隨著我國水利工程建設的新發(fā)展,城鄉(xiāng)水生態(tài)環(huán)境建設與河道攔水構筑物的結合日趨緊密,河道攔水構筑物在滿足河道水利工程防洪、供水灌溉功能的同時,需要著重提高城鄉(xiāng)規(guī)劃的景觀效應。傳統(tǒng)攔水構筑物橡膠壩在行洪安全、景觀效果上已經(jīng)逐漸無法滿足新時代的要求。為適應新形勢下河道攔水構筑物的設計要求,通過調查分析和對比,歸納總結了 5 種***攔水閘的技術特點以及應用情況,為河道水利工程攔水構筑物的選型與應用提供參考。
隨著我國經(jīng)濟及社會的持續(xù)發(fā)展,城市人口和工業(yè)迅速增長,城鄉(xiāng)用水狀況也發(fā)生了根本性的變化,各行業(yè)與水利的關系日趨密切,城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境建設有機結合攔水閘壩,能夠在實現(xiàn)傳統(tǒng)水利工程防洪、供水灌溉功能的同時,提高城鄉(xiāng)規(guī)劃的景觀效益,體現(xiàn)人水和諧的當代生態(tài)治水理念。城鄉(xiāng)地區(qū)河道攔水工程具有以下特點:
(1) 對城市河道形成景觀效應,改善城鄉(xiāng)河道水系生態(tài)環(huán)境。
(2) 由于建設區(qū)河道坡降比低,因此擋水水頭一般不超過 6 m,在工程等級上劃分為低水頭攔水壩。
(3) 河道兩岸需要設置河堤,閘壩建成后需要能夠自由啟閉***行洪安全,同時不影響原河道設計的其他功能,如在通航河道不影響通航功能 [1] 。
隨著水利技術的發(fā)展,傳統(tǒng)河道攔水構筑物橡膠壩的缺點也暴露無遺,壩袋易老化破壞,升降操作時間過長,且壩內(nèi)氣體不能完全放盡,會造成高低不同的壅水高度,且過水水深有嚴格限制,影響行洪流量,無法滿足快速截流和泄洪的要求 [2] 。針對這些缺陷,國內(nèi)外涌現(xiàn)出一批***的低水頭攔水閘壩,逐漸替代了傳統(tǒng)形式的低水頭攔水閘壩。本文主要闡述鋼壩閘、翻板閘、氣盾閘、液壓支撐閘、合頁閘五種***攔水閘的技術特點及應用進展 [3] 。
1 各種攔水閘的技術特點
1. 1 鋼壩閘
鋼壩閘學術名稱為底軸驅動翻轉閘門(見圖1),底軸兩端穿過邊墻向外延展與閘板兩側液壓啟閉系統(tǒng)相連接,由液壓啟閉系統(tǒng)提供動力,驅動拐臂形成扭矩,使閘板以底軸為軸心轉動實現(xiàn)閘門啟閉的閘型。位于啟閉機房的液壓鎖定設備決定了閘門的開啟角度,閘門的開度范圍一般為 0° ~ 90°的任意角度,可以實現(xiàn)任意高度擋水。整體工程由閘底板等混凝土工程、鋼閘板、液壓啟閉系統(tǒng)等組成。由于閘門底軸需要與外墻內(nèi)的液壓啟閉系統(tǒng)相連,同時底軸兩側由于扭矩問題需要設置中墩類的啟閉機房,導致該類閘門土建工程量較大。壩面采用單跨連體結構,無其他支撐機構,可以在任意角度內(nèi)停留,實現(xiàn)任意角度擋水。但由于連體結構影響,閘板需要同升同降,無法靈活交替操作閘門啟閉實現(xiàn)良好的沖砂排淤效果[4] 。視上下游水利條件不同,閘門運行速度可達到 1 m/min ~2 m/min,升壩降壩速度快,當閘門全部關閉處于垂直 90°角時可實現(xiàn)溢流達到河道景觀效果。由于鋼壩閘為剛性結構,且底轉軸與門體為一整體,抗基礎變形能力差。受啟閉系統(tǒng)及地基要求影響,單跨閘門不易過長,否則驅動底軸尺寸太大,安全風險及經(jīng)濟***過高。一般單跨控制在40 m 以內(nèi),河道較寬時需要設置中墩及檢修廊道,工程量巨大,且由于中墩閘室難以實現(xiàn)完全密封,導致行洪期容易漏水進而造成閘室存水腐蝕啟閉機