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防汛閘門(mén)止水設(shè)置探討

文檔作者：肖志喬孫嘉華文檔來(lái)源： 1．上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院 2．上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(mén)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(cè)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(lái)自海洋、內(nèi)陸潮水或洪水的侵襲。大堤和閘門(mén)共同組成的防汛體系保
障了市民的生命財(cái)產(chǎn)安全?，F(xiàn)行的規(guī)范中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)防汛閘門(mén)止水設(shè)置做出規(guī)定，該文針對(duì)上海市防汛閘門(mén)的類(lèi)型和
特點(diǎn)，指出并非所有防汛閘門(mén)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(mén)；止水
中圖分類(lèi)號(hào)：TV663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008一O112(2010)05—0061—03
前言
上海地處太湖水系下游，位于長(zhǎng)江人?？?，東瀕東
海，北界長(zhǎng)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(shì)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(shí)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(lái)自海洋的潮
水或內(nèi)陸的洪水的侵襲?！氨鴣?lái)將擋，水來(lái)土掩”是千
百年來(lái)由實(shí)踐得出的道理，歷代人民為保障安居樂(lè)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(zhǎng)達(dá)500多km，黃浦江堤長(zhǎng)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(shí)，為了滿(mǎn)足防汛搶
險(xiǎn)、交通物流或者碼頭運(yùn)輸?shù)裙δ芤螅话阍诜姥?
(浪)墻上開(kāi)設(shè)缺口，布設(shè)活動(dòng)擋水建筑物，即防汛閘門(mén)
(亦稱(chēng)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(mén)。
1 防汛閘門(mén)類(lèi)型與特點(diǎn)
上海市防汛閘門(mén)經(jīng)過(guò)幾十年的演變，發(fā)展了多種類(lèi)
型的閘門(mén)。從材質(zhì)上分類(lèi)，防汛閘門(mén)可分為木閘門(mén)、鋼
閘門(mén)、鋼筋混凝土門(mén)等；從閘門(mén)的組裝形式上分類(lèi)，可分
為疊梁門(mén)、插板門(mén)、整體式閘門(mén)等；從門(mén)型上分類(lèi)，可分
為一字門(mén)、人字門(mén)、雙層人字門(mén)、橫拉門(mén)、加支墩的橫拉
門(mén)、升降平板門(mén)等；從功能上分類(lèi)，可分為臨時(shí)防汛閘門(mén)
和永久防汛閘門(mén)。如果只允許人通過(guò)，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(wú)需設(shè)
置專(zhuān)門(mén)的防汛閘門(mén)。
由于防汛閘門(mén)一般設(shè)在防汛(浪)墻上，多與防汛
(浪)墻等高，故防汛閘門(mén)門(mén)高一般不超過(guò)2．5in，加上
防汛(浪)墻設(shè)計(jì)時(shí)均會(huì)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(mén)一般情況下?lián)跛?浪)時(shí)問(wèn)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(mén)有明顯不同，平
時(shí)開(kāi)啟作為通道口門(mén)，只有在高潮位時(shí)才關(guān)門(mén)擋浪
(水)。
2 防汛閘門(mén)止水設(shè)置探討
防汛閘門(mén)的作用是方便防汛搶險(xiǎn)人員和物資順利
到達(dá)危險(xiǎn)堤段，為防汛搶險(xiǎn)提供安全通道。防汛閘門(mén)止
水的作用是防止外海(河)側(cè)來(lái)水(浪)大量涌人防汛
(浪)墻與閘門(mén)縫隙內(nèi)，從而確保堤防及其保護(hù)范圍內(nèi)
人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。
防汛閘門(mén)所受荷載小、歷時(shí)短，一般在大潮來(lái)臨前
關(guān)閉閘門(mén)，并采用背水面設(shè)“u”型橡皮止水。這種止水
設(shè)置對(duì)于設(shè)計(jì)高潮位高于閘底高程的防汛閘門(mén)是十分
必要的，也是無(wú)可厚非的。但對(duì)于閘門(mén)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(mén)，其閘門(mén)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(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)防汛閘門(mén)止水
收稿日期：2010—04—23
作者簡(jiǎn)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(mén)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(mǎn)足規(guī)范
要求來(lái)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(shí)波浪計(jì)算的累積頻率為2％ ，允許越浪時(shí)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(duì)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(gè)工程物模試驗(yàn)表明，不允許越浪堤防也會(huì)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(mǎn)足安全要求。因此，防汛閘門(mén)止水設(shè)置與否也可
以通過(guò)計(jì)算或者物模試驗(yàn)確定，若不設(shè)止水時(shí)越浪量小
于規(guī)范允許值，則大可不必設(shè)置止水，并通過(guò)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(zhǎng)江口南岸，防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一
遇高潮位(6．26m)+12級(jí)風(fēng)下限組合，堤防級(jí)別為l
級(jí)，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(tái)，
沿線設(shè)有5座景觀防汛閘門(mén)，均為橫拉門(mén)，閘門(mén)凈高為
1Ill，門(mén)頂高程為8．50m，閘門(mén)平時(shí)藏在門(mén)庫(kù)內(nèi)，門(mén)庫(kù)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(jí)風(fēng)組合時(shí)，波浪
爬高也未超過(guò)閘門(mén)底高程，閘門(mén)只受風(fēng)荷載。只有當(dāng)遭
遇200年一遇高潮位+12級(jí)風(fēng)組合時(shí)，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(shí)閘門(mén)底標(biāo)高為8．30m，故閘
門(mén)即使遭遇200年一遇高潮位+l2級(jí)風(fēng)組合，在很長(zhǎng)
一段時(shí)間也不會(huì)有波浪力作用。因此，閘門(mén)遭受波浪襲
擊的可能性很小。
防汛閘門(mén)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(jiàn)表1。
表1．堤頂越浪量計(jì)算成果
注：無(wú)墻工況是指閘門(mén)完全開(kāi)啟情況
從計(jì)算結(jié)果可知，在有墻時(shí)，堤頂越浪量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于
規(guī)范要求。閘門(mén)全開(kāi)時(shí)，若按竣工高程計(jì)算，則滿(mǎn)足規(guī)
范要求，若按設(shè)計(jì)高程計(jì)算，則超過(guò)規(guī)范要求。閘門(mén)關(guān)
閉時(shí)，閘門(mén)兩端伸入門(mén)庫(kù)或門(mén)墩0．3m，閘門(mén)向下也伸入
底檻門(mén)槽內(nèi)，因此，浪不會(huì)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(mǎn)足規(guī)范要求。少量越浪可通過(guò)門(mén)庫(kù)內(nèi)
{j}水孔{j}出。
一般地，位于一線大堤上的防汛閘門(mén)均需設(shè)止水，但
考慮到本工程5座防汛閘門(mén)為橫拉門(mén)，閘門(mén)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(mén)設(shè)止水后，止水帶與門(mén)庫(kù)摩擦
力較大，如果設(shè)電動(dòng)葫蘆，則需要從周邊牽引電線至閘門(mén)
處，由于閘門(mén)開(kāi)閉次數(shù)較少，電動(dòng)葫蘆較易損壞，且電動(dòng)葫
． 62 ．
蘆需定期維修養(yǎng)護(hù)，成本較高；若不設(shè)電動(dòng)葫蘆，則閘門(mén)啟
閉需3人以上才能拉動(dòng)，勞神費(fèi)力，管理不方便。不設(shè)止
水，則一人便可輕松拉動(dòng)閘門(mén)，管理十分方便。
當(dāng)遭遇惡劣氣候時(shí)，波浪拍打外坡產(chǎn)生的浪花從閘
門(mén)側(cè)面及底部進(jìn)入閘門(mén)門(mén)槽，但水量很少，且門(mén)槽低于
閘門(mén)底檻，浪水會(huì)暫時(shí)停留在門(mén)槽內(nèi)，并通過(guò)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(mén)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(mén)
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(zhǎng)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(mén)的門(mén)庫(kù)，平時(shí)防汛閘門(mén)開(kāi)
啟時(shí)，閘門(mén)藏于門(mén)庫(kù)內(nèi)，避免風(fēng)雨對(duì)閘門(mén)門(mén)體的侵蝕，既
可以降低閘門(mén)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(mén)庫(kù)底部設(shè)排水孔，方便雨水或波浪積
水排出，保證門(mén)庫(kù)干燥，門(mén)檻處導(dǎo)軌上方設(shè)置鋼蓋板，防
汛閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)，鋼蓋板蓋上，既可防止廢棄物進(jìn)入門(mén)槽
內(nèi)，也可減少雨水進(jìn)入門(mén)庫(kù)，且在閘門(mén)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(mén)工程實(shí)例詳
見(jiàn)圖1。
圖1 改進(jìn)型橫拉門(mén)實(shí)例照片
4 結(jié)語(yǔ)
大堤和閘門(mén)組成的防汛體系給市民的生命財(cái)產(chǎn)安
全帶來(lái)了保障，采用何種類(lèi)型的防汛閘門(mén)以及防汛閘門(mén)
止水設(shè)置與否均應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行考慮。對(duì)于門(mén)高
在安全超高范圍內(nèi)且滿(mǎn)足允許越浪量要求的防汛閘門(mén)
可不設(shè)止水，反之則應(yīng)設(shè)置止水。最后通過(guò)工程實(shí)例加
以分析佐證，提出不設(shè)止水防汛閘門(mén)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，
為類(lèi)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(yè))
經(jīng)過(guò)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(shù)脂填料，環(huán)氧樹(shù)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(cè)。
5．2 環(huán)氧樹(shù)脂填料澆灌
在支、枕墊塊安裝調(diào)整好后，支、枕墊塊與門(mén)體和枕
座埋件之間有20ram左右的間隙，此間隙用環(huán)氧樹(shù)脂作
填料。環(huán)氧樹(shù)脂澆灌是人字閘門(mén)安裝的關(guān)鍵工序，直接
影響閘門(mén)的穩(wěn)定性和止水性能，澆灌后門(mén)體已完全定
型，兇此，填料澆灌時(shí)，門(mén)體安裝精度應(yīng)該達(dá)到下述尺寸
要求時(shí)，才具備澆灌條件：① 門(mén)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(dòng)量在1mlYl以?xún)?nèi)；② 門(mén)葉寬
度(8 843mm)偏差不大于4．Omm；③ 門(mén)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(mén)葉處于全關(guān)位置時(shí)，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(wèn)隙小于
0．3IIlII1，長(zhǎng)度不超過(guò)總長(zhǎng)度的10％ 。
環(huán)氧樹(shù)脂填料的材料和配方如下(重量比)：環(huán)氧
樹(shù)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(shù)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(shù)脂填料的漿液具有中等流動(dòng)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(wèn)隙應(yīng)采用嚴(yán)密密封措施。
環(huán)氧樹(shù)脂澆灌時(shí)，使門(mén)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(mén)軸柱和斜接柱支墊塊。
環(huán)氧樹(shù)脂填料澆灌后，要檢查填料的致密程度，在
成型后有無(wú)空洞、夾層等現(xiàn)象。
6 結(jié)語(yǔ)
以上所述：① 埋件安裝的“三角交匯法”測(cè)量方法
以及底檻安裝工藝；② 閘門(mén)“四點(diǎn)平移法”吊裝方法；③
閘門(mén)拼裝、焊接工藝、反變形值控制以及門(mén)葉調(diào)整方法；
④ 門(mén)體止水部件安裝和環(huán)氧樹(shù)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(shí)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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