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防汛閘門止水設(shè)置探討

文檔作者：肖志喬孫嘉華文檔來源： 1．上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院 2．上海勘測設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月08日
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第5期
2010年5月
廣東水利水電
GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER
No．5
May．2010
防汛閘門止水設(shè)置探討
肖志喬 ，孫嘉華
(1．上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院，上海200063；2．上?？睖y設(shè)計(jì)研究院，上海200434)
摘要：瀕江臨海的特殊地理位置使上海常常受到來自海洋、內(nèi)陸潮水或洪水的侵襲。大堤和閘門共同組成的防汛體系保
障了市民的生命財產(chǎn)安全?，F(xiàn)行的規(guī)范中沒有專門針對防汛閘門止水設(shè)置做出規(guī)定，該文針對上海市防汛閘門的類型和
特點(diǎn)，指出并非所有防汛閘門均需設(shè)置止水，應(yīng)從防汛大堤安全角度論證設(shè)置止水的必要性，以節(jié)省工程成本，并方便工程
管理。
關(guān)鍵詞：上海；防汛閘門；止水
中圖分類號：TV663 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008一O112(2010)05—0061—03
前言
上海地處太湖水系下游，位于長江人?？?，東瀕東
海，北界長江，南臨杭州灣，西靠太湖，黃浦江、蘇州河貫
穿市區(qū)。全市位于三角洲沖積平原上，地勢低洼，平均
海拔為4m左右，其中1／4的面積低于3．10m，最低處僅
為2．13m，黃浦江大潮水位常高出地面1m以上，而外
海歷史有記錄高潮時的最高潮位金山嘴為6．57m，蘆潮
港為5．68m，吳淞口為5．99m，崇明堡鎮(zhèn)為6．03m。瀕
江臨海的特殊地理位置使上海常常受到來自海洋的潮
水或內(nèi)陸的洪水的侵襲?！氨鴣韺?，水來土掩”是千
百年來由實(shí)踐得出的道理，歷代人民為保障安居樂業(yè)以
修筑海塘和江堤防御洪潮災(zāi)害。目前，上海市已建海塘
總長達(dá)500多km，黃浦江堤長200多km。
為了降低海塘或江堤的高度，一般選擇臨水側(cè)修建
防汛(浪)墻，以節(jié)省工程投資。同時，為了滿足防汛搶
險、交通物流或者碼頭運(yùn)輸?shù)裙δ芤?，一般在防?
(浪)墻上開設(shè)缺口，布設(shè)活動擋水建筑物，即防汛閘門
(亦稱旱閘)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上海市僅黃浦江上就有1 300余
座防汛閘門。
1 防汛閘門類型與特點(diǎn)
上海市防汛閘門經(jīng)過幾十年的演變，發(fā)展了多種類
型的閘門。從材質(zhì)上分類，防汛閘門可分為木閘門、鋼
閘門、鋼筋混凝土門等；從閘門的組裝形式上分類，可分
為疊梁門、插板門、整體式閘門等；從門型上分類，可分
為一字門、人字門、雙層人字門、橫拉門、加支墩的橫拉
門、升降平板門等；從功能上分類，可分為臨時防汛閘門
和永久防汛閘門。如果只允許人通過，則可在防汛
(浪)墻內(nèi)外側(cè)設(shè)置階梯踏步或者鋼爬梯即可，無需設(shè)
置專門的防汛閘門。
由于防汛閘門一般設(shè)在防汛(浪)墻上，多與防汛
(浪)墻等高，故防汛閘門門高一般不超過2．5in，加上
防汛(浪)墻設(shè)計(jì)時均會考慮一定超高，而上海屬于非
正規(guī)半日淺海潮，達(dá)到設(shè)計(jì)潮位次數(shù)有限，因此，防汛閘
門一般情況下?lián)跛?浪)時問短、水(浪)壓小。這與水
利工程上為節(jié)制河道水流而設(shè)置的閘門有明顯不同，平
時開啟作為通道口門，只有在高潮位時才關(guān)門擋浪
(水)。
2 防汛閘門止水設(shè)置探討
防汛閘門的作用是方便防汛搶險人員和物資順利
到達(dá)危險堤段，為防汛搶險提供安全通道。防汛閘門止
水的作用是防止外海(河)側(cè)來水(浪)大量涌人防汛
(浪)墻與閘門縫隙內(nèi)，從而確保堤防及其保護(hù)范圍內(nèi)
人民生命財產(chǎn)的安全。
防汛閘門所受荷載小、歷時短，一般在大潮來臨前
關(guān)閉閘門，并采用背水面設(shè)“u”型橡皮止水。這種止水
設(shè)置對于設(shè)計(jì)高潮位高于閘底高程的防汛閘門是十分
必要的，也是無可厚非的。但對于閘門底坎高程遠(yuǎn)高于
高潮位、f145基本位于計(jì)算堤頂高程的超高值范圍內(nèi)的
防汛閘門，其閘門止水的設(shè)置與否還需進(jìn)行必要的分析
和探討。而現(xiàn)行的規(guī)范中沒有專門針對防汛閘門止水
收稿日期：2010—04—23
作者簡介：肖志喬(1977一)，男，碩士，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)研究工作。
· 61 ·
2010年5月第5期 肖志喬。等：防汛閘門止水設(shè)置探討 No．5 May．2010
設(shè)置做出的規(guī)定。本文根據(jù)越浪量計(jì)算是否滿足規(guī)范
要求來確定是否設(shè)置止水。
根據(jù)《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，堤頂高程應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)
高潮(水)位、波浪爬高及安全加高值計(jì)算確定，不允許
越浪設(shè)計(jì)時波浪計(jì)算的累積頻率為2％ ，允許越浪時為
13％，其相應(yīng)的安全加高值也不同。事實(shí)上，不允許越
浪也是相對而言，所謂不允許越浪并非一點(diǎn)浪也不超
越，即使所有因素都確定，也還有2％的概率，根據(jù)規(guī)范
公式和多個工程物模試驗(yàn)表明，不允許越浪堤防也會有
不同程度的越浪量，但只要越浪量小于規(guī)范規(guī)定允許值
也能滿足安全要求。因此，防汛閘門止水設(shè)置與否也可
以通過計(jì)算或者物模試驗(yàn)確定，若不設(shè)止水時越浪量小
于規(guī)范允許值，則大可不必設(shè)置止水，并通過合理的工
程措施，將少量越浪導(dǎo)人外海，從而節(jié)省工程建設(shè)的成
本，并方便防汛管理工作。
3 工程實(shí)例
某新建圍堤位于長江口南岸，防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一
遇高潮位(6．26m)+12級風(fēng)下限組合，堤防級別為l
級，設(shè)計(jì)堤頂高程為8．50m，采用深弧型防浪墻，墻頂高
出人行步道1．0m，為方便游人進(jìn)出大堤外側(cè)景觀平臺，
沿線設(shè)有5座景觀防汛閘門，均為橫拉門，閘門凈高為
1Ill，門頂高程為8．50m，閘門平時藏在門庫內(nèi)，門庫內(nèi)
設(shè)有排水孔，排放雨水和波浪積水。
當(dāng)遭遇100年一遇高潮位+12級風(fēng)組合時，波浪
爬高也未超過閘門底高程，閘門只受風(fēng)荷載。只有當(dāng)遭
遇200年一遇高潮位+12級風(fēng)組合時，波浪頂高程約
為7．70m，高出閘底高程約0．20m，且本工程在施工期
間考慮了新建圍堤的沉降因素，圍堤拋高了0．80m(按
50年沉降期考慮)，竣工時閘門底標(biāo)高為8．30m，故閘
門即使遭遇200年一遇高潮位+l2級風(fēng)組合，在很長
一段時間也不會有波浪力作用。因此，閘門遭受波浪襲
擊的可能性很小。
防汛閘門處越浪量計(jì)算依據(jù)《海港水文規(guī)范》和
《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，設(shè)計(jì)波浪條件下允許越浪量為
0．05m ／(S·m)。計(jì)算結(jié)果見表1。
表1．堤頂越浪量計(jì)算成果
注：無墻工況是指閘門完全開啟情況
從計(jì)算結(jié)果可知，在有墻時，堤頂越浪量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于
規(guī)范要求。閘門全開時，若按竣工高程計(jì)算，則滿足規(guī)
范要求，若按設(shè)計(jì)高程計(jì)算，則超過規(guī)范要求。閘門關(guān)
閉時，閘門兩端伸入門庫或門墩0．3m，閘門向下也伸入
底檻門槽內(nèi)，因此，浪不會全部進(jìn)入堤內(nèi)，一般只有總越
浪量的10％ (0．010m ／(S·Il1)<0．05m ／(S·m))，即
使按越浪量的50％(0．050m ／(S·m)=0．05m ／(S·
In))計(jì)算，也可滿足規(guī)范要求。少量越浪可通過門庫內(nèi)
{j}水孔{j}出。
一般地，位于一線大堤上的防汛閘門均需設(shè)止水，但
考慮到本工程5座防汛閘門為橫拉門，閘門凈高只有
1．0m，基本在圍堤的安全超高內(nèi)(本工程安全超高為
1．0m)，遭受波浪襲擊的概率很小，且新建圍堤考慮沉降預(yù)
留拋高0．8m。此外，橫拉門設(shè)止水后，止水帶與門庫摩擦
力較大，如果設(shè)電動葫蘆，則需要從周邊牽引電線至閘門
處，由于閘門開閉次數(shù)較少，電動葫蘆較易損壞，且電動葫
． 62 ．
蘆需定期維修養(yǎng)護(hù)，成本較高；若不設(shè)電動葫蘆，則閘門啟
閉需3人以上才能拉動，勞神費(fèi)力，管理不方便。不設(shè)止
水，則一人便可輕松拉動閘門，管理十分方便。
當(dāng)遭遇惡劣氣候時，波浪拍打外坡產(chǎn)生的浪花從閘
門側(cè)面及底部進(jìn)入閘門門槽，但水量很少，且門槽低于
閘門底檻，浪水會暫時停留在門槽內(nèi)，并通過預(yù)埋的排
水管排到堤外。綜合考慮上述因素，本工程5座閘門可
以不設(shè)止水。
因此，從該工程實(shí)例可以看出，并非所有防汛閘門
均需設(shè)置止水，應(yīng)從防汛大堤安全角度論證設(shè)置止水的
必要性，以節(jié)省工程成本，并方便工程管理。
長江口南岸某新建圍堤由于采用了景觀和消浪效
果均較好的深弧型防浪墻，墻體寬約1．1m，因此，可以
在寬厚的墻體內(nèi)部設(shè)置橫拉門的門庫，平時防汛閘門開
啟時，閘門藏于門庫內(nèi)，避免風(fēng)雨對閘門門體的侵蝕，既
可以降低閘門養(yǎng)護(hù)成本和管理成本，又可以增加防汛大
2010年5月第5期 廣東水利水電 No．5 Mav．2010
堤的景觀效果。門庫底部設(shè)排水孔，方便雨水或波浪積
水排出，保證門庫干燥，門檻處導(dǎo)軌上方設(shè)置鋼蓋板，防
汛閘門開啟時，鋼蓋板蓋上，既可防止廢棄物進(jìn)入門槽
內(nèi)，也可減少雨水進(jìn)入門庫，且在閘門外側(cè)設(shè)殘疾人通
道后，還可方便殘疾人通行。改進(jìn)型橫拉門工程實(shí)例詳
見圖1。
圖1 改進(jìn)型橫拉門實(shí)例照片
4 結(jié)語
大堤和閘門組成的防汛體系給市民的生命財產(chǎn)安
全帶來了保障，采用何種類型的防汛閘門以及防汛閘門
止水設(shè)置與否均應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行考慮。對于門高
在安全超高范圍內(nèi)且滿足允許越浪量要求的防汛閘門
可不設(shè)止水，反之則應(yīng)設(shè)置止水。最后通過工程實(shí)例加
以分析佐證，提出不設(shè)止水防汛閘門的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，
為類似工程設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
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(本文責(zé)任編輯馬克俊)
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(上接第58頁)
經(jīng)過檢查，支墊塊各部安裝公差都達(dá)到設(shè)計(jì)要求
后，可準(zhǔn)備澆灌環(huán)氧樹脂填料，環(huán)氧樹脂達(dá)到設(shè)計(jì)‘強(qiáng)度
后，再進(jìn)行支墊塊的間隙復(fù)測。
5．2 環(huán)氧樹脂填料澆灌
在支、枕墊塊安裝調(diào)整好后，支、枕墊塊與門體和枕
座埋件之間有20ram左右的間隙，此間隙用環(huán)氧樹脂作
填料。環(huán)氧樹脂澆灌是人字閘門安裝的關(guān)鍵工序，直接
影響閘門的穩(wěn)定性和止水性能，澆灌后門體已完全定
型，兇此，填料澆灌時，門體安裝精度應(yīng)該達(dá)到下述尺寸
要求時，才具備澆灌條件：① 門葉頂樞底樞旋轉(zhuǎn)軸線調(diào)
整好，斜接柱上任一點(diǎn)的跳動量在1mlYl以內(nèi)；② 門葉寬
度(8 843mm)偏差不大于4．Omm；③ 門軸柱斜接柱上
支、枕墊塊接觸止水中心的連線及頂樞中心的幾何位置
完全正確；④ 門葉處于全關(guān)位置時，支、枕墊塊相互頂
緊，用塞尺檢查，連續(xù)間隙小于0．15mm，局部問隙小于
0．3IIlII1，長度不超過總長度的10％ 。
環(huán)氧樹脂填料的材料和配方如下(重量比)：環(huán)氧
樹脂：二丁脂：多乙烯多胺：水泥=100：12：12：若干。
配制工藝如下：先將6101 環(huán)氧樹脂用隔水加熱
(如果氣溫適中在27~C～32℃之間可以不需加熱)，均
勻加溫到25％ ～30qC左右，按配方依次加入二丁脂(增
塑劑)、多乙烯多胺(固化劑)，最后加入500 水泥攪拌
均勻。漿液溫度控制在35 oC～40℃ 左右，否則強(qiáng)度降
低，不能澆灌，甚至漿液被燒糊，故由拌料到澆灌的速度
要快。環(huán)氧樹脂填料的漿液具有中等流動性，如果密封
不好，甚至出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，因此，支枕墊塊與擋塊之間的
問隙應(yīng)采用嚴(yán)密密封措施。
環(huán)氧樹脂澆灌時，使門葉處于全關(guān)位置，支、枕墊塊
相互頂緊的情況下的間隙，每條支墊從上往下進(jìn)行澆
灌，澆灌順序是先枕墊、后澆灌門軸柱和斜接柱支墊塊。
環(huán)氧樹脂填料澆灌后，要檢查填料的致密程度，在
成型后有無空洞、夾層等現(xiàn)象。
6 結(jié)語
以上所述：① 埋件安裝的“三角交匯法”測量方法
以及底檻安裝工藝；② 閘門“四點(diǎn)平移法”吊裝方法；③
閘門拼裝、焊接工藝、反變形值控制以及門葉調(diào)整方法；
④ 門體止水部件安裝和環(huán)氧樹脂填料澆灌工藝等施工
技術(shù)，都有一定的特色和創(chuàng)新，同時能夠在保證施工安
全和質(zhì)量的前提下，以最快的安裝速度完成施工任務(wù)，
能盡快達(dá)到船閘通航的目的。
(本文責(zé)任編輯馬克俊)
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