黄壁庄水库启闭机室防霜冻成功经验

刘更祥(河北省黄壁庄水库管理局,河北石家庄 050224)



黄壁庄水库启闭机室防霜冻成功经验

刘更祥
(河北省黄壁庄水库管理局,河北石家庄 050224)

【摘 要】重力坝启闭机室修建于2003年,每年冬季启闭机室出现霜冻现象,2008年南水北调中线京石段通水,黄壁庄水库是向北京供水的水源地。为了保证冬季黄壁庄水库向北京供水,需要解决启闭机室的霜冻问题。经过不断总结实践经验,结合工程实际情况,采用孔洞封堵法,彻底根治了启闭机室的霜冻危害,为其他水工建筑物防霜冻提供了借鉴。

【关键词】启闭机室 防霜冻 经验

1 概况

黄壁庄水库修建于1958年，位于河北省石家庄市西北30Km，是海河流域滹沱河中下游大(I)型水利工程，总库容12.1亿m3，库区面积61.3Km2。重力坝是水库的取水与输水建筑物，设置7孔取水口，每孔取水口安装一扇潜孔式平面闸门。

重力坝启闭机室修建于2003年，位于重力坝坝顶两层楼房的一层，建筑面积200m2，每年冬季出现霜冻现象，曾经采取过多种措施均未成功。2008年9月28日南水北调中线京石段正式通水，岗南水库、黄壁庄水库的水经过重力坝流向北京，启闭机室的霜冻现象影响闸门运行，为了保证冬季向北京供水安全，水库管理单位经过不断总结经验，结合工程实际情况，采用孔洞封堵法，取得成功。

2 启闭机室霜冻现象及危害

启闭机室霜冻现象：每年冬季1月份霜冻现象最严重。门、窗出现冰霜，进入启闭机室的铁门，冰霜厚度3cm，将门锁冻结、将门与门框冻在一起；室内墙壁出现霜，结霜厚度0.5cm；地面出现水珠；启闭机和电气盘柜出现水珠；室内空气湿度大。

危害[1]：冬季进入启闭机室困难；冬季运行闸门，存在安全隐患；缩短电气设备、启闭机的使用寿命。

3 启闭机室霜冻的原因分析

3.1 启闭机室温度低

启闭机室是砖混结构，保温性差；启闭机室内，没有热源；启闭机室地处野外，是孤立的建筑物。冬季来临，启闭机室温度迅速下降，与室外大气温度相同。

3.2 启闭机室密封严

2003年前的启闭机室是简易式房屋，通风效果好，室内的潮湿空气被风吹散，没有出现霜冻。2003年修建的启闭机室，塑钢窗户，防盗门，密封严密，出现了霜冻。

3.3 启闭机室的空气与坝体廊道的空气形成对流

重力坝取水口是闸井式结构，启闭机室长40m，宽5m；位于启闭机室下方的坝体廊道长34m，宽2.8m。将大坝坝顶高程规定为0m，启闭机室高程1m，坝体廊道高程负7.5m，冬季水库水位高程负10.5m。

启闭机室内有5台固定卷扬式启闭机，每台启闭机均有孔洞与坝体廊道相连；启闭机室左右两侧有楼梯与坝体廊道相连。

坝体廊道温度高，启闭机室温度低；廊道内的水面不断蒸发形成水蒸气，廊道内暖湿空气密度小，经过启闭机室与坝体廊道的孔洞，上升到启闭机室，遇冷变成水珠和冰霜；启闭机室内的冷空气密度大，下降补充到廊道内，形成空气对流。

4 启闭机室防霜冻措施探索[2]

4.1 启闭机室采取采暖措施

经试验，15m2的房间安装1KW电暖气24小时运转，室内不结冰。重力坝启闭机室200m2，需安装14kW电暖气，每天耗电336kW· h。由于运行费用昂贵，所以加热措施未实施。

4.2 启闭机室保温措施

启闭机室的墙壁安装保温材料、门窗安装门帘窗帘。保温措施只是延缓启闭机室的散热速度，应当与采暖措施同时进行。启闭机室墙壁面积360m2，由于施工难度大，投资高，防霜冻效果不确定，所以保温措施未实施。

4.3 启闭机室安装双重门

为了解决钢结构的防盗门被冰冻住的问题，在防盗门内安装塑钢门。经过冬季观察，两个门全部被冰冻住。

4.4 打开启闭机室窗户通风

启闭机室共6个窗户，全部布置在上游面，冬季全部打开，形成总面积5m2的通风孔口。经过一个冬季观察，启闭机室仍然出现霜冻现象。

4.5 启闭机室安装排风扇

在窗户上安装3台排风扇，每台排风扇的功率105W，排风量32m3/min。经过2个冬季观察，每天耗电8kW·h，防霜冻效果不明显，启闭机室内仍出现水珠、冰霜。

5 启闭机室防霜冻成功经验

5.1 启闭机室防霜冻方法[2]

封堵启闭机室与坝体廊道的所有孔洞，隔断启闭机室与坝体廊道的对流通道。

对于大孔洞，采用角钢制作框架、框架覆盖1mm厚镀锌钢板的方法；对于小孔洞，采用3mm厚镀锌钢板直接覆盖的方法；选用镀锌钢板优点：美观，防腐效果好，节约刷漆费用。

5.2 施工过程[3]

启闭机室到坝体廊道的楼梯孔口封堵。根据楼梯孔洞的几何形状，制作平面盖板。用30mm×30mm×3mm的角钢制作盖板的框架，用1mm厚的镀锌钢板覆盖在框架表面，用拉铆器将钢板铆在框架上；盖板周围安装平板橡胶。用平面盖板盖住楼梯孔洞，橡胶与孔洞的混凝土墙壁接触，增加密封效果。

固定卷扬式启闭机的卷筒下方孔洞封堵。测量闸门从关闭位置开启到最高位置，钢丝绳在卷筒的摆动幅度。预留宽0.2m，长是钢丝绳摆动幅度的孔洞，其余部分全部用1mm厚的镀锌钢板封闭严密。用30mm×30mm×3mm的角钢制作框架，覆盖1mm厚的镀锌钢板，用拉铆器将钢板铆在框架上。将预留的孔洞用平板橡胶盖住，橡胶与孔洞边缘搭接宽度大于0.15m。

定滑轮的钢丝绳周围预留2cm的间隙，其余部位全部用3mm厚的钢板封闭。钢丝绳周围间隙形成的孔洞，用橡胶板盖住。

启闭机的电动机、变速器、制动器附近的孔洞，直接用3mm厚的镀锌钢板盖住。为了密封严密，镀锌钢板与孔洞边缘的搭接宽度大于0.15m。

5.3 防霜冻效果

每年冬季，将启闭机室与检修廊道之间的孔洞全部封堵严密，闸门需要启闭时临时打开封堵，闸门操作完毕之后重新封堵孔洞。其余季节，为了启闭闸门方便，可以不封堵孔洞。

经过几个冬季观察，自从孔洞封堵以来，启闭机室内没有出现霜冻和水珠。冬季启闭室内空气湿度不大，感觉不到潮湿。

6 结语

孔洞封堵法治理启闭机室霜冻，投资小，施工简单，效果明显；一次投资，长期受益，没有运行费用；彻底根治了多年以来冬季启闭机室的霜冻危害。

参考文献:

[1]水闸技术管理规程(SL75-94)[S].中国水利水电出版社,1994年.

[2]沈凤生.水工建筑物抗冰冻设计规范(SL211-2006)[S].中国水利水电出版社,2006年.

[3]高宗仁.新编五金材料手册[M].山西.山西科学技术出版社.2003 年.99页.

作者简介:刘更祥(1971—),男,河北石家庄人,河北省黄壁庄水库管理局,高级工程师,学士学位,主要从事水利工程的建设、管理工作。