电站两种封堵方案的投资进行比较，钢筋混凝土叠梁门投资大致在钢闸门的35%～60%之间。闸门投资受到孔口尺寸、水头、设计方案等因素影响，随着孔口尺寸增大，水头增高，两种闸门的投资差距会有所减少。但仅从工程直接投资上比较，并不能反映全部费用，还应从拆除闸门时影响的电量损失、潜水员工作费用、漏水抽排费用等方面进行综合对比。

2.安全可靠性

按照《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-2004）要求，钢闸门在承受设计水头压力时，通过任意1m长止水范围内漏水量每秒钟不应超过0.1L。钢闸门在车床上加工，制造精度高，质量易于得到保证，漏水量容易控制在规范允许的范围内，止水条用螺栓、压板固定在门叶上，安装过程中便于调整，可靠性高，起吊方便，其安全性较好。钢筋混凝土叠梁门大多在工地制作，很难达到钢闸门的制作精度，且分节多，如果制作精度未达到要求，则安装调整难度大，侧面止水密封条很难保证全部受压，容易产生渗漏甚至漏水情况。一旦发现漏水处理难度大，可靠性远低于钢闸门。当新投运机组试运行期间发生紧急情况时，钢闸门可方便地重新吊装，钢筋混凝土叠梁门则不具备重新吊装条件，影响机组紧急情况处理。从安全的角度看，钢筋混凝土叠梁门适用性不如钢闸门，适用于孔口尺寸小、水头低的电站。

3.拆除闸门对发电量的影响

采用钢闸门方案，在坝顶门机具备起吊条件的情况下，通过自动抓梁可以在周边机组发电的状态下正常启闭闸门而不影响发电量。拆除钢筋混凝土叠梁门时，为安装吊具，须放空水库作业，或暂停周边机组发电，请专业潜水员水下进行吊具安装，当初为加强止水效果而进行的混凝土浇筑等辅助防渗漏措施会增加拆除难度，潜水员作业危险、费用高，机组发电影响时间长。临时封堵方案选择应研究河流特性、工期安排，掌握拆除临时封堵闸门时的来水量及发电负荷。为减少对发电量的影响，设计时可研究自动抓梁提升钢筋混凝土叠梁的可行性。

4.机组台数对方案的影响

通过以上分析知道，在挡水安全方面，钢闸门具有不可替代的优势，为什么还要讨论封堵方案选择的问题呢？主要原因在于，灯泡贯流式电站通常在该地区处于水电开发晚期，单位千瓦投资较高，如果机组台数多，全部采用钢闸门，临时封堵是一笔不小的投资，且后期利用价值不大，存放场地困难，业主或总承包人为了控制投资，必须研究封堵方案以增强企业竞争力。钢筋混凝土叠梁门具有投资省、拆除后可破碎或移走，无需存放的优点。设计通常根据机组台数，设置1～2套钢制检修门，其余采用钢筋混凝土叠梁门进行封堵，机组台数影响钢制检修门数量的确定。

二、钢筋混凝土叠梁门方案的几点建议

钢筋混凝土叠梁门由于投资省，在中小型闸门孔口临时封堵中应用较多，但往往由于设计、制造、安装的问题，容易发生较大渗漏危及厂房安全、起吊断裂破坏等情况，影响发电工期，在采用钢筋混凝土叠梁门时，为保证其可靠性，建议从以下几方面加以控制。

1.加强混凝土梁的制作精度

钢筋混凝土叠梁门顶面、底面不平整，容易造成梁面之间架空；背水面不平整，与闸门槽接触面容易产生缝隙，难以压紧止水条。在水压力作用下，止水条变形破坏，甚至被挤出，产生较大的渗漏。浇筑混凝土应控制好模板平整度、垂直度，安装牢固保证不变形，叠梁顶面、底面的平整度及背水面垂直度应控制在±3mm，模板内部宜涂脱模剂。

2.严格控制安装质量

安装就位时应注意水封准确对接，水封接头处用生胶热压胶合，接头处需平整。止水橡皮表面平整度控制在±2mm。钢筋混凝土叠梁门上下层配筋不相同、受压侧和受拉侧钢筋配置不同，制作中应标明编号和水流方向，避免因安装方向放反而引起结构破坏事故。为使叠梁下游面贴紧止水面，在叠梁吊装即将就位时可采用液压千斤顶施加水平推力辅助就位，并用楔块打紧固定。设计时应考虑在叠梁端部恰当的位置设置千斤顶着力点，使叠梁能紧贴门槽止水面。叠梁与上游侧门槽空间不足以放置千斤顶时，可减薄叠梁端部的宽度或在上游闸门槽上焊接钢板支撑千斤顶。

3.止水防渗性能是核心

梁间止水条宽度宜在50mm以上，厚度宜在8mm以上，以保证止水条有足够的压缩量，适应梁面的不平整度，保证止水严密。为防止层间止水条被水挤出或破坏，应预埋螺栓对止水条进行固定，增大止水条的摩擦力。也可考虑在叠梁的顶部设置凹槽放置止水，凹槽内预埋槽钢。为增加叠梁门的可靠性，可在叠梁与门槽的空隙填塞棉絮等填充物，迎水面浇筑高标号细石混凝土填实，在叠梁门上游面层间缝及缝两侧适当范围刮一层环氧胶泥止水。

4.合理选择叠梁门安放的孔口

当机组台数为2台，设计仅配置一套钢制检修门和一道钢筋混凝土叠梁门时，面临着钢闸门安装在哪台机组进水口的问题。钢筋混凝土叠梁门安装在首台发电机组进水口，拆除后，新投运机组试运行期间发生紧急情况，需重新下门关闭时，钢筋混凝土叠梁门不具备重新吊装条件，影响机组紧急情况处理。钢筋混凝土叠梁门安装在第二台发电机组进水口，钢筋混凝土叠梁门拆除时，首台发电机组需停机，影响电站发电效益，叠梁门安放在哪台机组进水口，安放前须分析具体电站实际情况确定。

5.合理确定单根梁门的尺寸

在叠梁强度、刚度验算通过的情况下，可适当加大梁的设计高度。每孔梁的根数越少，层间缝越少，有利于防渗，降低施工成本和加快施工进度。同时，单根梁重还应考虑钢筋混凝土叠梁门安装时，拟用起吊设备能否满足吊装要求。

6.注重水压检查试验

闸门临时封堵承担着厂房挡水的重任，灯泡贯流式机组运行层高程较低，大量电气屏柜安装在运行层，水轮发电机组和流道封盖严密前，一旦洪水来临，闸门漏水量大于检修、渗漏排水泵抽排水能力时，对厂房及机电设备的危害非常大。水压试验是检测闸门设计、安装质量的重要手段，闸门安装完毕后，必须进行水压试验检查闸门密闭性能，水压试验的压力尽量接近闸门设计洪水位，试验完成前暂不进行厂房内重要设备的安装。

7.注意梁的拆除安全问题

钢筋混凝土叠梁门工作一段时间后，止水条受压变形，使叠梁与止水条间因空气挤出后紧密粘连，在大气负压的作用下，易导致起吊重量增加，甚至叠梁断裂破坏，叠梁拆除时应小心谨慎。拆除时可将叠梁一端缓慢提升适当高度，放下再提梁的另一端，使空气或水分进入叠梁与止水条接触面，然后双吊点同时提升叠梁。

三、结论

综上所述，在进行灯泡贯流式电站进水口临时封堵设计方案比较时，应进行系统的、综合性的经济技术方案比较。根据笔者的经验，钢筋混凝土叠梁门整体性差、防渗安全问题突出，在孔口宽度较大时，应谨慎采用钢筋混凝土叠梁门。对于中小型电站且进水闸孔口较小时，可采用钢筋混凝土叠梁门，以减少投资，但必须加强设计和施工控制。不管采用何种封堵方案，应充分研究河流特性，在汛前完成临时封堵施工并检查闸门密闭性能。当机组台数为2台时，为方便试运行期间紧急使用和两台机组同时使用检修门，建议厂房进水口全部配置钢闸门。

作者：杨明礼单位：华能澜沧江新能源有限公司