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液压升降坝与传统活动坝型比较

2016-07-18 来源:安徽池州百川液压坝科技有限公司 点击次数:529

简介: 目前应用较多的翻板坝形式主要有多铰轴式、双支点复合式、多绞连杆滑块式和滑块支承铰式等,如我国汉江支流天河尾间郧西县的天河口翻板闸门、广东省怀集县水下三级水电站翻板坝等。在国外的应用中,日本拟利用翻板坝...

  目前应用较多的翻板坝形式主要有多铰轴式、双支点复合式、多绞连杆滑块式和滑块支承铰式等,如我国汉江支流天河尾间郧西县的天河口翻板闸门、广东省怀集县水下三级水电站翻板坝等。在国外的应用中,日本拟利用翻板坝来防止海啸对沿海岸地带居民的袭击。

1.3液压升降坝

有资料表明,液压升降坝2006年由我国发明,属于拦河活动坝的第三代产品,是一种利用自卸汽车力学原理,结合支墩坝水工结构型式,具有挡水和泄洪双重功能。主要由坝面(弧形或直线)、支撑杆、液压杆、液压缸及液压泵站组成(从EI、Elsevier ScienceDirect、Springer等知名数据库1990~2015年的调研情况,以及在Google等网络搜索引擎上搜索的结果来看,尚未找到液压升降坝这一新生坝型的国外文献及报道)。

液压升降坝的主要工作原理是利用液压系统控制活动拦水坝,从而达到升坝时拦水,降坝时泄洪的目的。液压坝(液压升降坝的简称)的结构是在坝面的背面设置滑动支撑杆作为支撑,构成稳定的支撑墩坝,通过液压系统和限位卡装置,实现坝体支撑墩坝活动和固定的相互转换,从而达到固定拦水、活动降坝的目的。此外,液压坝通过浮标开关控制操作液压系统,实现自动化管理,能根据洪水涨落情况,实时升降活动坝面[6]。

液压坝既保留了传统活动坝型的优点,又克服了传统活动坝型的缺点,是水利科技的一项革命性成果,目前在世界上处于领先水平。由于该坝型力学结构简,运行过程中,既可以像橡胶坝一样紧贴河床不阻水、无泥沙淤积,上游水量较大时又可以像翻板坝一样自动放坝泄洪,不影响防洪安全,结构坚固可靠,抗洪水冲击能力强,任意调节水位高度,像水闸一样坚固耐用。因此目前广泛应用于农业灌溉、渔业、船闸、河道治理等领域。实用案例有安徽池州青阳县液压坝、北京丰台弧形液压坝等[5]。2 三种坝型的比较2.1适用范围橡胶坝主要应用在低水头、大跨度的闸坝工程,沿海海岸防浪堤或挡潮闸工程,跨度较大的孔口船闸上、下闸门工程,施工围堰或活动围堰工程,城区园林工程等。

翻板坝为较常见的新型活动坝,适用于中、小型河道水位调节,特别是在洪水陡涨陡落、供电、交通不便的山溪性河道建造。城市河道整治中,为防洪、便于运行管理及美化环境改善景观等亦常需建翻板坝[3]。液压坝是一种低水头活动坝,广泛应用于中小河流治理中的拦蓄水工程,如城市河道景观、小水电站建设、农田灌溉、沿海拒咸蓄淡、盐田拦蓄海水和环境保护等工程。2.2优劣分析橡胶坝结构简单,其优点主要有紧贴河床不阻水,自重轻,坝体跨度大,坝型美观,抗震性能好等。其缺点主要有:①可靠性、安全性较差,使用寿命短;②坝体坝袋易被硬质漂浮物或尖锐物损坏,尤其冰冻问题容易导致损坏坝袋;③增加泵房,机电设备;④需人工定期清理漂浮物;⑤管理运行困难,汛期塌坝与蓄水调度协调较困难,塌坝时间长,经常出现洪水暴涨期间来不及塌坝就被洪水冲毁,在浙江省,一场台风就摧毁了十几座橡胶坝;⑥塌坝放水后,出现泥砂淤积覆盖坝袋,坝袋无法冲水,需人工清理泥砂,而人工清淤极易损坏坝袋。

翻板坝具有投资较少、工期短、结构简单、管理运行方便等优点,上游水位变动时,能自动调节闸门开关程度。其主要缺点为:①易造成阻水,暴雨期间,往往经不起瞬间特大洪水的冲击,坝体易被洪水冲毁,我国每年有大量翻板坝被洪水冲毁的报道;②易被上游漂浮物卡塞或泥砂淤积,导致坝体自身不能自动翻板,影响防洪安全;③经过洪水冲击后,翻板门容易被异物卡住关闭不严,造成水库大量漏水,无法正常蓄水工作;④坝体上游漂浮物较难清理,导致河道脏乱,污染环境。

液压坝作为一种先进的新型活动坝,其主要优点包括:①力学结构科学,解决了泥砂淤积问题;②结构坚固可靠,抗洪水冲击的能力强;③不受漂浮物影响,在水量损失极小的情况下,能很容易冲掉上游的漂浮物,使河水清澈,保护环境;④坝体间无须建设支墩,坝体放倒后平铺河床基础,不阻水;⑤放坝速度快,不影响防洪安全,特别适合雨量充沛的南方及洪水陡涨陡落的山区。总体上讲,液压坝克服了传统活动坝的缺点,同时保留了橡胶坝、翻板坝等传统活动坝的基本优点,具有明显优势,是性价比最高的活动坝[7]。

液压坝与常规坝闸具体性能比较见表1.

表1   液压坝与常规闸坝性能比较表项目橡胶坝翻板坝液压坝安全性橡胶坝体易被尖锐物损坏,导致上游水库水位突然下降;坝体倒伏时不能紧贴河床基础面,影响泄洪断面。河道中间闸墩影响安全泄洪。坝面有液压缸和支撑杆支撑,力学结构科学,抗洪水冲击能力强,每扇门板能单独控制,汛期坝面全部卧倒,不影响防洪安全制造安装坝体体积庞大,制造安装周期较长闸门和启闭设备笨重,安装时需要大型的起重设备。液压设备安装周期较短,中型起重设备可满足安装要求。维护管理运行期间需要经常清理坝前漂浮物,后期出现破损时,维修较麻烦。运行期间,液压设备维护麻烦,闸门体积庞大,后期出现故障时,维修困难,液压设备运行期间耗电量较大。运行期间,液压设备维护稍麻烦,运行液压设备耗电量较小。成本很高最低较低使用寿命一般5~15年,受使用局限较大一般5~20年一般30~50年泄洪效果最好最差最好可靠性很差最差最可靠自动化程度无能自动放坝,但很不可靠最高




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