甲米二级水电站大坝泄洪闸工作闸门振动浅析

本文格式为Word版，下载可任意编辑——甲米二级水电站大坝泄洪闸工作闸门振动浅析结合工程实际，对甲米二级水电站大坝泄洪闸工作闸门的振动问题进行了多方面分析，并针对性的制定了处理措施。

甲米二级泄洪闸工作闸门振动局开

一、设计概述

甲米二级水电站位于四川省凉山州盐源县境内，为甲米河干流河段梯级开发中的其次级，首部枢纽为闸坝，从左至右依次设置5孔泄洪闸和1孔冲沙闸。泄洪闸每孔设置1扇工作闸门，主要用于泄洪，为便于工作闸门及门槽的检修，在工作闸门的上游设置1扇检修闸门，5孔共用。紧靠泄洪闸右侧设置冲沙闸，共1孔，在孔口依次设置1扇检修闸门和1扇工作闸门。

2022年5月，大坝开始下闸蓄水，7月，闸门开启泄洪，在开启的过程中闸门出现振动状况，靠近冲沙闸的4、5#闸门振动最厉害。洪水之后，闸门顶水封被撕裂，出现破坏。

二、闸门振动原因分析

水工闸门对于整个水工建筑物有着极为重要的作用，多数闸门在开启、关闭过程中都会出现不同程度的振动状况，遇到振动较大的状况时，需要对其进行深入研究，并制定相应的紧急应对措施，这样才能将振动造成的不利影响操纵在最小范围内。引起闸门振动的原因是多方面的，状况较为繁杂。而根据专家们提出的理论认为，导致振动出现的主要原因是动水作用的不均衡，从闸门与动水相互接触的那一刻开始，振动现象则随之出现。根据水力条件的各种状况可以把振源分成以下几个因素：

（一）闸门止水漏水因素。这类发生在止水上的脉动压力会使得止水发生振动，当漏水量过大时使得闸门顶止水射出的水流不断拍打门叶背后的梁格，最终引起闸门的振动。

（二）波浪冲击闸门因素。当闸前水位接近胸墙周边时，其上游具备较大风浪作用时会在胸墙底部和闸门露出水面部分范围内造成封闭气囊，空气受到压缩，导致很大的气囊冲击压力，对闸门的安全造成冲击，在这种冲击作用下引起了振动。

（三）平面闸门的底缘型式因素。根据实践经验得出，在平面闸门中使用水平底缘往往出现水力条件达不到要求的问题，这就不断增加了闸门启闭的难度，特别是在造成起动水脉动压力出现后出现空蚀，以上现象都是闸门出现振动的关键因素。

（四）平面闸门门槽空蚀因素。平面闸门是十分常见的门型，在高速水流通过闸孔时，由于门槽段的边界出现变化而导致局部压力降低后出现了空穴现象，以致于形成空蚀破坏的问题。在这期间出现空蚀时则会造成闸门发生强烈的振动，影响到了闸门的安全运行。

（五）闸后吞噬水流引起振动因素。闸门在一定开度下泄流过程中造成的流水状况往往会不定期地给闸门造成影响，而闸门在水流猛烈的脉动压力下很简单出现振动现象，这类振动主要是随机荷载下出现的振动，具有强迫性。

（六）闸门局开引起振动因素。一定边界条件下闸门在某开度时发生振动，这与水头、进口形式、流态、孔口尺寸有关，一般变现为小开度（10%～30%）振动对比显著，有的则表现为大开度（80%）时振动对比显著。

通过上述因素分析，再结合本工程实例，本工程泄洪工作闸门采用潜孔式平面定轮钢闸门。设计水头约15.4m，闸门面板及顶、侧止水均布置于上游侧，门叶分二段制造，工地焊接组装。泄洪闸工作门门槽宽深比W/D=1.5，流速为9.68m/s，水流空穴数大于1.0，采用I型门槽不会产生空蚀破坏。泄洪闸工作闸门下游倾角为31°，从门叶结构上看，造成闸门振动的可能性小。水封有少量漏水，下游河床有淤积，下游底板一直被水吞噬，出水不畅。这些都可能造成闸门振动，同时，局部开启也可能造成闸门振动。

三、处理措施

找出闸门振动原因，制定合理的处理措施，这就需要操作在运行时学会改变运行条件，避免闸门受到吞噬水跃的影响，尽可能保持闸后水流处于良好的状态，从根本上操纵了低振动的发生。在防止吞噬水跃时，则需要增加闸门悬吊结构及支承结构的刚度。因此，疏通河床，整治两边岸坡，让闸门出水流畅是处理的关键措施，同时，更换漏水水封，减少漏水量，同时，尽量避免局开泄洪，经过以上处理后，目前闸坝运行良好。

简介：