沿海地区海湾水闸闸型比选分析
文章编号：
１００９ ６８２５（２０２０）１５ ０１６６ ０２沿海地区海湾水闸闸型比选分析
收稿日期：
湾区指的是哪些地区２０２０ ０５ ２０　作者简介：戴　雪（１９８６ ），女，工程师
戴雪１，２　邓刚１
，２
（１．黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南郑州　４５０００３；　２．河南省城市水资源环境工程技术研究中心，河南郑州　４５０００３）摘　要：随着粤港澳大湾区的发展，沿海地区的工程建设不断增加，水闸也发挥着不同功能的作用。沿海地区的水闸与内陆及城
市景观水闸有着较大的不同，以大铲湾港区湾顶水闸工程为例，归纳对比各种水闸闸型的工作原理及优缺点，对湾顶水闸选型影响因素进行分析，提出适合大铲湾港区湾顶水闸的闸型方案，为沿海地区其他类似工程提供一定的参考。关键词：海湾水闸，闸型比选，沿海地区中图分类号：ＴＶ６６２文献标识码：Ａ
１　工程概况
大铲湾港区位于深圳前海城市新中心，也是粤港澳大湾区重要组成部分。随着城市开发的不断深入，滩涂围填、码头建设、港池开挖、城镇建设等各种人类活动日益增强，水环境恶化日趋加剧，水环境污染问题突出，对大铲湾港区的水动力条件与滩槽演变趋势产生了重要影响。为改善湾区内水环境，提高整个湾区内水动力，在大铲湾港区海湾处
建立湾顶水闸，水闸总宽度２
８０ｍ，两侧与海堤相接。２　水闸闸型介绍
近些年来，水闸闸门型式飞跃发展，不仅有传统的平板
闸，弧形闸，还在此基础上推出了许多新型闸门，如：翻板水闸、升卧式水闸、下卧式水闸、液压式水闸、横拉式水闸、对开式水闸以及组合闸等等，用于适应不同环境条件下的工程。下面对适用于沿海地区水闸的部分闸型进行介绍对比。
２．１　传统平板闸
传统的平板闸是通过闸门上部的启闭设备在竖直方向上启闭运行。闸门开启时，通过上部卷扬机将闸门
提出水面；闸门关闭时，门体沿竖直方向降落至闸底板上，可实现双向挡水。这种类型闸门作为河道拦水闸及水电工程中的泄水闸应用较为广泛。
优点：该类闸型闸门升降操作运行方便，开启状态下，闸门提升至水面以上便于检测维护。
缺点：对于大跨度需设置中墩，以减小闸门跨度，闸型
一般不能实现闸顶过流，需要设置闸室及上部启闭机房，对
于景观环境要求高的工程，可以根据周边环境修建具有艺
术造型的启闭机房，美化水闸型式。
２．２　升卧式翻板闸
翻板闸闸门的挡水门叶绕固定的水平底轴转动。开启
闸门时，门体平卧在闸底板凹槽内，与河床高程一致；关闭闸门时，门体绕着水平枢轴向上旋转直到挡水高程。
优点：闸门开启时，门体平卧，不影响渠道河流正常的通航运行，一般适用于大跨度防洪闸。水闸运行
时通过控制闸门数量可以进行水闸泄水，液压启闭机启闭闸门，操作灵活，与周边景观契合度高。
缺点：闸门及启闭机长期位于水下，不具备日常检修条件，双向挡水不易实现。
２．３　底轴驱动式翻板闸
底轴驱动式翻板闸门主要由门叶和底轴组成，位于两侧闸室内的液压启闭机驱动底轴旋转带动门叶挡水。主要应用在城市防洪、河道整治、蓄水、泄洪等水利工程。
优点：底轴驱动式翻板闸门可以双向挡水，且闸门角度可以设置在任意角度，不影响防洪及正常通航，水流允许从闸门顶溢流，形成景观瀑布。
缺点：底轴驱动式翻板闸门闸室和底轴对地基处理要求较高；河道中墩的启闭机室需设置检修廊道联通两岸；闸门开启状态下平卧于河床底部，检测维护难度较大，闸前容易形成泥沙淤积。
２
．４　直升式水闸直升式水闸由两侧液压升降装置控制门体，门体在竖直方向上启闭。开启闸门时，液压升降装置将门体提出水面；闸门关闭时，门体降落至闸底板上。一般应用于拦河闸及泄水闸櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
。Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ３ＤｄｅｓｉｇｎｏｆｅａｒｔｈｗｏｒｋｆｏｒｇｒａｖｉｔｙｗｈａｒｆｂａｓｅｄｏｎＧＥＯＰＡＫ
ＺｈｏｕＪｉｅｘｉｎ
１，２
（１．ＣｈｉｎａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＮＤＲＩＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ；　
２．ＳｈａｎｇｈａｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＯｃｅａｎ＆ＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＭａｒｉｔｉｍｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｒｅｕｓｕａｌｌｙｔｗｏｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅａｒｔｈｗｏｒｋｄｅｓｉｇｎ：２Ｄｄｅｓｉｇｎａｎｄ３Ｄｄｅｓｉｇｎ．Ｗｈｅｎｆａｃｅｄｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎ ｄｉｔｉｏｎｓ，３Ｄｄｅｓｉｇｎｉｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｈａｎ２Ｄｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓａｇｒａｖｉｔｙｗｈａｒｆｐｒｏｊｅｃｔｉｎＱｉｎｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｘｉａｓ
ａｎｅｘａｍｐｌｅ
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·
６６１·第４６卷第１５期
２０２０年８月
山西建
筑ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．１５
Ａｕｇ．　２０２０
优点：该类闸门不需要设置闸室结构，所需的建设面积较
小。液压升降装置位于两侧闸墩内，升降装置完全隐蔽，同时使用液压装置闸门操作简单，检测维护方便，堆积杂物及浮冰等对门体影响小。
缺点：液压升降设备安装调试稍微复杂，对液压升降设备性能要求高，单闸宽有限，对于大跨度需设置中墩。
２．５　横拉式水闸
横拉式水闸采用单扇平板门，门体沿垂直水流方向水平移动的，门叶的上部或下部布设滚轮，使门体能够沿轨道横向移动。开启状态下，闸门停放在水道相邻一侧的闸室中，关门挡水时，闸门进入封闭位置，水荷载通过闸门转移至闸门两边侧墙上。优点：该类型闸门结构简单，技术成熟，结构稳定较好。
闸门开启时，门体位于干燥闸腔内，方便检测维护；关闭时
可以双向挡水，承受两侧不同水头差，特别是能够灵活应用
于通船船闸中。
缺点：由于门体是横向移动的，水闸的建设占地范围需求较大，门库需求大时，底部轨道容易淤积。２．６　平面双开弧闸
此类型水闸是由２个水平向弧形闸门组成，闸门围绕
中心轴水平旋转实现水闸开关。闸门关闭时，两弧形闸门闭合进行挡水；闸门开启时，闸门放置在河岸两边的闸室空腔中。
优点：该类型闸门结构形式新颖，形成较好的景观特。闸门打开时，门体位于两岸的闸室空腔之中，并不阻碍水道的潮汐交换、通航以及泥沙运移等自然特征。闸门检修在两岸闸室内，处于干燥状态，便于检测与运行维护。
缺点：由于闸门平面尺寸较大以及两岸闸室的需求，需要较大的建设面积；同时闸门结构形式复杂，建设成本及后期运行维护费用较高。
２．７　平面双开弧闸与平板闸组合水闸
此类型水闸是将以上介绍的平面双开弧闸和平板闸联
合使用。
优点：这种类型组合水闸同时具有平面双开弧闸与平板闸的优点。
缺点：闸门对场地及建筑面积要求高，同时闸门结构形式复杂，建设成本及后期运行维护费用较高。
３　湾顶水闸选型影响因素分析
大铲湾港区湾顶水闸布置于海湾处，与传统水闸相比
有较大不同的运行环境以及功能性差异，因此，在闸门选型
中影响因素也有很大不同。根据湾顶水闸所处的位置和周
边环境，湾顶水闸闸型选择需考虑以下因素：
１）由于水闸布置在海湾处，闸前闸后均有海水，因此水闸需要考虑双向挡水；２）海湾处海水具有腐蚀性，闸门需考虑耐海水腐蚀的要求；３）海水潮位变化幅度大，有漫顶可能性，所选闸型需满足闸顶过水的要求；４）大铲湾港区特殊的地理位置，有较高的景观环境要求，闸型选择时需要考虑一定的景观艺术性；５）湾顶水闸位于城市河道下游，会有泥沙淤积的问题；６）海湾处水闸日常管理方便，易于维护，便于检修；７）大铲湾港区属于填海用地，因此占地具有局限性。
４　湾顶水闸闸型方案分析
结合以上影响因素，对各种水闸闸型方案进行分析（见
表１），最终工程采用直升式液压水闸。根据现场地形情况
以及闸门跨度要求，共布置９联１８孔，水闸总宽度２８０ｍ，
其中单孔净宽１
２ｍ。表１　海湾水闸闸型分析表闸型闸型分析结果
传统平板闸基本满足湾顶水闸闸型影响因素要求，但是启闭机
房与周边景观环境不协调
不采用
升卧式翻板闸不满足双向挡水以及日常检修的要求不采用底轴驱动式翻板闸不满足维护检修要求以及泥沙淤积问题不采用直升式液压水闸基本满足湾顶水闸闸型影响因素要求，但需要考虑液压设备以及闸门跨度问题
采用横拉式水闸不满足占地要求以及泥沙淤积问题不采用平面双开弧闸不满足占地以及后期管理维护要
求不采用组合水闸
不满足占地以及后期管理维护要求
不采用
５　结语
在沿海地区，由于特殊的地理环境以及城市建设的功能需求，水闸闸型分析比选是十分必要的。在工程实际设计时，水闸闸型的选择应充分结合工程区域特点，分析闸型选择的影响因素、约束条件等，综合考虑后优选合适的水闸闸型方案。参考文献：［１］　黄河勘测规划设计有限公司．大铲湾凸堤开槽工程
二期工程可行性研究报告［
Ｒ］．２０１９．［２］　蔡新明，韩　晔．城市景观水闸的选型探讨［Ｊ］．浙江
水利科技，
２０１４（４）：６３ ６５．［３］　张　毅．液压式顶升水闸在城市水务中的应用［Ｊ］．
中国农村水利水电，２０１５（２）：１６６ １６７．
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｌｕｉｃｅｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓ
ＤａｉＸｕｅ１，２　ＤｅｎｇＧａｎｇ
１，２
（１．ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００３，Ｃｈｉｎａ；　
２．ＨｅｎａｎＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＵｒｂａｎＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＧｕａｎｇｄｏｎｇ ＨｏｎｇＫｏｎｇ Ｍａｃａｏｇｒｅａｔｅｒｂａｙａｒｅａ，ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓｉｓｉｎｃｒｅａｓ ｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｓｌｕｉｃｅｓａｒｅｐｌａｙｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｌｅｓ．Ｓｌｕｉｃｅｓｉｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌａｒｅａｈａｓｌａｒｇｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｉｎｌａｎｄａｎｄｕｒｂａｎｌａｎｄｓｃａｐｅ
ｓｌｕｉｃｅｓ，ｔａｋｉｎｇｔｈｅｂａｙｓｌｕｉｃｅｐｒｏｊｅｃｔｉｎＤａｃｈａｎＢａｙＴｅｒｍｉｎａｌａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｃｏｍｐａｒｅｄａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉ ｐｌｅ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｌｕｉｃｅｇａｔｅｔｙｐｅ，ｔｈｅｂａｙｈｅａｄｓｌｕｉｃｅｓｓｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｐｕｔｆｏｒ
ｗａｒｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｂａｙｓｌｕｉｃｅｐｒｏｊｅｃｔｉｎＤａｃｈａｎＢａｙＴｅｒｍｉｎａｌ
，ｐｒｏｖｉｄｅｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓｉｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｙｗａｔｅｒｇａｔｅ，ｇａｔｅｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓ
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７６１·  　
第４６卷第１５期
２０２０年８月
        　戴　雪等：沿海地区海湾水闸闸型比选分析

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