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    淺談鋼壩在德州市景觀水閘中的應(yīng)用

    2012-08-15 00:42:15吳金磊李海洋
    山東水利 2012年7期
    關(guān)鍵詞:鋼壩橫軸橡膠壩

    于 芳,吳金磊,李海洋

    (德州市水利勘察設(shè)計(jì)研究院,山東 德州 253014)

    為適應(yīng)德州市陵縣開發(fā)區(qū)的總體規(guī)劃,開發(fā)陵縣旅游資源,攔蓄新隔津河水庫水,實(shí)現(xiàn)德州市陵縣開發(fā)區(qū)水系與景觀結(jié)合的目標(biāo),修建了德州市陵縣一中景觀水閘工程。該工程位于德州市陵縣開發(fā)區(qū)新隔津河上,北臨104國道,南靠陵縣一中,距上游新隔津河水庫約500 m。

    1 工程概況

    德州市陵縣一中景觀水閘閘室部分總長37.81 m,寬15.2 m,閘底板高程12.60 m,閘墩頂高程18.00 m。閘室由2個(gè)底橫軸翻轉(zhuǎn)鋼壩組成,兩鋼壩之間距離22.73 m,鋼壩閘門尺寸為8m×4.7m。正常運(yùn)行時(shí),上游設(shè)計(jì)水位約16.6 m,下游設(shè)計(jì)水位約為15.6 m;上閘首底板上接鋪蓋15m,連接翼墻為弧形翼墻,上接護(hù)坡為M10漿砌塊石護(hù)坡;下閘首底板連接排水反濾層3 m,后接消力池15 m、護(hù)坦15 m,連接翼墻為弧形翼墻,后接護(hù)坡為M10漿砌塊石護(hù)坡。距離閘室中心,上下游100m處分別設(shè)置1個(gè)信號燈和4個(gè)系船柱,便于船舶???。通過上下閘首的閘門底軸轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)節(jié)兩側(cè)設(shè)計(jì)水位,既解決了水位高差問題,又能滿足通水通航要求,保證了水系連通工程的順利實(shí)施。

    2 方案比選

    水閘型式的選擇,結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)、河道特性、施工管理等因素因地制宜地綜合考慮。初步選定底橫軸翻轉(zhuǎn)水閘和橡膠壩兩種方案。下面從幾方面分析比較。

    2.1 使用壽命

    底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門是由鋼板焊接并進(jìn)行防腐處理而成,閘門底支鉸中采用了特殊的自潤滑材料,能在水下運(yùn)行若干年無需加注潤滑油,且不會發(fā)生銹蝕,設(shè)計(jì)使用壽命可達(dá)50~60年。橡膠壩的使用壽命大約為 10~15年。

    2.2 運(yùn)行情況

    1)橡膠壩的壩體升降需通過充水(氣)或排水(氣)來完成,需占用大量的時(shí)間;底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門是用電液一體式啟閉機(jī)來控制(啟閉速度為1~2 m/min),僅需3~5 min即可完成閘門的啟閉,突發(fā)洪水時(shí)能確保及時(shí)泄洪。

    2)由于橡膠壩容易出現(xiàn)泄漏問題,需要經(jīng)常性的充水(氣),否則會出現(xiàn)自動(dòng)塌壩的現(xiàn)象;而底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門配備了液壓鎖定裝置,當(dāng)閘門開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)水位時(shí)都不會發(fā)生自動(dòng)塌壩的現(xiàn)象。

    2.3 安全可靠性及占地問題

    橡膠壩須建水泵房或供氣站,管路較復(fù)雜,因而需建穩(wěn)壓池和二層以上的管理房,占地耗資大;底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門只需配備2臺電液一體式啟閉機(jī),結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、無外露油管及泵站等附屬設(shè)施,只需一層的控制室即可,外觀可根據(jù)環(huán)境條件設(shè)計(jì)。有時(shí)還可配備手動(dòng)應(yīng)急裝置,在斷電時(shí)可手動(dòng)啟閉閘門,因而提高了安全性、可靠性。

    2.4 冰凍問題

    橡膠壩冬季須做好刨冰工作,春季須防冰凌溢流;底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門冬季只需降低閘門高度,冰層就會從閘門上方通過,從而有效地緩解水結(jié)冰時(shí)膨脹度,閘門不會受到任何的破壞。

    2.5 淤積、防腐問題

    底軸翻轉(zhuǎn)閘門是一種新型景觀門,閘門門葉圍繞底橫軸軸心旋轉(zhuǎn),啟閉時(shí)底止水橡膠壓在底軸的表面,淤積不會影響閘門的正常運(yùn)行。對底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門表面進(jìn)行熱噴鋅,鋅層附著力極強(qiáng),河流中一般的雜物不會對其造成破壞。

    2.6 行船問題

    該工程有行船要求。橡膠壩雖然壩頂可以溢流,卻不能行船;而底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門通過底橫軸旋轉(zhuǎn),可實(shí)現(xiàn)閘門90°翻轉(zhuǎn),能滿足行船要求。

    經(jīng)綜合考慮,按照經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、運(yùn)行可靠、管理方便的原則,確定選擇底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門。

    3 底橫軸翻轉(zhuǎn)鋼壩的構(gòu)成及工作原理

    該工程一組鋼壩是由底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門(長×寬:8 m×4.7 m)和兩臺液壓啟閉機(jī)組成。

    3.1 底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門構(gòu)成

    底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門是一種新型景觀液壓驅(qū)動(dòng)式閘門,它由門葉、底橫軸(固定在門葉底部)、多個(gè)底支座、軸承(具有自潤滑)、底止水封、側(cè)止水封、曲柄拐臂、底軸與閘室之間的防水套裝置、液壓驅(qū)動(dòng)裝置以及液壓鎖定裝置等組成。

    3.2 底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門工作原理

    底橫軸翻轉(zhuǎn)閘門的受力結(jié)構(gòu)從常規(guī)閘門的橫主梁變?yōu)榕c孔口跨度無關(guān)的縱向懸臂主梁受力結(jié)構(gòu),門葉的懸臂固定端與底橫軸連接,閘門的啟閉由2臺電液一體式啟閉機(jī)直接驅(qū)動(dòng)底軸旋轉(zhuǎn)。底橫軸的兩端穿過閘墻外伸,其外伸端曲柄拐臂與電液一體式啟閉機(jī)連接,啟閉機(jī)庫位于兩側(cè)閘墩內(nèi),底橫軸與閘墻之間有水封裝置,河道內(nèi)的水不會滲入啟閉機(jī)庫。通過控制閘墩兩側(cè)的電液一體式啟閉機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)底橫軸作90°的旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)閘門的啟閉,能有效保證河道的蓄水、溢流、泄洪、行船等。

    3.3 液壓啟閉機(jī)構(gòu)成

    啟閉機(jī)由液壓油缸、油泵、儲油箱、濾油器、電動(dòng)機(jī)、集成閥組等組成。使用時(shí)只需操作控制柜接通控制電源,便使活塞桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)啟閉。

    4 結(jié)語

    底橫軸翻轉(zhuǎn)鋼壩是一種新型的景觀液壓驅(qū)動(dòng)式鋼壩,無普通水閘所需的上部結(jié)構(gòu),故河道景觀效果佳,無礙風(fēng)景和通航;而且操作(維護(hù))方便快捷、啟閉靈活,閘門開度無級可調(diào)、方便調(diào)度,啟閉設(shè)備較隱蔽,不會對原有河道的景觀造成不利影響。陵縣一中景觀水閘工程集補(bǔ)水、排澇及旅游觀光等功能于一體,對水質(zhì)、景觀等方面的提升將發(fā)揮重要作用,成為親水、近水、人水和諧相處的好場所。

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