浅析水工闸门安全运行存在的问题及其策略

水工闸门作为水利工程和水电站的核心设备，其运行安全直接关系到效益、下游防洪安全及周边人民生命财产安全。在长期运行中，受一些因素的影响，会发生闸门卡阻、止水失效和漏水、闸门结构失稳、以及启闭机故障等事故，这些事故具有隐蔽性、后果严重性等特点，需要采取相应的测试，最大限度降低的事故发生概率。因此，本文旨在对水工闸门安全运行存在的问题进行深入的分析与探讨。

一、水工闸门运行时常见的安全事故分析

（一）闸门卡阻事故

水工闸门运行时，会遇到闸门启闭过程中出现启闭力异常增大、运行阻力不均、门体抖动或停滞，严重时完全无法开启或关闭。主要原因包括泥沙淤积、异物撞击、以及长期运行门体、门槽或滑块出现的变形或者磨损导致的。如果不进行预防，会导致调控的延误、设备磨损的加剧，甚至对结构的破坏等，如无法及时泄洪导致漫顶、强行启闭可能拉断钢丝绳或损坏启闭机。

（二）止水失效与漏水事故

水工闸门运行时，闸门关闭后出现明显渗漏，轻则沿门体与门槽间隙均匀渗水，重则形成喷射状漏水，严重时可能导致下游管涌或渗透破坏，被称为止水失效与漏水事故。主要原因橡胶止水长期受水流冲击、泥沙磨损、紫外线照射或化学腐蚀，出现撕裂、老化开裂或弹性下降；或者止水安装上的缺陷，如止水与门体贴合不紧密、压条松动、螺栓未紧固；闸门门体的变形等。

（三）启闭机及电气系统故障事故

水工闸门安全运行时也会遇到启闭机及电气系统故障事故。如启闭机无法正常启动或停止、运行中异响、钢丝绳断裂、电机烧毁，或电气控制系统信号传输中断等。导致的原因包括启闭机齿轮、轴承磨损或缺油、钢丝绳锈蚀等导致的机械部件故障、电路老化、保护装置失效等导致的电气系统缺陷、操作不当、维护缺失等。该故障可能导致闸门失控，钢丝绳断裂或门体坠落可能直接造成人员伤亡。

二、水工闸门安全运行的保障措施

（一）强化水工闸门的全生命周期设计

为了保障水工闸门的安全运行，需要结合实际情况，如水头、含沙量、流量、气候条件等，来设计闸门的强度、刚度以及抗震性能，从源头上预防安全事故。针对一些多泥沙河流这样特殊的环境，在原材料选择时，需要选择复合钢板、耐磨的合金钢等，选择短门槽来减少泥沙淤积。而且，针对闸门的一些金属结构，需要严格的把控其质量。如采用埋弧自动焊、超声波探伤检测，来保证门体的平面度，采用喷锌 + 封闭涂层复合工艺，来增加闸门的耐腐蚀性，延长其使用寿命。

（二）规范闸门的安装调试

为了保障水工闸门的安全运行，需要规范闸门的安装调试。在安装时可以采用激光准直仪、水准仪等设备来确保门槽与门体的几何精度，将误差控制在⩽2mm 。安装完后需要对其进行调试，可以开展静载试验，设计 1.25 倍的荷载，也可以开展动载试验，模拟系统的启闭过程，验证启闭力、行程及同步性，确保闸门启闭灵活、止水严密。还需要建立标准化的验收体系，制定涵盖设计、制造、安装、调试的全流程验收规范，明确确保闸门安全运行的关键指标，如止水漏水量要控制在 ⩽0.1L/min⋅m 、门体振动速度在控制在 ⩽4.5cm/s ，杜绝水工闸门带病投运。

（三）构建智能化运维体系

为了保障水工闸门的安全运行，还需要构建智能化运维体系。如可以在闸门关键部位，如门体焊缝、主梁、止水座面安装传感器，结合物联网技术对水工闸门的运行进行智能远程监控。并且，利用大数据技术来识别运维过程中的异常信号，如应力的突变、振动频率异常等，提前预警结构损伤或者闸门的卡阻事故。此外，定期对水工闸门进行检查和维护。根据其运行的年限、监测数据及历史故障记录制定维护计划，对于一些使用 5-8 年的止水设备，或者老化的止水设备进行更换，对锈蚀部位采用打磨 + 喷涂工艺进行修，对混凝土门槽定期清淤并检查碳化深度，如果检查中发现超过钢筋保护层厚度时需及时的进行修补。还需要制定应急预案，针对闸门卡阻、漏水、启闭机故障等常见事故，制定专项应急预案，如设置备用电源、配备便携式焊机，并定期组织演练。如果遇到极端天气，如暴雨、洪水，在极端天气来临之前开展专项检查，提前降低水位或锁定闸门，减少冲击荷载。

（四）降低人为风险

为了保障水工闸门的安全运行，还需要降低人为的一些操作风险。需要定期对工作人员进行培训，培训对象包含运行管理的全岗位人员，包括操作岗，如启闭机司机、闸门巡检员，技术岗，如运维技术员、设备管理员，管理岗，包含运行管理人员、安全员等。培训内容包含闸门分类、启闭机类型、启闭机操作规范、应急处置流程、闸口含机械与电气设施的操作流程、闸门以及启闭机异常、常见的闸门事故、闸门的日常维护以及日常维护和检修的关键点等，并推行持证上岗制度，巡检 - 记录 - 分析制度，强化安全教育等。培训方式包括现场教学，闸门现场讲解设备结构、操作要点，还可以通过案例分析的方式，通过分析真实案例，讨论闸门隐患点、责任链、改进措施等，以此来加强人员能力建设，提升操作水平，降低人为风险。

结束语

综上所述，水工闸门运行过程中，会发生安全事故，这些事故常常会伴有隐蔽性、后果严重等特点，影响着水工闸门的经济效益，也威胁着人们的生命财产安全。因此，就需要通过设计优化、制造把控、安装调试、智能监测、定期维护和规范化操作等方式，最大限度的降低闸门事故发生概率。对于已经运行的水工闸门，需要重点需加强对卡阻、漏水、结构变形等早期隐患的监测，结合智能化技术实现水工闸门安全运行中的“被动维修”向“主动预防”转变。

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