可升卧式翻板闸门的应用浅析

2016-04-07韩伟庆高晖蓉张晓冬

山东水利 2016年1期

关键词：水利工程

韩伟庆，高晖蓉，张晓冬

（临沂市水利局，山东临沂276000）

可升卧式翻板闸门的应用浅析

韩伟庆，高晖蓉，张晓冬

（临沂市水利局，山东临沂276000）

【摘要】可升卧式翻板闸门是近几年涌现出来的一种新型闸门，通过与传统翻板闸门的比较，探讨了可升卧式翻板闸门的应用空间。

【关键词】可升卧式；翻板闸门；水利工程

水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。闸室是水闸的主体工程，包括闸门、闸墩、边墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。它的显著特点是既可以挡水又可以活动来调节水位。也就是说闸门在挡水时，可以封闭建筑物孔口；开启时，可以准确的调控水位和泄水量。同时，为适应不同的需要，可以通过闸门的调节运行来实现竹木排放、运送船只、排沙、排冰等等。一般由活动部分、埋设部分、启闭设备组成。闸门有多种多样的种类和型式，根据其工作性质、外观特点等都有不同的分类。比如按工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门等。

1　传统水闸存在的主要问题

传统的水闸由于其庞大的启闭结构、施工要求、还有闸门本身的运行要求等，使其在使用过程中对生态环境造成了一些不良的影响，主要存在以下问题：

1）传统闸坝往往只考虑水利功能的发挥，忽视了与周围环境的协调统一性和水工建筑物本身的优美性，更谈不上水利工程美学和水环境美学效果。比如传统水闸往往需要庞大的上部结构来安装起闭设备，有碍视野和城市美观，势必造成与周围的环境的不协调，从而影响了整体美观和谐的效果。

2）传统闸坝需要拦河施工，一方面阻碍了通航，影响了航路运输；另一方面破坏了水路的连续性和水生物的生存环境，造成了周围水生态环境的恶化。而现场浇筑，也造成了施工污染的加重，给局部城市环境带来不利的影响。

3）传统闸坝多会给河流湖泊原本自然的形态造成一定的改变，有可能造成淤积河道，堵塞河口，从而降低了行蓄洪的能力，给周围地区的防洪安全带来潜在威胁。

4）引起水流流速变缓，河道径流减少，从而降低了水体的自净功能，加之目前的污水排放形势日益严峻，自净功能的降低也就更加剧了水体污染的程度和速度。

5）阻断了水生生物洄游通道，导致一些洄游性物种濒危或消失，从而破坏了局部生态系统，导致水生生物多样性的下降，水环境净化与水量调节等生态服务功能不断退化。比如：虽然在重要河道上兴建闸坝时通常都布置过鱼建筑物，以方便鱼类的洄游，但是有关统计显示真正能起到有效过鱼的建筑物只占总数的5%左右。

6）传统水闸的建设往往会淹没一些土地，使得当地居民不得已要搬迁。还会造成一些土地的次生盐碱化，对农作物生长环境造成不利影响。此外崩岸塌岸等问题也是时有发生。

随着人们对生态环境的日益重视，针对传统水工闸门的上述缺点，开始研究新型闸门，努力扩展其生态功能，使水闸在发挥水利设施功能的同时，避免或降低对生态系统的负面影响，维持生态系统的完整性，同时满足人们对水环境、水景观的需求。因此开展对新型闸门的研究，使其做到技术先进、经济合理、运行安全、生态友好、和谐美观，具有非常重要的现实意义。

2　可升卧式翻板闸门的应用

可升卧式翻板闸门是近几年涌现出来的一种新型闸门，平时在闸底板躺倒；关闭时作为翻板闸门，由启闭机操作绕轴旋转至直立，封闭孔口挡水；检修时，作为升卧式闸门，升到水面以上检修。

2.1可升卧式翻板闸门的主要特点

1）运行方便。可升卧式翻板闸门是一种新型门型，因为可绕轴转动，可以满足不同水位和流量的控制要求。闸门全开时，卧倒在闸底板，不会造成干扰河道水流等不利影响；挡水时，水流溢流，可以通过绕轴转动的角度来控制挡水的高度，达到准确控制水位的目的，同时，门顶会形成跌水瀑布，瀑布中混杂大量的空气，既增强了河流的景观性，又增加了下游水体氧气含量，可以有效改善水质环境；检修时，闸门在水面以上，这为检修工作提供了大量的方便。

2）美观和谐。这种闸门非常显著的一个优点就是不会像传统闸门那样必须要有庞大的启闭设施而造成无法维持河道原貌和与周边环境的强烈不协调。该闸门在地面以上可以做到维持河道的本来面貌，更没有累赘的设施来阻碍人们的视线，从而营造了人水合一、水天一色的美丽景观。同时，因其能够双向过水，既可以排水，又可以引水（引水时，可挡住下游水体中的泥沙，保持水体清洁），能够满足有效调节水位实现“长流水”的需要，使城市里的水真正长久成为画龙点睛之笔，孕育文化之要。

3）拓宽了钢闸门的应用范围。可升卧式翻板闸门可以在拦河闸、冲沙闸、节制闸、挡潮闸、水库泄洪闸等广泛的应用。

2.2可升卧式翻板闸门的应用

1）上海市苏州河河口水闸。该水闸工程是上海市苏州河环境综合整治二期工程的标志性项目。

该水闸采用液压水下卧倒门，属国内首创，为特大跨度单孔闸，孔口宽一百多米，与河口宽度相等，高度有七米多。因为是水下卧倒门，闸门及下部结构都是在地面或者水面位置以下，根据不同情况要求可以实现双向过水，主要功能有防汛、挡潮、调水、通航以及调节上下游的水位等等。闸门全开时，卧倒在河床底面，不会干扰河道水流，并且通航标准达到Ⅵ级航道要求，航运也不会受到任何影响。该闸门在地面以上可以做到维持景观的本来面貌，还可以形成河口瀑布，由于没有庞大的启闭设施，营造了水天一色的秀美景观。

2）三峡升船机卧倒门。升船机的目的就是要解决船只过坝的问题，问题的关键点在于如何连通和断开承船箱与航道之间水体。三峡升船机使承船箱和闸首卧倒门与密封框联合运行以达到上述目的。这是目前世界上规模最大的升船机，是我国也是世界升船机发展史上的一个重要节点。闸首卧倒闸门高9.8 m，宽18.6 m，自重约75 t，属超大型金属结构闸门。

3）上海市清水河泵闸工程。上海市清水河泵闸由1座单孔净宽8 m的节制闸和1座总流量30 m3/s的泵站组成。其节制闸的工作闸门为水下卧倒门结构，除了担负挡潮（挡水）的双向挡水任务之外，还有排涝、引水等调节内河水位的功能要求。