深孔出口突擴(kuò)弧門止水的實(shí)踐與研究

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l 前言

　　在高壩深孔閘門選型中，對(duì)比各類閘門的水力特性與優(yōu)缺點(diǎn)，弧形閘門有很多優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榛⌒伍l門的總水壓力都由徑向通向支鉸軸心，所以其啟閉力較小。又因沒(méi)有門槽以及閘下出流接近自由流線，所以出流順暢，其流量系數(shù)亦較高，泄流能力較大。在動(dòng)水操作時(shí)容許部分開(kāi)啟并可鎖定。門體的水流初生空化數(shù)較低，不易產(chǎn)生閘門空蝕。在正確合理的設(shè)計(jì)下，不容易產(chǎn)生危害性的流激振動(dòng)與水彈性振動(dòng)。然而，以往弧形閘門的主要缺點(diǎn)是頂止水與側(cè)止水不在同一曲面上，兩者的連接處，水封的形狀不易滿足止水嚴(yán)密的要求，該處角隅應(yīng)力集中，橡膠水封的拐角部分容易撕裂，造成頂水封漏水甚至射水，高速射流容易形成空化源、振動(dòng)源、噪聲源及射流切割源。在已建成工程中閘門失事的實(shí)例屢見(jiàn)不鮮。例如：碧口工程左岸泄洪洞深孔弧形閘門，其孔口尺寸9m×8m(寬×高下同)，孔口面積為72m²，工作水頭為70m，總水壓力6050t．運(yùn)行不久即出現(xiàn)頂水封與側(cè)水封連接的角隅處水封撕裂，繼而頂水封撕裂，漏水嚴(yán)重。一股高速射流導(dǎo)致胸墻門楣襯砌鋼板被大面積掀起破壞，埋件裸露，影響運(yùn)行。因而深孔弧形閘門的水封漏水，不僅影響觀贍，對(duì)閘門及大壩安全運(yùn)行亦屬不可忽視的問(wèn)題。三峽工程深孔泄量大、水頭高、孔數(shù)多，工況復(fù)雜，操作頻繁，它是三峽工程舉足輕重的泄水建筑物之一。閘門起控制流量的重要作用，弧形閘門的止水型式問(wèn)題十分重要，應(yīng)予以重視。為工程安危有必要進(jìn)行全面客觀的調(diào)查研究，謀求對(duì)策，為決策者提供翔實(shí)的參謀意見(jiàn)。

2 國(guó)內(nèi)外己建深孔出口突擴(kuò)弧門的建設(shè)與運(yùn)行

　　根據(jù)初步統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外采用弧門出口突擴(kuò)、突跌止水布置的建、在建與擬建工程已有28座(詳見(jiàn)表1)，其中采用偏心鉸壓緊式水封的18座，采用伸縮式水封的10座。在監(jiān)測(cè)弧門的安全運(yùn)行時(shí)往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些危害性窄縫高速射流的切割、空化、流激振動(dòng)，空化噪聲及啟閉失靈等隱患，應(yīng)設(shè)法消除或減免。這些故障險(xiǎn)情往往源出于止水撕裂失效，造成漏水及射流所致。嚴(yán)重空蝕破壞及危害性振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致閘門變形、啟閉失靈而無(wú)法使用。以下將分述一些典型工程的運(yùn)行情況及成敗經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。

2.1 巴基斯坦塔貝拉(Tarbela)工程

　　巴基斯坦塔貝拉三號(hào)泄洪洞出口斷面為 4.9m×7.3m，設(shè)置偏心鉸弧形閘門，設(shè)計(jì)水頭136m，兩側(cè)各突擴(kuò)0.31m，跌坎高度O.38m。閘門設(shè)計(jì)精湛，曾采用10項(xiàng)技術(shù)革新措施，其中尤以射流節(jié)制器及Teflon銀面水封較為突出。1974年8月13日關(guān)閘后發(fā)現(xiàn)混凝土陡槽底板上，在殘留水泥砂漿塊凸體下游出現(xiàn)空蝕，后來(lái)在陡槽的起始段增設(shè)挑坎兼作通氣槽，爾后未發(fā)現(xiàn)空蝕跡象。弧門在關(guān)閉時(shí)滴水不漏，止水效果良好。閘下突擴(kuò)邊墻及突跌底板均未發(fā)現(xiàn)空蝕破壞。它是目前在多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)上具有世界最高水平的突擴(kuò)偏心鉸壓緊式水封的弧形閘門，運(yùn)行良好，比較成功，在設(shè)計(jì)上有特色，加工工藝水平較高，并有豐富的科研成果。

2.2 前蘇聯(lián)努列克工程

　　努列克工程設(shè)有5m×6m孔口，110m水頭的偏心鉸弧形閘門。在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了大量科學(xué)研究工作。起初擬采用伸縮式變形水封，對(duì)水封在高速射流下的振動(dòng)特性提供了研究成果。由于對(duì)水封材質(zhì)及老化等問(wèn)題有疑慮，最終改用突擴(kuò)、突跌偏心鉸止水方案，閘門運(yùn)行良好，尚未發(fā)現(xiàn)空蝕破壞等情況。

2.3 前蘇聯(lián)克拉斯諾雅爾斯克水電站泄洪底孔

　　為了調(diào)節(jié)水庫(kù)蓄水量和施工期泄洪，該電站設(shè)置了8個(gè)底孔，弧門孔口為5m×5m，設(shè)計(jì)水頭100m?；￠T出口兩側(cè)各突擴(kuò)0.5m，跌坎以下為混凝土襯砌。1964年建成，1967年投入運(yùn)行，當(dāng)時(shí)運(yùn)行水頭為0～60m。1968年發(fā)現(xiàn)在4^#、5^#、8^#孔的跌坎下游鄰近弧門底緣的側(cè)壁發(fā)生空蝕破壞，其中5^#孔的空蝕深1.5m，高5m，長(zhǎng)15m。據(jù)資料介紹，空蝕成因是由于施工時(shí)減小了通氣管的尺寸，并且當(dāng)冬季運(yùn)行時(shí)，冰凍又進(jìn)一步凍阻了通氣孔道，導(dǎo)致通氣不足而發(fā)生空蝕破壞。

2.4 美國(guó)德沃歇克泄水孔

　　該壩設(shè)置了3個(gè)泄水孔，孔口尺寸為 2.7m×3.8m，設(shè)計(jì)水頭為81m。采用偏心鉸弧形閘門，出口兩側(cè)突擴(kuò)0.48m，跌坎高度為0.15m。為了進(jìn)行護(hù)面涂料對(duì)比試驗(yàn)。右側(cè)泄水孔不加護(hù)面。中間泄水孔涂以0.9mm厚的環(huán)氧樹(shù)脂。左側(cè)泄水孔涂以13mm厚環(huán)氧砂漿。在閘門下游15.2m處涂料護(hù)面和原混凝土直接連接。泄水孔泄水一個(gè)月后，三個(gè)泄水孔均發(fā)生不同程度的空蝕破壞。特別在左側(cè)泄水孔左邊墻護(hù)面末端，空蝕最為嚴(yán)重?？瘴g區(qū)長(zhǎng)約6m，深0.56m，高3m。據(jù)介紹空蝕的成因是邊界不平整導(dǎo)致了水流空化形成空蝕。

表1 弧形閘門出口突擴(kuò)布置的工程實(shí)例
序號(hào)	工程名稱	國(guó)家	孔口尺寸(寬m×高m)	孔口面積(m2)	設(shè)計(jì)運(yùn)行水頭(m)	總水壓力P(t)	建成年代	止水形式
1	盧卡蓬特	美國(guó)	2.06×3.66	7.54	61	446		偏心鉸(壓緊式)
2	諾維爾	美國(guó)	2.54×3.56	9.04	24.38	204		偏心鉸
3	二瀨	日本	5.00×3.42	16.20	69	1092	1959	偏心鉸
4	大野	日本	4.00×5.32	21.28	35.25	694	1960	偏心鉸
5	湯田	日本	5.18×3.53	18.26	54.96	972	1963	偏心鉸
6	苑原	日本	5.00×3.56	17.80	33.78	570	1964	偏心鉸
7	鶴田	日本	4.30×4.15	17.85	44.08	750	1964	偏心鉸
8	松原	日本	4.40×4.40	17.64	51.50	870	1970	偏心鉸
9	內(nèi)川	日本	3.50×2.30	5.75	55.18	311	1973	偏心鉸
10	科洛君利	保加利亞		30	64.50	1935		偏心鉸
11	大渡	日本	5.0×5.6	28	60	1680*		偏心鉸
12	阿斯旺	埃及	4.2×3.15	13.23	80	1038		偏心鉸
13	德活歇克	美國(guó)	2.75×3.80	10.45	76.2	777		偏心鉸
14	恰爾瓦格	前蘇聯(lián)	5×6	30	80	2400*		伸縮式水封
15	薩彥—舒申斯克	前蘇聯(lián)	5×6	30	117	3510*		伸縮式水封
16	克拉斯諾雅爾斯克	前蘇聯(lián)	5×6	30	98/60	2940*		伸縮式水封
17	努列克	前蘇聯(lián)	5×6	30	110	3300*	1973	偏心鉸
18	羅貢	前蘇聯(lián)	5×6.7	33.5	200/85	6700*		偏心鉸
19	塔貝拉	巴基斯坦	4.9×7.3	35.77	136	4865*		偏心鉸
20	龍羊峽	中國(guó)	5×7	35.00	120	4200*	1987	偏心鉸
21	東江二級(jí)	中國(guó)	6.4×7.1	45.44	120	5453*	1987	偏心鉸
22	托克托古爾	前蘇聯(lián)	5×6×	30.00	112.3	3369*	已建	伸縮式水封
23	布列斯卡雅	前蘇聯(lián)	5.5×6	33.00	117	3861*	已建	伸縮式水封
24	魯布革	中國(guó)	8.5×9	76.50	55	4207.5	已建	伸縮式水封
25	漫灣	中國(guó)	3.5×3.5	12.25	90.5	1109*	1996	伸縮式水封
26	天生橋一級(jí)	中國(guó)	6.4×7.5	48.00	120	5760*	1997	伸縮式水封
27	小灣	中國(guó)	6×5	30.00	111.61	3348.3*	擬建	伸縮式水封
注：P=γHA

2.5 日本大渡壩的主泄洪設(shè)備

　　大渡壩壩高100m，為混凝土重力壩。在10^#～14^#壩段，每一壩段內(nèi)設(shè)置一扇弧形閘門。閘門寬5m，高5.6m，設(shè)計(jì)水頭60m，設(shè)計(jì)最大總泄量為3800m³/s。采用突擴(kuò)、突跌偏心鉸止水型式，根據(jù)已往經(jīng)驗(yàn)與各項(xiàng)試驗(yàn)，進(jìn)行了設(shè)計(jì)、制造和安裝，成為運(yùn)行可靠、功能優(yōu)良的泄洪設(shè)備，充分發(fā)揮了綜合利用大壩泄洪設(shè)備的作用，未見(jiàn)任何空蝕破壞的報(bào)導(dǎo)。

2.6 龍羊峽水電站底孔泄水道

　　弧形工作閘門孔口尺寸為5m×7m，采用偏心鉸弧門，設(shè)計(jì)水頭120m，孔口兩側(cè)各突擴(kuò)0.6m，跌坎高度為2m。龍羊峽工程支鉸偏心軸的設(shè)計(jì)，是與滾柱軸承的選用及支鉸布置分不開(kāi)的。因受支鉸體型尺寸的限制滾柱軸承既要滿足額定靜負(fù)荷的要求，又要使軸承寬度不宜過(guò)寬。據(jù)此，活動(dòng)鉸鏈選用20771/950四列滾柱軸承。固定支鉸采用調(diào)心 40031/800雙列向心球面滾柱軸承，這樣除能滿足軸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和偏心距布置要求外，門體結(jié)構(gòu)布置勻稱，安裝調(diào)整容易，經(jīng)濟(jì)上比較合理。1987年2 月15日首次開(kāi)啟運(yùn)用，至1989年渡汛，共運(yùn)用3次，累計(jì)過(guò)水歷時(shí)達(dá)7137h。最高運(yùn)用水頭為89m，最大流速達(dá)36m/s。泄槽明渠邊墻，底板及挑流鼻坎等部位發(fā)生較為嚴(yán)重的破壞。 1989年汛后，對(duì)破壞部位按原設(shè)計(jì)體型進(jìn)行了修復(fù)。修復(fù)后尚未再次過(guò)水。

　　回顧1987年底孔過(guò)水歷時(shí)5417h，最高水頭54.5m，汛后進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)泄槽的不同部位發(fā)生輕微的破壞，主要在泄槽分段結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)及下游，1988年過(guò)水歷時(shí)137h，最高運(yùn)行水頭 46.7m，1989年過(guò)水歷時(shí)1583h，最高運(yùn)行水頭89m。過(guò)水后進(jìn)行了較為全面細(xì)致的檢查，發(fā)現(xiàn)泄槽部分遭到了比較嚴(yán)重的破壞。在左邊墻距跌坎后 37m處最大蝕深2.5m，破壞面積180m²，沖走混凝土約175m³。右邊墻距跌坎后37m處最大蝕深0.7m，破壞面積98m²，沖走混凝土約29m³。

　　根據(jù)有關(guān)資料初步分析沖蝕破壞的原因?yàn)椋河捎谶\(yùn)行條件與設(shè)計(jì)條件有較大不同，可能導(dǎo)致通氣槽水流摻氣不足，各澆筑分段模板走動(dòng)，混凝土表面接縫出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)；環(huán)氧砂漿抹面層與老混凝土表面接觸不好；此外，1987年和1988年過(guò)水后，局部破壞未及時(shí)修復(fù)而形成1989年運(yùn)行中的空化源。

2.7 碧口水電站排沙洞出口弧形工作閘門

　　該排沙洞孔口寬4m，高3.15m，設(shè)計(jì)水頭90m。頂水封為常規(guī)水封，在門葉上設(shè)一道φ60mm夾有二層帆布的P型橡皮，另一道設(shè)在門桅埋件上，為鴨咀式圓滾水封，內(nèi)有φ90mm夾有三層帆布的圓形空心橡皮；側(cè)水封為方頭φ60mm“P”型(煙斗型)夾有三層帆布的橡皮水封；底水封為刀型止水型式。該門原設(shè)計(jì)僅用作排沙，沒(méi)有部分開(kāi)啟運(yùn)行的要求，后因下游用水和水庫(kù)初期蓄水的需要，要求用部分開(kāi)啟來(lái)調(diào)節(jié)流量。自1975年投入運(yùn)行，至1977年4月共運(yùn)行8324h，其中部分開(kāi)啟運(yùn)行為 4674h，而部分開(kāi)啟又0.2～O.5相對(duì)開(kāi)度運(yùn)行時(shí)間為最多，達(dá)3954h，部分開(kāi)啟運(yùn)行水頭最高達(dá)70m左右。維修時(shí)，發(fā)現(xiàn)頂水封座板破壞嚴(yán)重，不銹鋼板已被撕裂掀起，固定頂水封壓板的螺栓，有的全部脫出，有的螺栓頭被擠斷脫落，絲桿仍在螺孔內(nèi)，門葉面板上呈現(xiàn)擠壓凹槽，左側(cè)1.4m長(zhǎng)的圓滾水封橡皮已蕩然無(wú)存。1977年4月修復(fù)后，運(yùn)行約一個(gè)月，部分開(kāi)啟時(shí)間為260h，基本上處于0.5相對(duì)開(kāi)度，并且在水頭63m左右連續(xù)運(yùn)行了110h，頂水封又遭破壞。門葉上頂水封P型橡皮中心偏左側(cè)60cm處橡皮水封頭部撕裂。頂、側(cè)水封接頭處因在安裝時(shí)未膠合完善，有明顯的縫隙，在鴨咀中，左側(cè)長(zhǎng)約 90cm的圓滾橡皮斷裂消失，右側(cè)端部約70cm長(zhǎng)的圓滾橡皮亦蕩然無(wú)存，而且兩端各脫落一個(gè)固定頂水封壓板用的螺栓埋頭孔的封閉鉛彈。通過(guò)操作閘門觀察，無(wú)論是從全關(guān)到全開(kāi)，或是從全開(kāi)到全關(guān)，都在開(kāi)度60～80cm處(相對(duì)開(kāi)度n約為O.19～0.26)，啟閉機(jī)室亦遭到瞬間射水，后來(lái)又將鴨咀內(nèi)的圓滾止水橡皮改用φ90mm實(shí)心橡皮。經(jīng)過(guò)運(yùn)行，仍遭破壞。由于該門每年汛期操作頻繁，頂水封在高水頭情況下長(zhǎng)時(shí)期射水，造成頂部縫隙水流空化，因而除門楣埋體被空蝕破壞外，土建部分的混凝土表面亦遭空蝕剝落；還有閘門底止水不嚴(yán)引起的縫隙漏水，或是設(shè)備維修不及時(shí)，閘門不能關(guān)嚴(yán)而引起的縫隙射水，均為空化源。此外在小開(kāi)度情況下亦會(huì)發(fā)生縫隙水流空化，這種高速窄縫水流的空化都會(huì)導(dǎo)致空蝕破壞。1979年汛后檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)閘門底部130mm高的范圍內(nèi)鋼板和水封螺栓孔等處均有空蝕破壞現(xiàn)象。底水封處鑲護(hù)的厚30mm的鋼板在200mm寬的范圍內(nèi)空蝕麻點(diǎn)最深達(dá)20mm左右，底板兩側(cè)與側(cè)護(hù)板交接處亦有手指可伸進(jìn)的洞穴。

　　另外，碧口左岸泄洪洞弧形閘門孔口尺寸為9m×8m，設(shè)計(jì)水頭70m，采用常規(guī)水封，二道P型頂水封，運(yùn)行不久，頂水封橡皮撕裂，起自角隅；繼而發(fā)展至門楣中部，頂水封嚴(yán)重漏水形成高速射流，使鋼板襯砌掀起，埋件拔出，破壞嚴(yán)重。

2.8 石門水庫(kù)底孔

　　該底孔裝有2m×2m水頭70m弧形工作閘門，自從1973年投入運(yùn)行后，部分開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，特別是1980～1981年在高水頭下操作頻繁。1982年檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)閘門及門楣埋件有嚴(yán)重空蝕破壞。閘門底部11cm高，長(zhǎng)度84cm范圍內(nèi)面板空蝕破壞成鋸齒形，根據(jù)西北水利科學(xué)研究所取樣稱得的重量，其失重率達(dá)29%，其中最嚴(yán)重的一段，失重率達(dá)33.4%，許多地方已被蝕穿。閘室側(cè)墻護(hù)板，在距離底板高度140～155cm范圍內(nèi)有空蝕現(xiàn)象，最深點(diǎn)左側(cè)為7mm，右側(cè)為10mm，面積近 70cm²。側(cè)護(hù)板與底板交接處有高7cm，深約20cm的空蝕洞穴，底水封附近底板蝕深為2cm左右；閘門底水封橡皮殘留部分僅剩左側(cè)40cm，其它都已消失殆盡。

2.9 東江水電站偏心鉸弧形閘門

　　東江水電站二級(jí)放空洞偏心鉸弧形閘門，孔口尺寸為6.4m×7.5m，設(shè)計(jì)水頭100m，擋水水頭120m，于1983年3月完成設(shè)計(jì)。1986年8月2日正式投入運(yùn)行，至1988年2月已連續(xù)部分開(kāi)啟運(yùn)行了13466h，其操作(調(diào)整開(kāi)度)56次，在水頭55～69.47m時(shí)，部分開(kāi)啟6～18cm，運(yùn)行了5373h。運(yùn)行了四年多，工作水頭已接近lOOm，未發(fā)現(xiàn)任何險(xiǎn)情及損壞，經(jīng)受了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

2.10 漫灣水電站沖沙洞

　　該電站大壩左、右岸各設(shè)一條沖沙洞，工作閘門為弧形閘門，其孔口尺寸為3.5m～3.5m，承壓水頭分別為90.5m和88m，弧門為直支臂，圓柱鉸。弧門出口每邊突擴(kuò)0.6m，突跌1m，在突跌部位設(shè)置通氣孔，閘門水封采用液控式伸縮水封，在同一曲面上呈口字型。另設(shè)常規(guī)水封輔助。

　　1993年6月28日第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，水庫(kù)水位974m，左、右岸沖沙洞弧形工作閘門承壓水頭分別為68.5m和70.5m。當(dāng)時(shí)弧門的液壓伸縮性水封尚未安裝，只用常規(guī)水封止水，兩座弧門均有不同程度的漏水，右岸沖沙洞弧門漏水較為嚴(yán)重。1995年4月對(duì)兩座弧門進(jìn)行了檢修，并按設(shè)計(jì)要求安裝液壓伸縮型水封。當(dāng)工作水頭在80m以下時(shí)，常規(guī)水封的止水效果尚可，但在80～90m時(shí)水封接頭及拐角處出現(xiàn)射水，射水現(xiàn)象隨水庫(kù)水位的增長(zhǎng)而越來(lái)越嚴(yán)重。當(dāng)液壓伸縮型水封投入使用后，射水現(xiàn)象方徹底消除。該型水封運(yùn)行到現(xiàn)在，止水效果令人滿意。當(dāng)弧門開(kāi)啟后水封頭部已退回水封壓板下面，高速水流在突擴(kuò)、突跌處摻氣良好，并形成沿水流流向長(zhǎng)達(dá)4m左右的空腔，水封與壓板與高速水流互不干擾，完全分開(kāi)，閘門全開(kāi)后高速水流不會(huì)損壞水封。

2.11 山西汾河水庫(kù)弧形閘門

　　由于水封漏水，P型橡膠在高速射流下發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲；周圍幾里內(nèi)可以聽(tīng)見(jiàn)，此為閘門水封漏水成為噪聲源的工程實(shí)例之一，通過(guò)原型觀測(cè)及實(shí)地考查，分析研究，將水封壓板加長(zhǎng)增強(qiáng)，使P型水封的懸臂部分縮短并壓緊，從而消除了振動(dòng)與噪聲源，使噪聲消失。眾所周知，液控伸縮型止水國(guó)外已有不少成功經(jīng)驗(yàn)。如前蘇聯(lián)托克托古爾水電站5m×6m水頭 112.3m深孔弧門，布列斯卡雅水電站5m×6m水頭117m深孔弧門等已運(yùn)行多年，未見(jiàn)空蝕破壞報(bào)導(dǎo)。國(guó)內(nèi)對(duì)該種水封的應(yīng)用如雨后春筍屢見(jiàn)不鮮。例如，魯布革水電站左岸泄洪洞8.5m×9m水頭55m工作弧門頂水封，漫灣水電站左、右岸沖砂底孔3.5m×3.5m水頭90.5m工作弧門，天生橋一級(jí)水電站放空洞6.4m×7.5m水頭120m弧形工作門均采用了液控伸縮水封。

　　在28例弧門出口突擴(kuò)、突跌止水方案中，僅三例因閘門下游泄水道過(guò)水表面不平整或通氣孔冰凌阻塞而發(fā)生空蝕破壞，并非突擴(kuò)之咎，其余諸工程實(shí)例均安全運(yùn)行，獲得成功。

　　總之，根據(jù)弧門止水布置的目前發(fā)展動(dòng)向，縱觀已建工程實(shí)踐正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的專題試驗(yàn)研究，天生橋一級(jí)水電站放空洞6.4m×7.5m水頭120m弧形工作門均采用了液控伸縮水封，二灘、小浪底及小灣等工程均相繼采用弧門出口突擴(kuò)突跌，配以偏心鉸壓緊式水封或液壓伸縮型水封。

3 三峽工程深孔弧形閘門止水方案的優(yōu)化

　　長(zhǎng)江委設(shè)計(jì)院對(duì)深孔弧門的止水方案已有初步設(shè)計(jì)，是本文研究的依據(jù)。若決策采用液控伸縮式水封后，可進(jìn)一步參照水利水電昆明設(shè)計(jì)院、黃委設(shè)計(jì)院及成都設(shè)計(jì)院與國(guó)外類似工程的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步開(kāi)展硅橡膠弧門止水的優(yōu)化設(shè)計(jì)。水封橡皮一般是嵌裝于門框埋件的凹槽上并用螺栓壓板固定，由于它位于孔口周界之外，因此不會(huì)受到高速水流的沖擊。水封背壓與橡皮材料的特性有關(guān)，水封橡皮的材質(zhì)，最好用硅橡膠。水封型式選擇可參閱昆明水電設(shè)計(jì)研究院的專題研究及小灣工程的具體設(shè)計(jì)。通盤考慮后選定水封型式時(shí)可采用類似南京橡膠廠的新產(chǎn)品W型或小灣工程所用型式。

　　三峽工程深孔弧形閘門的主水封宜采用液控伸縮性水封。它是通過(guò)止水元件背部充壓，使水封膨脹外伸，緊壓在弧門面板上，達(dá)到止水目的。止水元件橡膠制品的物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)體型、外表和內(nèi)腔尺寸與形狀以及止水壓板的長(zhǎng)度、體型、接觸面的粗糙度等都有相互關(guān)系。軟一些的橡皮水封，其背壓較小。

　　對(duì)于突擴(kuò)門槽止水的弧形閘門，采用液控伸縮性水封。由于閘門開(kāi)啟過(guò)程中，水封脫離弧門面板，保持一定間隙，若不采取相應(yīng)措施，閘門四周高壓水流的噴射，可能引起射流切割、空化剝蝕與嘯叫，或誘發(fā)閘門振動(dòng)。為確保弧門在任意開(kāi)度下運(yùn)行時(shí)均能防止狹縫射水，弧門兩側(cè)可采用預(yù)壓式輔助止水。門頂除主水封以外可增設(shè)彈簧鋼板，使之與弧門面板壓緊阻滯漏水。國(guó)外類似工程及國(guó)內(nèi)漫灣、天生橋一級(jí)及小灣等工程都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙與試驗(yàn)成果，可資借鑒。必要時(shí)尚須對(duì)硅橡膠的伸縮性水封的背壓進(jìn)行專門的補(bǔ)充試驗(yàn)。精心設(shè)計(jì)、精心制造、精心安裝可使三峽深孔弧門的止水問(wèn)題妥善解決。