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浮箱式闸门的使用

作者:w88w171优德阀门有限公司 来源: 发布于:2016-11-22 14:32:16

 浮箱式闸门的使用

  浮箱式闸门是近几年涌现出来的一种适合于运河或沿海地区水利枢纽工程建设的新型闸门。随着我国水利建设的深入开展和水资源的开发利用,这项先进的闸门技术,正逐步引起工程界更多的关注。
 一、浮箱式闸门简介
 1.浮箱式闸门的特征
 水利水电工程的闸门种类很多、按构造特征可分为梁式闸门、平面闸门、屋顶闸门、弧形闸门、扇形闸门、鼓形闸门、圆管式闸门、拱形闸门、球形闸门、浮箱式闸门等,各种闸门由于结构上的差异,都有各自不同的特征。
 浮箱式闸门一般只能在静水中或流速较小的水域中操作运行,除在船坞上作为工作闸门外,还可以用在船闸、溢洪道和水闸上作为检修闸门。此外,在一些中小型水利工程、清淤工程中,浮箱式闸门还可以作为临时围堰或挡水闸。其主要特征如下:
 (1)可以封闭相当大面积的孔口。
 (2)不要求特别的启闭设备。门叶可以在水中自由浮动,运输方便。对河道上有多级闸孔宽度相同的水闸,作为共用的检修闸门更为有利。
 (3)门叶刚度较大。由于具有中空闸室,闸门的重量相对较轻。
 (4)当布置在水闸或溢洪道闸墩的上游时,可不设门槽,有利于泄水。
 (5)作为防洪设施时,由于本身的结构特征,过水和泄洪不需其他辅助设施。
 (6)不能在动水中操作,使用范围受到一定限制。
 (7)工程的整体造价偏高。
 (8)需要有一定的吃水深度,闸门才能运转,启闭操作比较费时。
 2.浮箱式闸门的组成和工作原理
 浮箱式闸门一般由闸室(可充放水箱体)、闸坞、转动中枢、坝槛、推进装置、基础部分、控制系统等组成。主要利用水的浮力和重力作用启闭。需要关闭时,闸门利用水的浮力和推进装置的推进,运动至既定关闭位置,闸室进水,闸门下沉至关闭。开启时,闸室内的水被抽干、利用水的浮力闸门升起,在推进装置的作用下,闸门复位于闸坞。
 3.浮箱式闸门的作用
 浮箱式闸门作为闸门的一种,基本作用也可概括为用来控制水位和调节流量的低水头水工建筑物。一般情况下,它既可挡水,又可泄水。可以在农田灌溉、水力发电、防洪排涝、挡潮、城镇供水等方面,得到广泛的使用。也可与其他水工建筑物(如堤坝、船闸、鱼筏道、水电站、扬水站或其他水闸等)组成水利枢纽。
 4.浮箱式闸门的设计原则
 (1)设计浮箱式闸门和设计其他闸门一样首先应掌握下述基本资料。如水工建筑物的情况、下游水情、河道水质、冬季情况、通航要求、气象和地震资料。
 (2)做好闸门的选型设计工作。选定的形式首先技术上是可行的,其次经济上是合理的。一般来说,选型时首先要考虑水工建筑物对闸门提出的各种运行要求,如对水流的控制程序、运行的机率、安设的位置等。其次,要考虑制造安装方面的条件,如当时当地可能获得的制造材料、可能达到的制造安装技术水平等。最后,还要考虑所选门型在经济上合理,不仅包括造价,还包括运行和维护费用、使用年限以及邻近或附属建筑物的相应造价等。
 二、浮箱式闸门在国内外的使用与发展
 (一)国外使用情况介绍
 国外浮箱式闸门使用比较广泛,委内瑞拉古里水电站和英国帕克尔水电站的溢洪道检修门,美国麻雀点和布勒默顿船坞的船坞工作门都采用浮箱式闸门。但目前国外浮箱式闸门最具代表性的使用是荷兰新沃特伟赫河上的阻浪闸工程。
 1991年,荷兰同家交通、公共设施和水利部在通过缜密的可行性调查和严格的技术和经济可行性论证之后,批准在荷兰角附近的新沃特伟赫河上建造可活动阻浪闸。设计闸门仅在高水位时合拢,合拢次数预计为平均每10年一次或两次。基本要求是在有洪水威胁时,闸门应保证降低鹿廉特丹地区水位1.6m,降低多德赫特地区0.6m,从而缓和对鹿特丹地区堤坝高度的要求。
 1.日高闸阀的组成与主要参数:
 (1)闸门:阻浪闸的闸门就是两个滑位墙。每个滑位墙高22m,长210m,共有15个隔间。当滑位墙位于水中时,一个隔间与水隔绝,其内设有电器和水利设施,技术人员在此操作,其余隔间被水充满。
 (2)球铰和基部。球铰并不是一个完整的球,它由若干个球面或壳形元件组成,在一个由10个铸钢件组成的基座上转动。在闸门启闭的过程中,球铰是关键部件,就像肩关节一样,被设计用来保证闸门可在各个方向随着波浪移动,同时将作用在闸门上的水压力传递到基础上。
 角形墩重达52000t,构成了可受力70000t的球铰基部。作用于滑位墙的力通过擤桁架梁和球铰传递到这个硕大的角形混凝土墩上,最后将压力传至地下。
 (3)桁架梁。桁架梁把施加于滑位墙的力传递到球窝接头。每个桁架梁长度为237m,由3个巨型管呈梭形构成,底部的巨型管直径1.8m,管壁厚6~9tcm。
 (4)自动推进器。闸门由设于滑位墙顶部的自动推进器推动。自动推进器具有6个嵌齿轮,由水电机和齿轮传动装置带动。
 (5)控制系统。控制系统通过对预测的高水位及相关河流的实际水位和流量等大量数据的处理预计出本地区的水位。根据此信息决定阻浪闸是否应该合拢。同时控制闸坞锁定装置、推进装置、水泵等装置协调工作。
 2.运行状况与作用
 当鹿特丹水位预计超过阿姆斯特丹标准参照水位3m时,控制系统将新沃特伟赫河上的阻浪闸预先关闭。整个合拢和重新开启过程如下:
 (1)控制系统对阻浪闸发出准备指令
 (2)通知海港调度中心,中心对来往船只发出警报
 (3)原本干燥的船坞进水至与河面相同水位,河道航运中断。
 (4)阻浪闸接列合拢指令,两滑位墙漂浮至河道中央,阀门开启,闸室进水,下沉过程开始
 (5)一个半小时后,滑位墙下沉至桁架梁1米以上处,高速水流冲刷桁架梁沉积物。
 (6)合拢过程开始后两小时,滑位墙平稳下沉至清理过的桁架梁并封闭新沃特伟赫河道。
 洪水过后,闸门一侧的水位高于海水涌入一侧的水位。此时阻浪闸重新开启。首先闸室内的水被抽干,闸门上浮。由自动推进装置推动,滑位墙返回闸坞。闸坞中的水被抽干至可控水平后,闸坞的门关闭。
 阻浪闸和主要河道的堤坝加固工程,组成了整体防洪体系,共同保护荷兰角地区免受洪水危害。
 (二)浮箱式闸门在国内水利工程中的使用情况
 近年来,国内如浙江省富春江水电站,利用浮箱式闸门作为溢洪道检修门;安徽省宿县闸,利用浮箱式闸门作为水闸、船闸等合用的检修门,而日可拼拆组合成跨度分别是10m、7.4m、6m的闸门。
 浮箱式闸门在国内使用比较有代表性的工程是中运河浮箱闸门的建造。中运河浮箱闸门由水利部淮委规划设计院设汁,安徽省水利科学研究院负责检测和监理,由安徽省疏浚工程公司船舶修造厂承建,于1995年5月中旬建造竣工。
 该浮箱式闸门是中运河临时控制设施,位于江苏邳州币境内,是整个沂沭泗洪水东调南下工程的重要组成部分。闸门总长51.5m,最大宽度5m,最大高度7.5m,全部重量409.51t。该浮箱式闸门除具有平面闸门的一般特征外,很大程度上只有内河钢质船舶的特征,其结构形式介于闸门与船舶之间,门体尺寸之大,结构之复杂,均为国内之首创,被誉为世界第二,亚洲第一。
 该闸门启闭方式与门枢相仿,闭门时利用拖轮牵动门体、使门体基本就位,再向调节水舱充水使门体慢慢下沉,使门体与闸墩紧密结合。开门时,开启水泵抽排调节水舱内水位,使门体浮起,然后利用电动铰链或拖轮牵动门体,回复到门库内,并使门体下沉。再将门体固定在门库内的带缆桩上,从而使该闸不仅具有闸门挡水性能,又具有船舶的浮游稳定性。
 三、几点建议
 1.浮箱式闸门在我国水利工程上的使用还处于初级阶段,我国有许多防洪工程、小型河道截流改道、清淤和调水工程以及城市防洪工程等,修建临时围河堰都可以考虑建造浮箱式闸门.在一些水电站建设和船坞建设中,更可以广泛使用这种闸门。尽管一次性投资较大,但周期短,可重复性使用,效益明显。
 2.为了使浮箱式闸门这项技术更好地服务于我国的水利建设,在施工建造过程中确保质量,做到技术先进、经济合理、运行安全,各类施工、设计、研究部门应加紧对该技术进行专题研究工作。
 3.由于浮箱式闸门目前使用并不广泛,还没有成熟的设计标准,所以应组织有关部门制定专门的标准规范,使设计、制造、检测具有科学的依据。
关键词:闸门,浮箱式闸门
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