全椒县机电排灌中心管理站 安徽滁州 239500
摘要:水资源是人类生产和生活不可缺少的自然资源,也是人、生物赖以生存的环境资源和支撑国民经济健康发展的经济资源,水资源的综合利用问题也成了公众关注的焦点问题。为了实现对水资源的管控,充分利用水资源为城镇建设服务,打造水环境,提高人民群众的生活质量和品味,在城镇建设中利用天然、人工河道拦蓄雨水,结合水利工程建设打造水景观,既满足了水利工程防洪的功能要求,又能使水利工程作为景观工程,满足人民生活、休闲的需要,提高人民幸福生活的指数。鉴于此,本文针对液压升降坝的设计运用、运行管理、以及在设计和运用过程中需要改进的方面谈一点粗浅的认识。
关键词:液压升降坝;设计、运行管理;问题;优化改进
1液压升降坝及选用
1.1升降坝的工作原理
采用一排液压缸直顶以底部为轴的活动拦水坝面的背部,实现升坝拦水,降坝行洪的目的。
采用一排滑动支撑杆支撑活动坝面的背面构成稳定的支撑墩坝。
采用联动钢铰线带动定位销,形成支撑墩坝固定和活动的相互交换,达到固定拦水,活动降坝的目的。
1.2液压升降坝的优点
液压混凝土升降坝是水利科技的一项先进性理念,是目前比较成熟的活动坝技术。它广泛应用于农业灌溉、渔业、船闸、海水挡潮、城市河道景观工程和小水电站等建设。液压升降坝力学结构科学、不阻水、不怕泥砂淤积;不受漂浮物影响;能够用极小水量,就能很容易地冲掉上游的漂浮物,使河水清澈;放坝快速,不影响防洪安全;结构合理坚固可靠,抗洪水冲击的能力强。它克服了传统提升式水闸的所有缺点,同时它又具备传统坝型的所有优点:放坝时它像橡胶坝一样紧贴河床底部不阻水;像翻板门坝一样自动放坝行洪,可控制保持任意水位高度;特别是在河道有景观要求条件下,能避免提升式水闸造成的影响。
2全椒闸液压坝规划设计参数
2.1全椒闸基本情况
全椒闸位于滁州市全椒县县城襄河穿城段位置。襄河属长江流域滁河的一级支流,穿过全椒县城,全椒闸以上流域面积662km2。20年一遇闸上设计水位14.71米,相应设计流量624立方米每秒,50年一遇闸上校核水位15.30米,相应校核流量954立方米每秒;
2010年,襄河穿城段结合中小河流治理投资,投入了近10亿元,打造了襄河景观带。为了实现对水资源的管控,充分利用水资源为城镇建设服务,打造水环境,提高人民群众的生活质量和品味。2014年,在全椒闸拆除重建工程规划设计时,采用了液压升降坝设计方案。
2.2全椒闸液压坝设计
拦河液压升降坝布置分为上游导水段、挡水坝段、下游消能防冲段以及上、下游衔接段、下游护砌段等,总体布置长度为142.0m。液压升降坝采用钢筋砼闸板与液压升降坝系统相结合的闸孔布置型式。液压升降坝系统的构造包括钢筋砼活动坝面,液压杆、支撑杆及埋件,液压管道及配件,液压缸,液压泵站和止水系统等。
液压升降坝坝高5.0m,坝顶高程11.6m(正常蓄水位),底板高程6.6m;升降坝全长为45.0m,设5孔,每孔为2扇,共10扇闸门,单扇宽4.5m。
全椒闸设计采用的是每扇闸门2套液压缸和支撑杆支撑活动坝面,单扇、单孔或多孔联动升降坝面调节流量;水位超正常蓄水位0.5m时可自动全部降坝。
图1.拦水时的液压坝
为满足液压坝的维护、检修要求,在升降坝上、下游分别设置检修闸门槽,检修闸门采用浮箱叠梁钢门体结构型式,安装移动式双钩同步电动葫芦起吊。为不致影响襄河景观,检修闸门正常运行期均将其就近置于上、下游门库内;因检修闸门较宽,结合襄河现状两岸平台宽度,将两个门库均设于紧邻液压坝段的右岸平台下范围内。
图2.泄水时的液压坝
3全椒闸液压坝运行状况及优化改进措施
全椒闸液压升降坝于2015年8月动工,2016年11月竣工。至2019年8月,经历了4个汛期的考验,各项运行指标及参数均满足设计要求,升降坝活动坝面、液压杆、液压油缸、支撑杆件、液压泵站及管道配件等,均运行正常。升降坝活动坝面开启次数1586次,平均每扇闸门开启次数在150次以上。通过近4年的运行,现就液压坝在运行过程中的优、缺点进行分析,提出优化改进意见。
a.升降坝活动坝面:为控制造价,全椒闸采用的是钢筋砼预制坝面,平均厚0.25m,4.5m×5.0m(宽×高),单扇门重约15T。因重量较重,吊运安装不便,采用的液压油缸承受的压力相对较大。活动坝面易优化改进为钢结构坝面。
b.液压油缸:全椒闸升降坝液压油缸压力采用的为20PMa,从运行效果来看,油缸功能、油封等均运行正常。因液压油缸长期浸泡在水中工作,易选取质量、性能好的产品,才能抵御恶劣环境的侵蚀保证设备的运行。
c支撑杆件:全椒闸每扇闸门支撑杆件为2组,采取闭门时支撑,小流量降坝泄洪时可利用液压油缸,将闸门开启至任意位置。通过实际运行,在泄洪时液压油缸长时期受力工作,不利于液压油缸的稳定,易造成液压油缸突发故障而不能启闭闸门,应根据不同流量设置多级支撑杆位置,保证液压油缸的使用寿命。
d液压泵站及管道配件:全椒闸升降坝液压泵站系统压力采用的是16PMa~25PMa,液压管道为钢管。经4年的运行,设备正常;但存在一点不足,即液压系统管道为钢管,内壁易锈蚀,液压油的清洁度得不到保证,易堵塞液压泵油路。从长期运行考虑应将系统管路设计为不锈钢管道,保证油路畅通。
4结束语
综上所述,液压升降坝与常规控制闸相比,在河、渠拦蓄水功能方面,具有结构科学、不阻水、不怕泥砂淤积;不受漂浮物影响;放坝快速不影响防洪安全;适用于农业灌溉、渔业、船闸、海水挡潮、城市河道景观工程,特别在城市景观建设方面具有独特的效果。但在规划设计、运行管理方面,应根据每个工程的不同条件进行综合设计,以达到最佳效果。
参考文献
[1]安徽省全椒县全椒闸拆除重建初步设计报告(修订本).安徽省水利水电勘测设计院.2014.11