科技成果

阅读数: 2775

成果名称: 水库大坝水下浮潜闸门封堵关键技术研究及应用

成果登记号: 9612019Y0475

第一完成单位: 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

联 系 人: 刘潇敏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 采矿业

成果简介:

众多已建和在建水库大坝引、泄水流道的混凝土及门槽埋件长期受水流和泥沙的磨蚀和冲刷,破坏严重且频繁,若得不到及时封堵或修复,将对工程的安全运行造成严重威胁。传统的方法是降低库水位或进行潜水员水下修复,大量弃水代价昂贵,且受流域流量的整体控制,实施困难,水下施工人员安全和施工质量难以保障。所以,水库大坝水下泄水孔首道闸门门槽及上游流道,由于常年在水下,在不放空水库或降低库水位的条件下是不具备检修和修复条件的,需要封堵流道进口创造旱地施工检修条件。对于泄水道因闸门事故、挡水失效,流道出现异常过流的应急抢险工程,失去调控的高速下泄水流严重危及大坝安全,要求短期内及时封堵且一次成功不留后患,此条件下传统封堵方法均无法实施。

水库大坝泄水流道封堵修复关键技术提供了一种在静水和动水条件下,封堵水库大坝泄水道进口的装置。可广泛应用于水库大坝流道水下封堵修复改造,以及异常动水过流的应急抢险工程。经过十多年不断开发和研究,先后形成了潜式、半潜式、自动潜行式以及拍式浮体闸门等一系列首创的封堵产品和技术。拍式浮体闸门成功解决了高流速、大流量动水泄流条件下封堵泄水道孔口的世界难题,是目前唯一成功应用并证实具有较高安全可靠性的动水封堵技术措施,填补了行业在该技术领域的空白,整体达到国际领先水平。已先后获得15项发明及实用新型专利授权,逐渐形成整个技术系列的专利群保护。

技术原理是利用具有水密性的空舱充、排水,调节闸门在水中姿态自主或推动在水下安装就位,达到吸附流道进口并封水的目的。主要关键技术包括:深水软导向锚固桩技术,试探框水下测量技术,浮体闸门充水、排气及平衡舱技术,自动推进就位技术,随形水封兼主支承技术,拍式浮体门技术等。本技术发明成果相比其他封堵方法具有无法比拟的优势:

(1)整体方案技术先进、可靠,环保、经济。

(2)无须预留门槽,适应大多数情况下工程流道结构形式,对工程原水工建筑物的坝体体型不作修改,浮体闸门是直接在流道进口坝面上封堵孔口,原坝体建筑物的安全性不受任何影响。

(3)无论潜孔或表孔,静水或动水封堵环境,均可应用浮体闸门创造旱地施工条件,技术适用性广。

(4)浮体闸门是依靠自身浮力(或较小的下沉力),并借助现有的工程起吊设备(或自带推进装置)进行就位封孔操作,建筑物上不必增设永久启闭设备,安装就位及拆运方便,施工难度小。

(5)整个封堵过程中无须潜水作业或水下施工,试探框自动水下测量,自动推进就位,工程实施安全性高,工程质量较易保证,水环境污染小;

(6)一次封堵截流,无需其他工程预备措施,工程量小,工期短,可靠性高,特殊随形水封封水效果理想。

(7)相同或相近孔口封堵闸门可循环利用,逐个封堵修复,大大节约资源,降低成本,工程投资较为经济。

   该技术创新成果成功应用于龚嘴水电站10号冲砂底孔、哈萨克斯坦CHARDARA水电站泄水底孔、福建水口水电站底孔、刘家峡溢洪道、鲁地拉临时底孔等国内、外多个大、中型水电站流道应急封堵和流道修复工程,并在这些工程中进行了大胆的创新。修复的泄水道包括潜孔、半潜孔和表孔,最大挡水水头达100米,孔口面积105m2~280m2,并且从静水工况封堵发展到动水封堵,动水流速达30m/s。

目前国内外水库大坝数量庞大,不少工程处于在多泥沙河流,加之不少电站已经投运多年,甚至部分已接近设计寿命,需保证电站水库的安全运行,重视泄洪建筑物的安全,泄洪流道以及金属结构埋件的安全可靠就非常重要,采用浮体闸门水下封堵技术进行工程修复处理将有巨大的市场。工程实践应用证明,浮体闸门封堵系列技术具有很强的实用性、适应性、安全性和可靠性,为水电水利工程应急抢险、流道修复和改造施工提供一种技术先进、经济合理、安全可靠的水下封堵解决方案,可保证电站或水库的正常使用,进一步保障了水电水利工程本身和下游人民的生命财产安全,具有显著的经济效益和社会效益,具有广阔的应用前景和推广价值。