冰压力对钢闸门的破坏及防护措施工程建设与管理CHINAWATERRESOURCES2012.4冰压力对钢闸门的破坏及防护措施刘元亮(辽宁省大连市碧流河水库管理局,116221,普兰店)关键词:碧流河水库;冰压力;钢闸门;防护措施:TV66文献标识码:B:1000—1123(2012)04—0034—01碧流河水库是辽宁省大连市最大的水源地.位于大连普兰店市双塔镇与庄河市荷花山镇分界的碧流河干流上,是一座以城市供水,防洪为主,兼有发电,养鱼等综合效益的大型水利枢纽工程.水库主体工程由主坝,副坝,泄水建筑物(溢洪道,输水洞,放水底孑L)及水电站组成,总库容9.34亿m3,控制流域面积2085km2,多年平均年降水量780mm,年平均温度8.4℃.最低温度为一23.5℃,冰封库区一般在12月下旬至次年3月中旬,最大冰厚0.3～0.73m.为防止冰压力对溢洪道9扇弧形钢闸门(10.1mx12.0m)的破坏.必须采取防冰措施.一,冰压力对钢闸门的破坏水结冰时其体积约增加9%,但水在变成冰的过程中,冰体的压力并不很大.随着气温的降低,冰的温度下降,体积变小.当温度再升高时冰则膨胀,如果发生阻碍冰体膨胀的情况,就产生了作用在钢闸门上的冰压力.冰压力分为静冰压力和动冰压力.静冰压力指冰盖层膨胀对钢闸门表面产生的冰压力.静冰压力的数值与冰原,开始升温时的气温及气温上升率有关.动冰压力是指冰盖层解冻后,冰块漂流撞击钢闸门时产生的撞击力.冰层与闸门牢固结冻后,当气温升高时,闸门将受到静冰压力影响;当水位升降时,冰层会产生上抬力或下拉力.特别是两种力同时反复发生收稿日期:2011—10—25作者简介:刘元亮,高级工程师,工程管理处处长.■34时,将导致闸门产生变形,闸墩产生裂缝.每当冬季来临,我国北方寒冷地区的水库都存在冰压力对闸门产生破坏的现象.所以必须采取防冰措施.以尽量避免和减少闸门前的冰压力,确保闸门安全越冬.二,冬季钢闸门的防护措施常见防护措施主要有压力充气法,压力充水法,机械人工破冰法.①压力充气法.通过空气压缩机压缩空气.使表层水和下层水形成强制对流,防止闸门前的水结冰.②压力充水法.用潜水泵把库区内底层温度较高的水.通过设置在闸门前水面附近带有小孔的钢管进行喷射,搅动和加热闸门前的表层水,以防结冰.③机械人工破冰法.在闸门前用破冰机械和人工开凿冰槽.减小冰压力.该方法适用于冰层活动频繁,冰层较厚或防冰设备出现故障的情况,属于应急措施,实施中危险性较大,必须采取安全措施,确保人身安全.开凿冰槽时必须全线开通.不允许破开一段,保留一段,否则易造成应力集中.在未开凿冰槽处对闸门局部会产生严重破坏.三,碧流河水库闸门防冰具体做法1.主要设备配备及功能碧流河水库配有主空气压缩机2台,其中一台作为备用;副空气压缩机1台.其工作状态为间歇式.即在主空气压缩机停止输气时,由副空气压缩机(气泵)向管内补充气压,使系统内气压保持在0.O1—0.05MPa之间.确保管路系统始终处于有压状态,以防止管内产生冰阻现象.还需设置储气罐1个.起到缓冲气压作用;气液分离器1个,起到净化空气作用.2.具体做法根据当地冬季气温.确定空气压缩机型号.碧流河水库选取型号IV一3,8(排气量3m3/min,额定压力0.8MPa,轴功率19kW)空气压缩机产生满足防冰用的压缩空气,通过50输水管线连接储气罐,经过气液分离器再连接主管线.把气流输送至9孔闸门前,以每孔2根14塑管把压缩空气输入至闸门前3～4m深水中,通过压缩空气使表层水和下层水形成强制水流搅动.以防结冰.3.开机时间确定通常当气温降至一1O℃时.24h内开机2～3次,每次1～1.5h:气温降至一15℃时.24h内开机3-4次,每次1.5～2小时;气温降至一23℃时,24h内开机4～5次,每次2h左右.随着气温下降,开机次数,开机时间也随之增加,延长.根据本地区气温变化情况,通过长期摸索,即可全面掌握在不同气温下开机次数,开机时间.(下转第54页)法治平台CHINAWATERRESOURCES2012.4对涉水项目实行事前监督管理的一种重要手段.水行政许可工作在保护水工程安全,保护水资源,水环境,促进人水和谐,水资源的可持续利用等方面发挥了事前把关的重要作用.水资源是有限的,需要很好的保护和合理的配置.水工程事关人民的生命财产安全.水环境已成为人们关注的重点,因此,加强水行政许可工作,不断创新行政审批方式.解决行政审批中出现的新问题,在当...