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钢坝闸门在城市景观河道中的应用

浏览次数:发布时间:2019/11/29 16:04:16


在社会经济持续增长下,城市基础设施组合键区域完善,但经济发展的同时,也为生态环境带来了不同程度上的污染和破坏。构建生态城市已经成为主流趋势,应该注重前沿技术手段应用,促使经济、社会和环境协调发展,营造舒适的生活环境。而城市景观河道作为生态城市建设的主要内容,为了满足水利行业持续发展的需要,城市河道逐渐从以往单一的排涝、防洪和发电朝着符合功能转变,通过钢坝闸门的应用,不仅满足防洪、排涝、发电和游憩需要,还可以为人们营造舒适的水环境,为生态城市建设和发展奠定基础。通过城市景观河道中钢坝闸门的应用研究,可以塑造功能和美观兼并的城市河道景观,推动生态工程建设和发展。

一、钢坝闸门分析

钢坝闸门作为一种结构简单的设施,外观新颖、独特,具有升坝蓄水、塌坝行洪功能,还可以塑造良好的人工瀑布景观,满足水利工程功能需要的同时,保护生态环境,对于生态城市建设具有重要作用。

1、钢坝闸门结构

钢坝闸门是一种实用性突出的闸门类型,从结构特性角度来看,以底轴驱动旋转结构、主纵梁为主,其中包括底轴结构、门叶结构、锁定装置、水封装置等多部分构成。其中门叶结构中包括T型主纵梁、面板、型钢次梁组合焊接钢结构;采用螺栓将底轴和门叶连接在一起,采用特殊穿墙装置将底轴穿过边墙,保证穿墙位置密封性,并且不会对底轴旋转产生不良影响;在闸门上游设置条形橡皮制作的底止水,设置在底坎位置。需要注意的是,闸门的开关采用锁定装置设置在底轴两侧,并通过液压启闭机实现闸门的自动开关控制[1]。

2、钢坝闸门控制系统

钢坝闸门的启动运行,需要中心控制系统支持,配备专门的电控系统,其中包括数字式智能开度仪、PLC控制器、人机界面显示器、抗干扰位移传感器和外置高分辨等多部分构成。数字式开度仪安装在电气控制柜面,可以帮助操作人员实时了解钢坝闸启闭机油缸行程,结合控制需要设置启闭机参数;控制系统配备专门的远控通讯接口和变频器安装空间,定期推动变频器控制系统升级,借助PLC系统进行参数计算,输出控制信号来调节油泵电机运行,及时消除两缸活塞杆行程差,有效控制油缸同步运行。液压系统运行,应设置备用的手动油泵装置,一旦主油泵出现故障停止运行,可以采用备用手动油泵装置,保证钢坝闸门稳定运行。

3、启闭设备

钢坝闸门的启闭运行,需要相应的启闭设备支持,在启闭室中设置集成式启闭机,包括油泵、油缸、球叫绞闭机座、运行电机、集成插装式控制阀组和高压连接软管等多部分构成[2]。电机运转中,带动双向油泵运转输出高压油,控制阀组溢流阀调压到油缸活塞腔,有杆腔回油经液压缩,节流阀回油箱保证两个油缸闭门同步运行。通过调节溢流阀来控制启闭力大小,调整节流阀开口控制启闭速度。

二、城市景观河道中钢坝闸门应用

1、工程概况

某城市的景观河道中应用钢坝闸门,在人与自然和谐共处理念指导下,结合周边环境情况打造更具特色的水环境。结合景观河道蓄水和发电需要,拟建一座当水建筑,河道宽24m,挡水高2.5m。

2、钢坝闸门方案设计

结合工程需要,设计合理的方案,为后续施工活动开展提供依据。当前挡水建筑物包括闸和坝两个部分[3]。其一,闸。在闸的方案设计中,包括上翻式钢闸门、直升钢闸门、下卧式钢闸门。其中上翻式钢闸门将液压启闭机和门叶吊耳连接在一起,由启闭机控制,门叶绕固定闸墩支臂支铰转动,满足钢闸门启闭控制需要。此种钢闸门没有上层结构,在闸室孔口上方平卧;直升式是一种成熟可靠的门型,开启闸门后悬吊在孔口上层,此种方式启闭闸门受到泥沙淤积带来的影响最小,但是需要借助启闭机排架支持,对于整体美观性存在影响;下卧式上部没有建筑物,闸门完全关闭时平卧在底板下,但是泥沙淤积带来的影响要远远大于其他类型的闸门,后期的水下检修维修工作不便于展开。由此看来,无论是哪一种类型,都会对河道景观带来不同程度上的影响,需要根据实际需要进行选择。

其二,坝。结合大坝行洪需要,可以选择钢坝闸门活橡胶坝。其中钢坝闸门结构简单,闸门在完全关闭时不会对河道行洪带来不良影响,坝顶溢流形成人工瀑布景观,但是此种结构工程造价较高[4]。而橡胶坝造价低,结构简单,即便坍塌也不会对河道行洪产生阻碍,但是升坝时需要消耗的时间较长,可能受到尖锐物体破坏,装置使用寿命较短。

三、钢坝闸门施工需要注意的问题分析

钢坝闸门施工中,工程涉及内容较广,可能受到客观因素影响到整体施工质量,一个主要问题即为泥沙淤积。钢坝闸门结构相较于简单,缺少侧门槽和底门槽,门叶紧紧围绕着底轴心旋转。上游止水压在圆轴,坝竖起时止水不会脱离与圆轴表面,并且始终处于密封止水状态。侧面止水面同样不会脱离侧胸墙,所以泥沙淤积并不会对钢坝闸门的升降产生不良影响。如果泥沙淤积问题较为严重的区域,可以设置挡沙槛和喇叭口,这样不仅档住大石块,还可以在塌坝泄洪时有效提升流速,尽可能将泥沙冲到下游。

结论

综上所述,钢坝闸属于比较先进的挡水结构设施,钢坝闸的优点在于其老化速度比较缓慢,不易损伤且操作简单,而且也不会对泄洪造成影响,属于一种可调控的溢流闸门,在进行启动是操作较为简单。在城市景观河道中应用钢坝闸门,能够对河道进行淤沙处理。可以有效提升水利工程施工质量,打造生态河道,满足河道景观建设和水环境治理需要,钢坝闸门稳定运行,呈现良好的景观效果。本文仅从一般的角度分析了钢坝闸在水体景观方面的利用及发展,其优势显著,具有较为良好的发展前景。但是现在我国尚未对钢坝闸制定统一的设计规范,有生产能力的厂家数量不多,且参数较为混杂,还需要工作人员对其进行深入的研究,并在实践中加以验证。


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