高水头弧形闸门伸缩式水封止水试验研究

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1、第25卷云南水力发电第5期Ⅵ7NNANWA][ERp0WER高水头弧形闸门伸缩式水封止水试验研究白绍学，张绍春，李一兵，曹以南，罗文强，易春(中水顾问集团公司昆明勘测设计研究院，云南昆明650051)摘要：基于小湾水电站高水头闸门水封止水试验，对伸缩式水封的工作原理和止水效果进行了研究。试验证明，如果伸缩式水封及压板体型选择合理、材质选择合适，则可以满足承压水头200m的止水要求。对伸缩水封的设计、制作和运行提出建议，以供工程参考。关键词：伸缩水封；材质；库压；背压；闸门缝隙中图分类号：TV34文献标识码：A文章编号：1006—395

2、1(2009)05—0015—06StudyandTestofExpansionTypeWaterSealsforHighWaterHeadTainterGatesBAIShao—xue，ZHANGShao—chun，LIYi—bing，CAOYi—nan，LUOWen—qiang，YIChun(KunmingHydroelectricInvestigation，DesignandResearchInstitute，CHECC，Kunming650051，Yunnan，China)Abstract：Thispapermakesastu

3、ayofoperatingprincipleandsealingeffectoftheexpansiontypewatersealbasedonthewatersealingtestofthehigl1waterheadgateforXiaowanhydropowerproject．Thetestresuhshaveprovedthattheex—pansiontypewatersealscanmeettherequirementofwatersealingunderabearingwaterheadashighas200mprovi

4、dedtheconfiguration，shapeandmaterialqualityofbethexpansionwatersealandclipplateayeproperlyselected．Thepaperalsoputsforwardsuggestionsondesign，fabricationandoperationoftheexpansionwatersealsforreference．Keywords：expansionwaterseal；materialquality；reservoirpressure；backpr

5、essure；gateclearance0前言等。这说明水封的研究还不够，实践运用还不充分，技术上还没有把握。如何合理设计水封，使高水头随着我国高坝大流量水电工程建设日益增多，闸门水封止水安全可靠，已成为高坝关键技术之一。各种泄洪隧洞闸门的孔口尺寸越来越大，承压水头越来越高，出现了如小湾水电站这样的世界级的高对闸门水封的研究，国内起步于上世纪80年拱坝，其底孔工作弧门设计承压水头高达157．2m，代，陕西机械学院、南京水利水电科学研究院等多家闸门孔口尺寸为5m×7m，承压水头之高，孔口尺单位都进行了大量伸缩式水封及其材质的研究。但寸之

6、大，为国内外罕见，高水头闸门止水问题也变得受条件的限制，多采用简化方法，以静态试验方式进越发重要。行模拟，试验方法和成果存在不足。闸门水封止水不好，不仅会使水库水量流失，还中水顾问集团昆明勘测设计研究院科学研究分会产生一系列的危害，出现狭缝高速射流，引起闸门院，结合国家“八-五”攻关的研究，花巨资建起了试及门槽的切割、空化和流激振动，严重时还会产生空验室，最大水头达200m，最大流量为0．15／s，可蚀破坏和危害性振动，导致闸门变形、启闭失灵等，进行动态水封试验。至今，此套系统共进行过天生使闸门无法正常使用。这样的故障险情在已建成工桥

7、水电站、三峡水利枢纽、紫坪铺水利枢纽、缅甸邦程中屡见不鲜，如碧口水电站、东风水电站都出现过朗水电站以及小湾水电站的闸门水封试验，涉及的类似问题。现有工程中伸缩式水封的问题主要表现为：水闸门类型有弧形闸门、平板闸门，水封型式有常规水封止水效果差，水封头部被切割破坏，水封撕裂损坏封、伸缩水封、链轮门水封、铜金属水封和转铰射水收稿日期：2009—03—31作者简介：白绍学(1967一)，男，云南昆明人，高级工程师，主要从事水工水力学试验及岩土工程安全监测工作。16云南水力发电2OO9年第5期挡板，试验水头为50150m。试验取得了丰富的成果

8、，为这些电站闸门水封的设计提供了科学依据。表1水封橡胶材质的物理力学性能表其中大部分工程已投入运行，取得了很好的效果。1试验资料小湾水封试验要求止水水头为80～200m、闸门缝隙为520mm；试验水封所选材质为2种，即防