双扉平面钢闸门在龙泉水源工程中的应用

□陈秋红（河南省水利勘测设计研究有限公司）

1 工程概况

河南省舞阳县龙泉水源工程是一个以灌溉为主、兼顾区域生态的多目标、多功能于一体的供水、民生工程。该工程拟从澧河取水，规划设计灌溉面积1.16万hm2，在澧河胡庄与段庄段建澧河节制闸一座，壅高水位，调蓄水量。为了保证灌溉用水需求，结合水沙和地形条件，初步确定利用澧河节制闸前河道作为调蓄库容，设计流量2400m3/s，设计引水位68.50m，死库容413万m3，正常蓄水位71.30m，总库容970万m3，兴利库容557万m3。澧河节制闸闸孔净宽度10.50m，共7孔，闸门设计挡水高度10.30m。

2 闸门型式比选

澧河节制闸闸门可采用弧形钢闸门、整体平面钢闸门和上下扇双扉平面钢闸门。本次设计中主要对这3种型式的闸门进行方案比选：

2.1 弧形钢闸门方案

闸室顺水流方向长30m，闸底板高程61.00m，闸墩顶高程74.00m，局部加高至高程87.40m，工作桥顶面高程88.60m，弧门半径16m，全关闭状态门顶高程71.60m，闸门采用2×500 kN双吊点固定卷扬机启闭，7台。

2.2 整体平面钢闸门方案

闸室顺水流方向长18m，闸底板高程61.00m，闸墩顶高程72.00m，局部加高至高程85.80m，工作桥顶面高程91.00m，全关闭状态门顶高程71.60m，闸门采用2×800 kN双吊点固定卷扬机启闭，7台。

2.3 双扉平面钢闸门方案

闸室顺水流方向长18m，闸底板高程61.00m，闸墩顶高程72.00m，局部加高至高程84.00m，工作桥顶面高程85.70m，全关闭状态门顶高程71.60m，上扉门采用2×250 kN双吊点固定卷扬机启闭，7台，下扉门采用2×630 kN双吊点固定卷扬机启闭，7台。

3种方案比较，弧形闸门方案闸室最长、闸墩最高，建筑工程量最大，投资最多；整体平面钢闸门方案与双扉平面钢闸门方案相比，整体平面钢闸门启闭操作方便，但建筑工程量稍大，投资偏高，且工作桥面高程比双扉平面钢闸门方案的高5.30m，从布局合理、外形美观方面考虑，双扉门有效地降低了启闭排架高度，使整座建筑物与周围环境相协调，满足景观要求。3种方案的闸室主要工程量及投资比较见表1。经比较，选用双扉平面钢闸门方案。

3 闸门设计

3.1 闸门设计

澧河节制闸上扉门孔口尺寸（宽×高）：10.50m×5.50m，底槛高程66.10m，设计蓄水位71.30m，设计洪水位75.27m，校核洪水位77.30m，闸门上游最高水头5.20m，下游无水。

澧河节制闸下扉门孔口尺寸（宽×高）：10.50m×4.50m，底槛高程61.00m，设计蓄水位71.30m，设计洪水位75.27m，校核洪水位77.30m，闸门上游最高水头10.30m，下游最低水头0.50m。双扉门布置型式见图1。

在以往的双扉门在设计中，常常采用将下扉门的顶止水紧压在上扉门前侧的弧面止水座板上，这样节间易漏水，并且在启动下扉门的过程中，也易造成上扉门的晃动。所以在本次设计中，避开这种结构设计，采用在上下扉门之间增设一隔板，兼做上扉门的底板和下扉门的门楣，从而避开了上述中的薄弱点。

上扉门采用露顶式平面焊接钢闸门，门叶选用多主横梁焊接结构，等荷载原则同层布置，双吊点，吊点距6.00m；主横梁采用焊接工字梁型式，主梁高度1026mm，闸门主材材质为Q345B。闸门行走支承采用悬臂式滚轮支承，轮径φ800mm，轴承采用工程塑料合金。止水型式为三面前止水，侧止水采用L型复合止水，底止水采用刀型橡皮。

表1 闸门方案比选闸室主要工程量及投资对比表

下扉门采用潜孔式平面焊接钢闸门，门叶选用多主梁焊接结构，等荷载原则同层布置，双吊点，吊点距9.50m。主梁采用焊接工字梁型式，主梁高度1145mm，闸门主材材质为Q345B。闸门行走支承采用悬臂式滚轮支承,轮径φ1000mm，轴承采用工程塑料合金。止水型式为四面前止水，顶侧止水采用P型复合止水，底止水采用刀型橡皮。

3.2 埋件设计

上扉门埋件主要包括主轨、反轨和底轨，主轨采用铸钢轨道，主材为ZG270-500，反轨和底轨采用钢板与型钢组合焊接型式，反轨顶侧设导向措施，以利于闸门进入门槽。底轨埋设在上下扉门之间的隔板内。

图1 双扉门布置型式图

下扉门的埋件主要包括主轨、反轨、底槛、门楣，主轨采用铸钢轨道，主材为ZG270-500，反轨、底槛、门楣采用钢板与型钢组合焊接型式，反轨顶侧设导向措施，以利于闸门进入门槽。门楣埋设在上下扉门之间的隔板内。

4 启闭设备布置

上下扉门分别由独立的固定卷扬式启闭机启闭，布置型式为一门一机。上扉门启闭机容量为2×250 kN，布置在上游侧，滑轮倍率为4，扬程14m，钢丝绳采用防腐性能好的镀锌钢丝绳；下扉门启闭机容量为2×630 kN，布置在下游侧，滑轮倍率为6，扬程20m，钢丝绳采用防腐性能好的镀锌钢丝绳。启闭机上配置闸门开度传感器和荷重传感器，闸门开度传感器布置在小齿轮轴侧，荷重传感器布置在卷筒轴承座下。传感器会发出信号至启闭机控制柜，当闸门开度和荷重出现异常时，传感器发出相应信号，控制柜自动切断电源，以确保闸门的安全运行。