外型尺寸 | 定制 |
品牌 | 浩川 |
貨號 | 75 |
用途 | 定制 |
型號 | 可定制 |
液壓鋼壩在水利水電建設(shè)中,隨著城市用水、景觀建設(shè)及環(huán)境整治和灌溉、發(fā)電的需要,翻板閘,水閘和橡膠壩得到廣泛的運(yùn)用。然而,橡膠壩等生產(chǎn)比較復(fù)雜,運(yùn)行時(shí)充水(充氣)升壩或放水(放氣)塌壩時(shí)間較長,影響快速截流或泄洪,再加上橡膠易老化的弊端,容易發(fā)生質(zhì)量事故?,F(xiàn)在市場上出現(xiàn)大量鋼結(jié)構(gòu)閘門,或翻板閘但無論是提升式或臥倒式,單孔都很難適用較寬的河道。鋼壩閘是一種新型可調(diào)空控溢流閘門,它有土建結(jié)構(gòu)、帶固定軸的鋼閘門門體、啟閉設(shè)備等組成。這種建筑物適合于閘孔較寬(10米~~100米)而水位差比較小的工況(1~~7米),由于它可以設(shè)計(jì)的比較寬,可以省區(qū)數(shù)孔閘墩,所以不僅結(jié)構(gòu)簡單,可以節(jié)省不少土建投資,而且可以立門蓄水,臥門行洪排澇,適當(dāng)開啟調(diào)節(jié)水位,還可以利用閘門門頂過水,形成人工瀑布的景觀效果。
【液壓閘門】是采用液壓缸直頂以底部為軸的活動攔水壩面的背部,實(shí)現(xiàn)升壩攔水,降壩行洪的目的。
*采用一排滑動支撐桿支撐活動壩面的背面,構(gòu)成穩(wěn)定的支撐墩壩。
采用聯(lián)動鋼鉸線帶動定位銷,形成支撐墩壩固定和活動的相互交換,達(dá)到固定攔水,活動降壩的目的。
*采用浮標(biāo)開關(guān),控制操作液壓系統(tǒng),達(dá)到無人管理,根據(jù)直頂以底部為軸的活動攔水壩面的背部,實(shí)現(xiàn)升壩攔水,降壩行洪的目的。
*采用一排滑動支撐桿支撐活動壩面的背面(注:工程照片上采用的是H形活動雙桿支撐,以后工程都采用滑動單桿支撐更牢固),構(gòu)成穩(wěn)定的支撐墩壩。
*采用聯(lián)動鋼鉸線帶動定位銷,形成支撐墩壩固定和活動的相互交換,達(dá)到固定攔水,活動降壩的目的。
*采用浮標(biāo)開關(guān),控制操作液壓系統(tǒng),達(dá)到無人管理,根據(jù)洪水漲落,實(shí)現(xiàn)活動壩面的自動升降。漲落,實(shí)現(xiàn)活動壩面的自動升降。
液壓壩是指液壓提升降壩,是水利科技比較簡易的活動壩技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、船閘、海水擋潮、城市河道景觀工程和小水電站等建設(shè)。
液壓壩具有:
液壓混凝土升降壩是水利科技比較簡易的活動壩技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、船閘、海水擋潮、城市河道景觀工程和小水電站等建設(shè)。液壓升降壩力學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)、不阻水、不怕泥砂淤積;不受漂浮物影響;在損失極小水量的情況下,就能很容易地沖掉上游的漂浮物,使河水清澈;放壩快速,不影響防洪安全;抗洪水沖擊的能力強(qiáng)。它攻克了傳統(tǒng)活動壩型的缺點(diǎn),同時(shí)它又具備傳統(tǒng)壩型的所有優(yōu)點(diǎn):它像橡膠壩一樣緊貼河床不阻水,比橡膠壩效果更好;像翻板門壩一樣自動放壩行洪,任意保持水位高度;像水閘一樣堅(jiān)固耐用。
三、鋼壩門的運(yùn)行和操作主要事項(xiàng):
(一)啟閉機(jī)所有受力構(gòu)件1.5倍的額定載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核。
(二)啟閉機(jī)動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已考慮啟閉機(jī)操作閘門運(yùn)行時(shí)的水力學(xué)特點(diǎn)及開始運(yùn)行閘門和結(jié)束運(yùn)行閘門時(shí)荷載變化的特性。
(三)集成式啟閉機(jī)具有全開、全閉或任意位置啟閉機(jī)自鎖功能。
(四)對于閘門在開、關(guān)過程中由于可能反向荷載造成的失速,系統(tǒng)具有自動平衡的功能。
(五)集成式啟閉機(jī)電控方式。(1)主控室集中控制;(2)PLC實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程通信控制;(3)現(xiàn)地手動(或單步動作)控制。(用于緊急操作和安裝高度)二種控制方式相互聯(lián)鎖。(4)電氣控制系統(tǒng)具有對啟閉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)進(jìn)的全程監(jiān)測并顯示功能。(5)電氣控制系統(tǒng)有自診斷和容錯功能。
一、鋼壩
在水利水電建設(shè)上,隨著我國城市用水、景觀建設(shè)及環(huán)境整治和灌溉、發(fā)電的需要,水閘和橡膠壩得到廣泛的運(yùn)用。然而,橡膠壩運(yùn)行管理較復(fù)雜、安全性差、橡膠易老化等弊端,質(zhì)量事故發(fā)生率高?,F(xiàn)在市場上出現(xiàn)大量鋼結(jié)構(gòu)閘門,但無論是提升式或臥倒式,單孔都很難適用較寬的河道。
我公司生產(chǎn)的鋼壩是一種新型可調(diào)控溢流壩,它由土建結(jié)構(gòu)、帶固定軸的鋼性壩體、驅(qū)動裝置設(shè)備等組成。這種建筑物適合于河道孔口較寬(10米~100米)而水位差比較小的工況(1~6米),由于它可以設(shè)計(jì)得比較寬,可以省去數(shù)孔閘墩,所以不僅結(jié)構(gòu)簡單,可以節(jié)省不少土建投資,而且可以立壩蓄水,臥壩行洪排澇,還可以利用壩頂過水,形成人工瀑布的景觀效果。
二、鋼壩與橡膠壩方案比較
(一)使用壽命
鋼壩的設(shè)計(jì)使用壽命可達(dá)50~60年,當(dāng)前國際上最長壽命的鋼性閘門為近百年。國內(nèi)最早的福建小溪電站為1958年建成至今仍在使用,同樣的鋼結(jié)構(gòu)在解放前就開始使用一直運(yùn)用至今的案例到處都有。而權(quán)威部門根據(jù)室內(nèi)測試資料和工程實(shí)踐初步判定橡膠壩的使用壽命10~15年就必須更換一次壩袋。至今國內(nèi)第一條橡膠壩的壽命未超過15年,上世紀(jì)我國東北地區(qū)建的許多橡膠壩已拆除,2005年位于廣西東筍電站建的橡膠壩也已拆除改建鋼性閘門。一次鋼壩的投資等于四次橡膠壩的投資(中間壩袋要換需要大量建設(shè)輔助工作不算)。
(二)損壞及維修
1、壩的損壞
(1)人為破壞造成的損壞
橡膠壩容易受到尖利和有尖角物體的損壞,在容易受到人為破壞或河道內(nèi)有尖角物較多的地方不宜安裝橡膠壩。
(2)洪水過后的殘骸造成的損壞,景觀的影響
由于洪水過后遺留的各種殘骸,諸如民用設(shè)施與建筑材料這類尖利的物體很可能對壩體的上游面造成損傷。微小處的漏氣易于修復(fù),如果漏氣面積較大,修復(fù)起來比較困難。每次升壩或塌壩后各種殘骸遺留在壩袋上給景觀帶來極大影響,運(yùn)行單位每次都派員進(jìn)行擦洗,工作量較大。
(3)放氣孔(水)造成的損壞
放氣(水)期間,橡膠壩體可能會由于緊靠壩下游面的尖利物體所刺破。
(4)火造成的損壞
1、火也許是對橡膠壩最為不利的潛在危害因素?;鹂梢鸫蠓秶膲误w損壞,而修復(fù)大面積的壩體有時(shí)是不可能的。對于很重要的壩,可行的辦法是提供備用橡膠壩,以便在出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞時(shí),能迅速替換。運(yùn)行成本大大增加。
2、鋼性閘門它本身屬性決定上述情況都不會發(fā)生。在此我們對鋼性閘門進(jìn)行了細(xì)致的分析,現(xiàn)在閘門的運(yùn)轉(zhuǎn)件采用特殊復(fù)合材料,該種材料在水下運(yùn)行若干年無需加潤滑油,也不會銹蝕。
3、最近有資料報(bào)導(dǎo)山東某工程攔河橡膠壩運(yùn)行五六年,就壩體已維修了三次,費(fèi)用高達(dá)600萬元(其它未計(jì)算),而鋼性閘門約三十年左右進(jìn)行一次防腐即可。
(三)、運(yùn)行情況
1、運(yùn)行時(shí)間
橡膠壩是通過充氣或充水達(dá)到升壩的目的,正常需要2~3小時(shí)才能完全升或塌壩,時(shí)間較長。而鋼性閘門采用啟閉機(jī)啟閉,運(yùn)行速度可達(dá)1~2m/分鐘,一般工程不超過2分鐘即可完成升壩和塌壩。這樣可有效的保證突發(fā)洪水時(shí)能及時(shí)泄洪。橡膠壩會隨著使用次數(shù)和年份的增加而且使用充氣(水)、排氣(水)時(shí)間增長,因?yàn)閴蝺?nèi)和管道內(nèi)會結(jié)垢的原因。
2、運(yùn)行可靠性
由于橡膠壩存在泄漏,原因是橡膠臘交聯(lián)、刺傷、管道聯(lián)結(jié)缺陷以及緊固系統(tǒng)和施工質(zhì)量,故要不斷經(jīng)常性的充氣,否則會出現(xiàn)過了一段時(shí)間壩泄氣(水)自動塌下來的現(xiàn)象,有時(shí)河道內(nèi)水流干都不知道,造成一定損失,而鋼壩采用機(jī)械鎖定,當(dāng)塌壩、升壩和調(diào)節(jié)水位時(shí)任意角度都可鎖定,不會發(fā)生移動。
3、壩頂溢流
橡膠壩設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定溢流不能超過50cm,否則將易出現(xiàn)跨壩事件,而鋼壩可有效的克服這一缺陷,可以長時(shí)間大流量的從壩頂溢流形成瀑布效果。
4、自動化程度高
橡膠壩一般難實(shí)現(xiàn)集中網(wǎng)絡(luò)控制,而鋼壩可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的自動化控制和網(wǎng)絡(luò)控制,可以在全球任一互聯(lián)網(wǎng)控制。
(四)、安全可靠性分析
橡膠壩一般須建一座供氣站或水泵房,管路多且復(fù)雜,而鋼壩僅僅配套二臺驅(qū)動裝置,該種型式驅(qū)動裝置是一種新型驅(qū)動型式,它結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,無須油管、泵站等附屬設(shè)施,另該種驅(qū)動裝置配備了手動裝置,若由于停電或其他故障可以手動操作,操作力只需5kg。這樣可以有效的保證塌壩時(shí)能塌壩,立壩時(shí)能立壩,安全性極高。
(五)、冬季冰凍問題
橡膠壩根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》和實(shí)際使用情況,冬季一旦結(jié)冰就必須做好刨冰工作,否則將對橡膠壩的使用造成致命的損壞,而刨冰工作完全依靠人工完成,既耗時(shí)又耗力,且給管理帶來極大的不便。到春天解凍時(shí),冰凌不能在橡膠壩上溢流,結(jié)實(shí)而鋒利的冰塊很可能把橡膠壩劃破。
到了冬季,將鋼壩傾斜一定角度,此時(shí)若結(jié)冰,冰層可以沿著斜角向上延伸,從而有效的釋放水結(jié)冰的膨脹力,這樣鋼壩不會受到任何破壞,另由于鋼材本身的堅(jiān)硬特性,每年春天的凌汛可以安全在壩頂泄洪,鋼壩可以輕松安全的度過冬季。
(六)、防腐問題
鋼壩表面是按照《水利水電鋼閘門制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》進(jìn)行熱噴鋅,附著力極強(qiáng),權(quán)威機(jī)構(gòu)研究結(jié)果表明,沙的流速8≤m/s,不會對鋅層構(gòu)成破壞,一般河流的流速不可能達(dá)到這個(gè)速度。
(七)、淤積問題
鋼壩是一種特殊結(jié)構(gòu)的壩閘形式,它沒有底門槽和側(cè)門槽,是門葉圍繞底軸心旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。上游止水壓在圓軸上,當(dāng)壩豎起或倒下時(shí),止水不離圓軸的表面,始終保持密封止水狀態(tài);側(cè)面止水同樣的原理,止水面始終不離開側(cè)胸墻(不銹鋼埋件或大理石),故淤沙(泥)不會影響鋼壩的升壩和塌壩。
針對淤積較嚴(yán)重的地區(qū),一般在壩前設(shè)擋沙(泥)檻和喇叭口。一是為了有效的擋住大的石塊,二是當(dāng)塌壩泄洪時(shí),提高壩口位置的流速,可有效的讓泥沙、水混合物直接隨洪水沖至下游。
北方地區(qū)立壩蓄水是該壩的主要功能。立壩時(shí)間較長易淤積,但是鋼壩是圍繞底軸向下游傾倒,故塌壩時(shí)淤積的泥沙被水流沖向下游,不可能形成阻塞。另,行洪后我們會根據(jù)當(dāng)?shù)氐哪嗌澈糠治龀鲇?量的淤沙(泥)沉淀在門體上,并通過淤沙(泥)量計(jì)算出升壩時(shí)需要的升壩力,充分考慮到升壩時(shí)克服淤沙(泥)的力量。
(八)、能耗的對比
100m橡膠壩的用電負(fù)荷量最少需要功率100kw/小時(shí)左右,每次升壩時(shí)間約為2~3個(gè)小時(shí)。
鋼壩閘比橡膠壩每年節(jié)省了相當(dāng)大的用電量。
(九)、影響泄洪斷面
橡膠壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求壩的底坎高20cm,另,塌壩時(shí)橡膠壩內(nèi)的水不能完全放盡,形成不低于20cm的高度,兩者相加塌壩時(shí)在河流斷面形成不低于40cm的阻水?dāng)嗝?,?yán)重影響泄洪流量。而鋼壩無此影響。
三、鋼壩與水力自動翻板閘門的方案比較
(一)、泥沙淤積對啟門影響
由于自動翻板閘門采用中間支鉸結(jié)構(gòu),門前泥沙力矩為啟門阻力距,有時(shí)致使水力到開啟閘門,因此在閘門下游往往需要增加啟閉輔助設(shè)備,即便是如此也很難保證啟閉自如的效果,因?yàn)槟嗌秤俜e量常常難以預(yù)測。而鋼壩是向一側(cè)傾倒淤積或石頭等雜質(zhì)對壩的升和塌無法形成阻擋,它的淤積力矩為塌壩動力矩,更利于塌壩,更利于泄洪順利進(jìn)行,不至于導(dǎo)致上游被淹沒的情況發(fā)生(請參考圖示)。
(二)關(guān)門受阻
當(dāng)自動翻板閘門打開一段時(shí)間,上游水位下降后,需要自動關(guān)門時(shí),如果這時(shí)泥沙、石頭淤積在閘門的底部或樹枝等浮游硬物卡在轉(zhuǎn)動支鉸部位時(shí),閘門就無法自動關(guān)閉,只能等到上游水放盡,人工清淤后,閘門才能復(fù)位,而此時(shí)上游河底已露出水面(難看),重新蓄滿水需要很長時(shí)間或很多費(fèi)用,但鋼壩應(yīng)急泄洪后,根據(jù)上游來水情況,當(dāng)達(dá)到上游需要設(shè)定水位時(shí),啟動鋼壩的驅(qū)動裝置,可以隨時(shí)立壩蓄水,門體及附近是否有淤積(包括樹干、樹枝或其他雜物)對立壩沒有任何影響(請參考圖示)。
(三)影響泄洪斷面
一般情況,自動翻板門因?yàn)榭紤]到依靠自重翻門,所以門體制作比較厚,當(dāng)翻倒泄洪時(shí),中間形成一道很厚的阻水面,有時(shí)厚度達(dá)到1m,嚴(yán)重影響泄洪斷面,當(dāng)上下游水位較大時(shí),易造成將閘門沖走,而鋼壩是向下游傾倒,倒下后壩體在壩底板高層以下,不會形成阻水現(xiàn)象(請參考圖示)。
(四)脈動(拍打現(xiàn)象)
自動翻板閘門在運(yùn)行過程中的流態(tài)相當(dāng)復(fù)雜,閘門受泄水量和風(fēng)浪的影響,門前水位往往在變化之中,而閘門隨著門前水位的變化,力系失衡后,閘門的開度也不斷發(fā)生變化,嚴(yán)重時(shí)將會使閘門產(chǎn)生越來越大幅度的擺動,以致不能控制,從而使閘門失衡。出現(xiàn)“拍打”現(xiàn)象時(shí),易導(dǎo)致閘門壩坎結(jié)構(gòu)毀壞,大大縮短翻板門的壽命,甚至使閘門、門基礎(chǔ)全部毀壞。而鋼壩可以有效的避免這一系列現(xiàn)象的發(fā)生。
(五)、安全運(yùn)行
自動翻板閘門由于其工作原理是由水壓與自重平衡的作用,使門體自動打開,不受人為控制。加上各種運(yùn)行時(shí)的阻卡不一樣,門*時(shí)候開,很難把握。而下游一旦有人畜或其他臨時(shí)建筑,在沒有征兆通知,上游就翻壩泄洪,有很多安全隱患。而鋼壩塌壩與升壩都是人為控制。準(zhǔn)備塌壩可提前通知下游,故安全性很高
。