專利名稱：水電站水道及門槽的修復方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水電站水道及門槽的修復方法，特別是關于一種采用浮體檢修閘門封孔堵水創(chuàng)造旱地條件，從而對水道及門槽進行檢修和恢復原狀的方法。
背景技術：
大多數(shù)大中型水電站的泄水道或進水口，其洞口至檢修門槽段自投入運行后因長期受水流的磨蝕和沖刷卻又無法檢修，導致底板鋼襯、底板混凝土和混凝土側墻，都會不同程度的出現(xiàn)因底板鋼襯上的沖槽(沖坑)引起檢修門底止水漏水、底板鋼襯的貫穿性孔洞刺水，洞內(nèi)混凝土骨料裸露，側墻根部淘刷等破壞現(xiàn)象，以上破壞輕則將影響水工建筑物的正常的泄洪、排沙、發(fā)電，重則將危及大壩的安全。這個部位若采用水下修復，不但修復費用較旱地方法高，而且修復質(zhì)量無法保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水電站水道及門槽的修復方法，它采用旱地修復處理方法，維修方便，修復徹底，修復成本低。
本發(fā)明的技術方案是設計一種水電站水道及門槽的修復方法，其特征是在泄水道進口處設置浮體閘門封堵孔口，形成泄水道洞內(nèi)旱地施工條件，從而進行泄水道的徹底修復。
所述的浮體閘門是在深水水頭達60∽100米的泄水道的洞口處封孔堵水，浮體閘門的大小寬為5∽15米，高為8∽20米，它與需要修復的泄水道進口處的孔口尺寸相對應。
所述的浮體閘門是在進水口的洞口處封孔堵水，浮體閘門的大小與需要修復的泄水道進水口處的孔口尺寸相對應。
所述浮體閘門在安裝時，在孔口左右兩側閘門高度范圍內(nèi)，限制門體上下位置處安裝軟導向定位樁，以調(diào)整閘門左右位置的左右樁和使浮體閘門貼近壩面的向下游拉樁。
所述浮體閘門的封水面是凹凸不平的混凝土壩面，止水面的不平度測量數(shù)據(jù)是浮體閘門水封設計的依據(jù)，試探框水下測量是利用針梳原理在試探框四周閘門封水帶寬 150～400mm的范圍，均勻布設橫向間距50～200mm、縱向間距50～200mm尼龍棒測點，由人工或機械將尼龍棒推至壩面，由觸及壩面的尼龍棒端點所組成的面即為混凝土的封水面和承壓面。
所述浮體閘門結構是密封箱體結構，其內(nèi)有用來調(diào)節(jié)平衡的、互不連通的獨立密封艙和充、排水及充、排氣管路，浮體閘門在水中的浮力大于其自身的重力；獨立密封艙，是注水艙和空艙，空艙固定在浮體閘門上部，注水艙固定在浮體閘門下部；浮體閘門下沉就位封孔前利用充水、排氣管路對注水艙進行充水，通過對各獨立注水艙充水量的多少來調(diào)整閘門的前后、左右平衡和調(diào)節(jié)閘門的下沉力，使龐大的具有適當下沉力的閘門在水中處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
所述的在浮體閘門下部的注水艙有5∽8個，它們互不連通分布在浮體閘門下部的前、后、左、右中五個方位的位置上，既可調(diào)節(jié)閘門的水平和鉛垂姿態(tài)，又可調(diào)節(jié)浮體閘門的下沉力以適應不同的現(xiàn)有的起吊設備。
所述的空艙體積大小根據(jù)能使閘門在平躺于水面時，有10％-98％閘門厚度浮出水面設計，以便能安裝閘門上其它附件。
所述浮體閘門的止水面是凹凸不平的混凝土壩面，浮體閘門的水封是隨形水封，即橡膠水封在不受壓時與凹凸不平的混凝土壩面能較好的接觸，壩面鼓高處水封斷面低，壩面凹低處水封斷面高，橡膠水封斷面由軟橡膠材料和硬橡膠材料制成，用硬橡膠材料部位主要是承受和傳遞水壓力，用軟橡膠主要是填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包。
所述的水封橡膠能承受1250～1650Kn/M的線壓，并具有50～150mm的壓縮量，以填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包，斷面高度隨形，以適應壩面止水帶內(nèi)不大于120mm高低不平的壩面缺陷，使水封各斷面的承載和壓縮量基本均勻。
本發(fā)明的特點是這種水電站水道及門槽的修復方法，是在泄水道進口處設置浮體閘門封堵孔口，形成泄水道洞內(nèi)旱地施工條件，從而進行泄水道的徹底修復。浮體閘門工作位置的底部和兩側均無支承限位裝置，為此在孔口左右兩側閘門高范圍內(nèi)特設了限制門體上下位置的軟導向定位樁、調(diào)整閘門左右位置的左右樁和使浮體閘門貼近壩面的向下游拉樁，這些深水導向定位樁和錨固樁確保了試探框(用來測量壩面不平度)、浮體閘門的安全下水和準確就位，這種深水導向就位實現(xiàn)了水下作業(yè)水上操作的高難度突破。浮體閘門結構是密封箱體結構，其內(nèi)設有用來調(diào)節(jié)平衡的、互不連通的獨立密封艙和充水、排氣管路，浮體閘門在水中的浮力大于重力。浮體閘門下沉就位封孔前利用充水、排氣管路對注水艙進行充水，通過對不同獨立密封艙充水量的多少來調(diào)整閘門的前后、左右平衡和調(diào)節(jié)閘門的下沉力，使龐大的具有適當下沉力的閘門在水中處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。浮體閘門封水的止水面是凹凸不平的混凝土壩面，水封斷面是由軟硬橡膠材料組成的隨形水封，硬橡膠主要是承受和傳遞水壓力，軟橡膠主要是填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包，水封斷面高度隨形，以適應壩面止水帶內(nèi)不大于120mm高低不平的缺陷，使水封各斷面的承載和壓縮量基本均勻，水封橡膠既封水又承受和傳遞水壓力。本發(fā)明涉及的浮體閘門系統(tǒng)，與其它常規(guī)閘門的不同之處是工作位置無止水鋼埋件，無導向約束限位裝置，以孔口四周的壩體混凝土面作為封水支承面。它解決了修復處理檢修門槽前段不能進行旱地修復處理的難題。浮體閘門的封堵在設計上創(chuàng)造了混凝土止水面水下測量、深水軟導向就位、一次成型隨形水封兼支承等多項新技術。
下面結合實例附圖對本發(fā)明做進一步說明。


附圖1是實例操作狀態(tài)示意圖。
圖1中1、吊車；2、浮體閘門；3、壩體；4、洞口。
具體實施例方式實施例如圖1所示圖1是實施例的浮體閘門2用吊車1向壩體3的洞口4安裝時的運動狀態(tài)示意圖，浮體閘門2將分節(jié)制造的門葉結構在現(xiàn)場進行焊接或螺栓連接成整體密封箱體結構，浮體閘門結構是密封箱體結構，其內(nèi)有用來調(diào)節(jié)平衡的、互不連通的獨立密封艙和充、排水及充、排氣管路，注水艙和空艙，空艙固定在浮體閘門上部，注水艙固定在浮體閘門2下部；空艙使浮體閘門2在水中的浮力大于其自身的重力；空艙體積大小根據(jù)能使閘門在平躺于水面時，有30％閘門厚度浮出水面設計，以便能安裝閘門上其它附件。注水艙在浮體閘門下部有5個，它們互不連通分布在浮體閘門2下部的前、后、左、右中五個方位的位置上，既可調(diào)節(jié)閘門的水平和鉛垂姿態(tài)，又可調(diào)節(jié)浮體閘門2的下沉力以適應不同的現(xiàn)有的起吊設備。浮體閘門2下沉就位封孔前利用充水、排氣管路對注水艙進行充水，通過對各獨立注水艙充水量的多少來調(diào)整閘門的前后、左右平衡和調(diào)節(jié)閘門的下沉力，使龐大的具有適當下沉力的閘門在水中處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。浮體閘門在安裝時，在孔口左右兩側閘門高度范圍內(nèi)，限制門體上下位置處安裝軟導向定位樁，以調(diào)整閘門左右位置的左右樁和使浮體閘門貼近壩面的向下游拉樁。
浮體閘門2是在深水水頭達80米的泄水道的洞口4處封孔堵水，浮體閘門2的大小寬為10米，高為18米，它與需要修復的泄水道進口處的孔口尺寸相對應。此時浮體閘門2平躺于水面，浮體閘門2的封水面是凹凸不平的混凝土壩面，止水面的不平度測量數(shù)據(jù)是浮體閘門2水封設計的依據(jù)，試探框水下測量是利用針梳原理在試探框四周閘門封水帶寬150～400mm的范圍，均勻布設橫向間距50～200mm、縱向間距50～200mm尼龍棒測點，由人工或機械將尼龍棒推至壩面，由觸及壩面的尼龍棒端點所組成的面即為混凝土的封水面和承壓面。壩面鼓高處水封斷面低，壩面凹低處水封斷面高，橡膠水封斷面由軟橡膠材料和硬橡膠材料制成，用硬橡膠材料部位主要是承受和傳遞水壓力，用軟橡膠主要是填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包。水封橡膠能承受1250～1650Kn/M的線壓，并具有50～150mm的壓縮量，以填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包，斷面高度隨形，以適應壩面止水帶內(nèi)不大于120mm高低不平的壩面缺陷，使水封各斷面的承載和壓縮量基本均勻。
在壩體3前庫區(qū)浮體閘門2充水直立后，通過起吊車1沿孔口兩側軟導向繩與水下導向定位樁連接，沉放至孔口位置，通過左拉、右拉和后拉鋼絲繩與水下相應的左右樁和向下游拉樁連接，調(diào)整浮體閘門2在孔口處的準確位置直至門體準確就位，然后提起浮體閘門2下游的工作閘門進行開閘放水，洞口4處浮體閘門2逐漸受到越來越大的正水壓力，此時閘門上隨形水封受到壓縮而封堵孔口，至此浮體閘門2封堵完成，為泄水道洞口4至檢修門槽段的混凝土和門槽鋼襯板的修復處理創(chuàng)造了良好的旱地施工條件。浮體閘門2封堵后的擋水期間，門體結構相當于壓力容器，其內(nèi)腔不允許進水，否則浮體閘門2在拆除時將無法提出水面。浮體閘門2在水道及門槽修復完畢后，關閉下游的工作閘門，并對兩閘門之間的閘室進行充水平壓，浮體閘門2受壓的橡膠水封逐漸解除壓力恢復原自由狀態(tài)，浮體閘門2所受的正壓力消失，重新恢復至封堵前的狀態(tài)，通過起吊設備將浮體門吊出水面，并進行充氣排水，使浮體閘門又平躺于水面，浮體門使用完畢。
權利要求
1.水電站水道及門槽的修復方法，其特征是在泄水道進口處設置浮體閘門封堵孔口，形成泄水道洞內(nèi)旱地施工條件，從而進行泄水道的徹底修復。
2.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述的浮體閘門是在深水水頭達60∽100米的泄水道的洞口處封孔堵水，浮體閘門的大小寬為5∽15米，高為8∽20米，它與需要修復的泄水道進口處的孔口尺寸相對應。
3.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述的浮體閘門是在進水口的洞口處封孔堵水，浮體閘門的大小與需要修復的泄水道進水口處的孔口尺寸相對應。
4.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述浮體閘門在安裝時，在孔口左右兩側閘門高度范圍內(nèi)，限制門體上下位置處安裝軟導向定位樁，以調(diào)整閘門左右位置的左右樁和使浮體閘門貼近壩面的向下游拉樁。
5.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述浮體閘門的封水面是凹凸不平的混凝土壩面，止水面的不平度測量數(shù)據(jù)是浮體閘門水封設計的依據(jù)，試探框水下測量是利用針梳原理在試探框四周閘門封水帶寬150～400mm的范圍，均勻布設橫向間距50～200mm、縱向間距50～200mm尼龍棒測點，由人工或機械將尼龍棒推至壩面，由觸及壩面的尼龍棒端點所組成的面即為混凝土的封水面和承壓面。
6.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述浮體閘門結構是密封箱體結構，其內(nèi)有用來調(diào)節(jié)平衡的、互不連通的獨立密封艙和充、排水及充、排氣管路，浮體閘門在水中的浮力大于其自身的重力；獨立密封艙，是注水艙和空艙，空艙固定在浮體閘門上部，注水艙固定在浮體閘門下部；浮體閘門下沉就位封孔前利用充水、排氣管路對注水艙進行充水，通過對各獨立注水艙充水量的多少來調(diào)整閘門的前后、左右平衡和調(diào)節(jié)閘門的下沉力，使龐大的具有適當下沉力的閘門在水中處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述的在浮體閘門下部的注水艙有5∽8個，它們互不連通分布在浮體閘門下部的前、后、左、右中五個方位的位置上，既可調(diào)節(jié)閘門的水平和鉛垂姿態(tài)，又可調(diào)節(jié)浮體閘門的下沉力以適應不同的現(xiàn)有的起吊設備。
8.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述的空艙體積大小根據(jù)能使閘門在平躺于水面時，有10％-98％閘門厚度浮出水面設計，以便能安裝閘門上其它附件。
9.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述浮體閘門的止水面是凹凸不平的混凝土壩面，浮體閘門的水封是隨形水封，即橡膠水封在不受壓時與凹凸不平的混凝土壩面能較好的接觸，壩面鼓高處水封斷面低，壩面凹低處水封斷面高，橡膠水封斷面由軟橡膠材料和硬橡膠材料制成，用硬橡膠材料部位主要是承受和傳遞水壓力，用軟橡膠主要是填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包。
10.根據(jù)權利要求1所述水電站水道及門槽的修復方法，其特征是所述的水封橡膠能承受1250～1650Kn/M的線壓，并具有50～150mm的壓縮量，以填塞和包容止水面上的凹坑和鼓包，斷面高度隨形，以適應壩面止水帶內(nèi)不大于120mm高低不平的壩面缺陷，使水封各斷面的承載和壓縮量基本均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水電站水道及門槽的修復方法，特別是關于一種采用浮體檢修閘門封孔堵水創(chuàng)造旱地條件，從而對水道及門槽進行檢修和恢復原狀，它維修方便，修復徹底，修復成本低。這種修復方法其特征是在泄水道進口處設置浮體閘門封堵孔口，形成泄水道洞內(nèi)旱地施工條件，從而進行泄水道的徹底修復。浮體閘門是在深水水頭達60∽100米的泄水道的洞口處封孔堵水，浮體閘門的大小寬為5∽15米，高為8∽20米，它與需要修復的泄水道進口處的孔口尺寸相對應。浮體閘門是在進水口的洞口處封孔堵水，浮體閘門的大小與需要修復的泄水道進水口處的孔口尺寸相對應。
文檔編號E02D23/02GK1542232SQ0310802
公開日2004年11月3日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權日2003年4月29日
發(fā)明者羅同喜, 郭明合, 丁曉利, 劉蘭萍, 顧梅, 潘曉曼, 任國梁 申請人:國家電力公司西北勘測設計研究院