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摘要：文章系统性的介绍了解决挡水闸工程闸门与胸墙密封不严密的三种施工方法：填堵式、后浇式和异性上边框式，以及他们的优缺点。异性上边框式是笔者创新性的提出来的一种新方法，密封效果最好，施工难度最大，现在还很少有工程采用，但是不失为一种好的方法，相信未来可能是解决闸门与胸墙密封不严密的方向。
关键词：闸室；闸门；胸墙；密封性
1 前言
挡水闸是一种低水头水工建筑物，主要修建在河道和渠道上，利用闸门来控制水流流量和调节水位。关闭闸门可以闭水、拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足水库蓄水、灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水[1]。在水利工程中，挡水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛。在挡水闸的建设及使用过程中一直存在胸墙和闸门的密封问题，胸墙和闸门密封不严减弱了挡水闸挡水的效果。
2 设置胸墙的必要性
胸墙英文称为breast wall， 位于闸孔上部，是处于闸室胸位的挡水墙(见图1)。当水闸设计挡水位不能满足泄流控制水位，而且差值较大时，可通过设置胸墙，来减小闸门高度。闸门通常有弧形闸门和平面闸门两种形式[2]。弧形闸门的胸墙一般置于闸门上游，平面闸门的胸墙可置于闸门上游，也可置于闸门下游。胸墙设置在闸门后方还起到协助闸门抵抗水流重力的作用。胸墙与闸门在闸室中的位置，决定闸前水重及墩上荷载的位置和大小，因而对闸室稳定、基底及闸墩应力分布都有影响，应综合考虑各项设计要求，通过分析计算来确定。胸墙与闸墩间有固支与简支两种连接形式，有时在胸墙下端设置一个横梁来增强结构的稳定性。关于胸墙和闸门接触处的密封不严的问题，主要有三种处理方法：填堵式、后浇式和异性上边框式。
3 填堵式
胸墙和闸门接触处的填堵式处理方式是在胸墙施工完成后，安装闸门时在闸门框和胸墙的缝隙处设置止水胶条或填充沥青砂浆从而达到密封的目的（图2）。这种方法施工简单、方便，闸门框固定牢固，实际施工过程中采用较多[3]。但是，施工时容易损坏止水胶条，沥青砂浆可能填充不密实；对胸墙混凝土外观质量要求比较严格，外观质量的好坏会影响到密封材料与胸墙的接触是否紧密；此外，密封效果前期较好，随着密封材料老化，密封效果逐渐减弱，需要经常更换维修，后期难于维护。这些情况都会影响到填堵的密封性[4]。
图1 闸室结构示意图 图2 填堵式密封示意图
4 后浇式
胸墙和闸门接触处的后浇式处理方式是挡水闸墩墙施工时将胸墙钢筋预先安装绑扎，浇筑墩墙混凝土时预留胸墙不浇筑，待到闸门定位完成后再浇筑胸墙混凝土，同时固定闸门框的一种施工方法（图3）。该方法密封效果较好，但是胸墙模板支设有点麻烦，浇筑混凝土时容易扰动闸门框造成移位[5]，实际施工过程中采用不多。此外，胸墙和两端墩墙的整体性差，交界处容易产生裂缝，胸墙容易下垂产生挠度。所以，该方法施工要点是，保证胸墙和两端墩墙的整体性，胸墙支模时可适当设置预拱度；浇筑混凝土时注意做好成品保护，避免扰动闸门框。
图3 后浇式密封示意图 图4 异性上边框式密封示意图
5 异性上边框式
胸墙和闸门接触处的异性上边框式处理方式是在加工挡水闸门框时，在门框的上边缘侧面设置一块耳板（如图4所示），待到闸门定位完成后将门框耳板与胸墙下部钢筋连接，在浇筑胸墙混凝土时连同门框耳板一起灌注的方法，是笔者自行研究的一种新方法。该方法整体性强、密封性好，可以达到闭水的效果，但是闸门框加工复杂，耳板与门框交接处为应力集中区；胸墙施工难度大，模板支设复杂，施工技术含量高，实际施工过程中很少采用。所以，闸门框加工时必须保证耳板的焊接质量，必要时可以设置加腋；胸墙混凝土必须达到设计强度后才能拆除底模，避免沉降后造成闸门变形。
6 总结
本文系统性的介绍了解决挡水闸工程闸门与胸墙密封不严密的三种施工方法：填堵式、后浇式和异性上边框式，以及他们的优缺点[6]。三者之间填堵式施工最为方便，也较为常见，但是密封效果不好；后浇式密封效果较前者好，但是次于后者，而且施工难易程度增加；异性上边框式是笔者自行研究的一种新方法，密封效果最好，施工难度最大，现在还很少有工程采用，但是不失为一种好的方法，它的使用前景如何值得我们进一步思考、研究分析[7]。
参考文献:
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[2]?罗明全.麻窝水电站首部枢纽金属结构(闸门)安装施工技术[J].价值工程,2017, 36(31)：101-102.
[3]汪大斌.?龙桥水电站枢纽的闸门安装[J].?湖北水力发电,2007,(z1):98-100
[4]王鹏,金海军,?孙文才,秦武.向家坝升船机下闸首工作闸门安装技术[J].?水电与新能源,2018, 32(10)：21-25,32.
[5]金海军,孙文才,秦武,等.?向家坝升船机闸首工作闸门门体制造工艺探讨[J].?水电与新能源,2017,(2)：10-13.
[6]仇强,秦圆圆,岳庆河,等.?基于ANSYS的撑卧式钢闸门模拟研究[J].?山东农业大学学报（自然科学版）,2009,(3)：429-432.
[7]鲁宗平.平面钢闸门运行期主要问题及处理措施.水利建设与管理[J].2018, 38(12)：53-57.
论文作者:高金岗
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/15
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