閥門知識

浮箱式閘門的應用

作者:浙江日高閥門有限公司 來源://www.rzbyeb.com.cn 發布于:2016-11-22 14:32:16

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  浮箱式閘門是近幾年涌現出來的一種適合于運河或沿海地區水利樞紐工程建設的新型閘門。隨著我國水利建設的深入開展和水資源的開發利用,這項先進的閘門技術,正逐步引起工程界更多的關注。
 一、浮箱式閘門簡介
 1.浮箱式閘門的特點
 水利水電工程的閘門種類很多、按構造特征可分為梁式閘門、平面閘門、屋頂閘門、弧形閘門、扇形閘門、鼓形閘門、圓管式閘門、拱形閘門、球形閘門、浮箱式閘門等,各種閘門由于結構上的差異,都有各自不同的特點。
 浮箱式閘門一般只能在靜水中或流速較小的水域中操作運行,除在船塢上作為工作閘門外,還可以用在船閘、溢洪道和水閘上作為檢修閘門。此外,在一些中小型水利工程、清淤工程中,浮箱式閘門還可以作為臨時圍堰或擋水閘。其主要特點如下:
 (1)可以封閉相當大面積的孔口。
 (2)不要求特別的啟閉設備。門葉可以在水中自由浮動,運輸方便。對河道上有多級閘孔寬度相同的水閘,作為共用的檢修閘門更為有利。
 (3)門葉剛度較大。由于具有中空閘室,閘門的重量相對較輕。
 (4)當布置在水閘或溢洪道閘墩的上游時,可不設門槽,有利于泄水。
 (5)作為防洪設施時,由于本身的結構特點,過水和泄洪不需其他輔助設施。
 (6)不能在動水中操作,應用范圍受到一定限制。
 (7)工程的整體造價偏高。
 (8)需要有一定的吃水深度,閘門才能運轉,啟閉操作比較費時。
 2.浮箱式閘門的組成和工作原理
 浮箱式閘門一般由閘室(可充放水箱體)、閘塢、轉動中樞、壩檻、推進裝置、基礎部分、控制系統等組成。主要利用水的浮力和重力作用啟閉。需要關閉時,閘門利用水的浮力和推進裝置的推進,運動至既定關閉位置,閘室進水,閘門下沉至關閉??羰?,閘室內的水被抽干、利用水的浮力閘門升起,在推進裝置的作用下,閘門復位于閘塢。
 3.浮箱式閘門的作用
 浮箱式閘門作為閘門的一種,基本作用也可概括為用來控制水位和調節流量的低水頭水工建筑物。一般情況下,它既可擋水,又可泄水??梢栽諗┨錒喔?、水力發電、防洪排澇、擋潮、城鎮供水等方面,得到廣泛的應用。也可與其他水工建筑物(如堤壩、船閘、魚筏道、水電站、揚水站或其他水閘等)組成水利樞紐。
 4.浮箱式閘門的設計原則
 (1)設計浮箱式閘門和設計其他閘門一樣首先應掌握下述基本資料。如水工建筑物的情況、下游水情、河道水質、冬季情況、通航要求、氣象和地震資料。
 (2)做好閘門的選型設計工作。選定的形式首先技術上是可行的,其次經濟上是合理的。一般來說,選型時首先要考慮水工建筑物對閘門提出的各種運行要求,如對水流的控制程序、運行的機率、安設的位置等。其次,要考慮制造安裝方面的條件,如當時當地可能獲得的制造材料、可能達到的制造安裝技術水平等。最后,還要考慮所選門型在經濟上合理,不僅包括造價,還包括運行和維護費用、使用年限以及鄰近或附屬建筑物的相應造價等。
 二、浮箱式閘門在國內外的應用與發展
 (一)國外應用情況介紹
 國外浮箱式閘門應用比較廣泛,委內瑞拉古里水電站和英國帕克爾水電站的溢洪道檢修門,美國麻雀點和布勒默頓船塢的船塢工作門都采用浮箱式閘門。但目前國外浮箱式閘門最具代表性的應用是荷蘭新沃特偉赫河上的阻浪閘工程。
 1991年,荷蘭同家交通、公共設施和水利部在通過縝密的可行性調查和嚴格的技術和經濟可行性論證之后,批準在荷蘭角附近的新沃特偉赫河上建造可活動阻浪閘。設計閘門僅在高水位時合攏,合攏次數預計為平均每10年一次或兩次?;疽笫竊謨瀉樗彩?,閘門應保證降低鹿廉特丹地區水位1.6m,降低多德赫特地區0.6m,從而緩和對鹿特丹地區堤壩高度的要求。
 1.日高閘閥的組成與主要參數:
 (1)閘門:阻浪閘的閘門就是兩個滑位墻。每個滑位墻高22m,長210m,共有15個隔間。當滑位墻位于水中時,一個隔間與水隔絕,其內設有電器和水利設施,技術人員在此操作,其余隔間被水充滿。
 (2)球鉸和基部。球鉸并不是一個完整的球,它由若干個球面或殼形元件組成,在一個由10個鑄鋼件組成的基座上轉動。在閘門啟閉的過程中,球鉸是關鍵部件,就像肩關節一樣,被設計用來保證閘門可在各個方向隨著波浪移動,同時將作用在閘門上的水壓力傳遞到基礎上。
 角形墩重達52000t,構成了可受力70000t的球鉸基部。作用于滑位墻的力通過擤桁架梁和球鉸傳遞到這個碩大的角形混凝土墩上,最后將壓力傳至地下。
 (3)桁架梁。桁架梁把施加于滑位墻的力傳遞到球窩接頭。每個桁架梁長度為237m,由3個巨型管呈梭形構成,底部的巨型管直徑1.8m,管壁厚6~9tcm。
 (4)自動推進器。閘門由設于滑位墻頂部的自動推進器推動。自動推進器具有6個嵌齒輪,由水電機和齒輪傳動裝置帶動。
 (5)控制系統??刂葡低懲ü栽げ獾母咚患跋喙睪恿韉氖導仕緩土髁康卻罅渴蕕拇碓ぜ瞥霰鏡厙乃?。根據此信息決定阻浪閘是否應該合攏。同時控制閘塢鎖定裝置、推進裝置、水泵等裝置協調工作。
 2.運行狀況與作用
 當鹿特丹水位預計超過阿姆斯特丹標準參照水位3m時,控制系統將新沃特偉赫河上的阻浪閘預先關閉。整個合攏和重新開啟過程如下:
 (1)控制系統對阻浪閘發出準備指令
 (2)通知海港調度中心,中心對來往船只發出警報
 (3)原本干燥的船塢進水至與河面相同水位,河道航運中斷。
 (4)阻浪閘接列合攏指令,兩滑位墻漂浮至河道中央,閥門開啟,閘室進水,下沉過程開始
 (5)一個半小時后,滑位墻下沉至桁架梁1米以上處,高速水流沖刷桁架梁沉積物。
 (6)合攏過程開始后兩小時,滑位墻平穩下沉至清理過的桁架梁并封閉新沃特偉赫河道。
 洪水過后,閘門一側的水位高于海水涌入一側的水位。此時阻浪閘重新開啟。首先閘室內的水被抽干,閘門上浮。由自動推進裝置推動,滑位墻返回閘塢。閘塢中的水被抽干至可控水平后,閘塢的門關閉。
 阻浪閘和主要河道的堤壩加固工程,組成了整體防洪體系,共同?;ず衫冀塹厙饈芎樗:?。
 (二)浮箱式閘門在國內水利工程中的應用情況
 近年來,國內如浙江省富春江水電站,利用浮箱式閘門作為溢洪道檢修門;安徽省宿縣閘,利用浮箱式閘門作為水閘、船閘等合用的檢修門,而日可拼拆組合成跨度分別是10m、7.4m、6m的閘門。
 浮箱式閘門在國內應用比較有代表性的工程是中運河浮箱閘門的建造。中運河浮箱閘門由水利部淮委規劃設計院設汁,安徽省水利科學研究院負責檢測和監理,由安徽省疏浚工程公司船舶修造廠承建,于1995年5月中旬建造竣工。
 該浮箱式閘門是中運河臨時控制設施,位于江蘇邳州幣境內,是整個沂沭泗洪水東調南下工程的重要組成部分。閘門總長51.5m,最大寬度5m,最大高度7.5m,全部重量409.51t。該浮箱式閘門除具有平面閘門的一般特征外,很大程度上只有內河鋼質船舶的特點,其結構形式介于閘門與船舶之間,門體尺寸之大,結構之復雜,均為國內之首創,被譽為世界第二,亞洲第一。
 該閘門啟閉方式與門樞相仿,閉門時利用拖輪牽動門體、使門體基本就位,再向調節水艙充水使門體慢慢下沉,使門體與閘墩緊密結合??攀?,開啟水泵抽排調節水艙內水位,使門體浮起,然后利用電動鉸鏈或拖輪牽動門體,回復到門庫內,并使門體下沉。再將門體固定在門庫內的帶纜樁上,從而使該閘不僅具有閘門擋水性能,又具有船舶的浮游穩定性。
 三、幾點建議
 1.浮箱式閘門在我國水利工程上的應用還處于初級階段,我國有許多防洪工程、小型河道截流改道、清淤和調水工程以及城市防洪工程等,修建臨時圍河堰都可以考慮建造浮箱式閘門.在一些水電站建設和船塢建設中,更可以廣泛應用這種閘門。盡管一次性投資較大,但周期短,可重復性使用,效益明顯。
 2.為了使浮箱式閘門這項技術更好地服務于我國的水利建設,在施工建造過程中確保質量,做到技術先進、經濟合理、運行安全,各類施工、設計、研究部門應加緊對該技術進行專題研究工作。
 3.由于浮箱式閘門目前應用并不廣泛,還沒有成熟的設計標準,所以應組織有關部門制定專門的標準規范,使設計、制造、檢測具有科學的依據。
關鍵詞:閘門,浮箱式閘門
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