沈全順
摘 要:隨著城市快速的發展,城市中各種不協調的情況也隨之出現,特別是我國大多數城市都有不同大小的河流通過,這些河流夏季及秋季河水對河床的覆蓋較大,冬季及春季干枯,形不成水體景觀,嚴重制約著城市不協調的發展。隨之人民生活水平的提高,人民的居住品位也隨之提高,人民對水體環境的依賴越來越大。在比較各種型式的擋水建筑上,目前,鋼壩閘得到了廣泛的應用,鋼壩閘的發展至今有百余年的歷史,但是由于我國相關行業對此的限制,至今鋼壩閘發展緩慢還處于試驗、探索階段,下面結合具體的工程案例,討論鋼壩閘在城市景觀中的應用,將鋼壩閘可靠、美觀并且符合生態環保需求等優點推廣,使得鋼壩閘在我國有個良好的發展前景。
關鍵詞:鋼壩閘;水中景觀;利用發展
前言
現代的鋼結構閘門,由于受閘門自重和提升設備的各種限制,無論是臥倒式還是提升式閘門的單孔寬度都非常小,再加上設計的啟閉設備,啟閉房等很復雜,費用較大,且不隱蔽。因此不符合現代城市水體景觀設計的要求。鋼壩閘應運而生,它啟閉速度快,設計時啟閉設備、操作等簡單,并且還克服了橡膠壩容易老化、易破損的問題,從美觀設計上也符合設計要求,這種新型的可調控溢流閘門很值得推廣使用。它由帶固定底軸的鋼閘門門體、液壓啟閉設備和配套土建結構工程等組成。這種建筑物適合于閘孔較寬(10~100m)而水位差比較小(1~7m)的工況,鋼壩可以設計寬度較寬,相比之前單孔變大可以節省一些閘墩,在立門蓄水、臥門排洪方面更有優勢,簡單、美觀。通過調節水位利用閘門門頂過水形成瀑布景觀,在河道內枯季形成較大水面,在此基礎上,河道中鋼壩閘等擋水建筑得到廣泛的運用,其中鋼壩閘以其獨特的優勢,更是發揮出越來越重要的作用。
1 鋼壩閘建設的特點
鋼壩閘的組成:底軸驅動鋼壩閘門由門葉、底轉軸、轉軸座、穿墻封水套,驅動裝置及鎖定拐臂、驅動裝置及鎖定器、底軸止水、門側止水及鉸座止水等部分組成。
鋼壩閘原理:原動力為液壓啟閉機為驅動裝置,這兩臺驅動裝置布置于閘壩兩側的驅動室內,通過兩側的邊墩內的液壓啟閉機來帶動閘門的拐臂驅動,拐臂帶動底軸轉動,并且鋼閘門門葉與底軸鉚接在一起,這樣就可以達到閘門豎起時蓄水,臥倒時排水的目的。并且底軸止水、閘門側止水和鉸座止水一直保持密封止水的狀態,當門豎起或者臥倒式,底軸止水帶不會離開底軸表面,從而不會形成漏水;閘門側止水帶安裝在門的兩側,并且通過側墻的擠壓達到止水的目的,一般采用“Π”形止水形式,當閘門呈臥倒式時,由于止水面沒有脫離側墻,此時不會影響閘門的啟閉,當然也不會形成側漏水。
2 工程應用實例
2.1 工程實例
云南省臨滄市南汀河是臨滄人民的母親河,屬怒江流域南汀河水系,流域覆蓋臨滄市中西部,是臨滄市最大的一條出境國際河流,境內徑流面積8097km2,占臨滄市總面積的33.1%,境內河道全長264.2km。臨滄市地處南汀河干流上游,是臨滄市委、市政府所在地,臨滄政治經濟文化中心。南汀河西河穿城而過,形成了“一壩兩河”獨具特色的自然景觀,為瀾滄江畔的臨滄城增添許多風采。多年來,由于防洪標較低,枯水期水質不清,景觀不美,雨季河堤倒塌,嚴重威脅沿岸人們群眾的生命財產安全,為了與城市的發展相協調,治理南汀河已迫在眉睫。為把南汀河臨滄城段治理工程建設成為生態、文明、宜居省域中等城市的構思,按照“建好堤,治好水,造好景和高標準、高品位的目標,對臨滄市南汀河臨滄城段進行綜合治理,使治理過后的南汀河臨滄城段有水面、有水流、有水景、親水”等要求,堅持結合人與自然的和諧發展,以人性化的設計理念,在保證河道行洪安全的前提下,打造河道水體景觀,使整治后的河道在汛期泄洪與枯期蓄水形成有機配合,能夠改善臨滄城氣候,提升園林化建設品位,提高人居環境質量,實現人與自然的和諧發展,成為臨滄市市民休閑與娛樂為一體的地方。全長治理河堤長度8.9km,布置7道鋼壩閘,修筑河堤17.8km,建設人行道23.78km,河堤綠化植大樹12000棵,草坪綠化21000m2。
2.2 鋼壩閘使用情況
經過一年的施工,鋼壩閘1#~6#凈寬30m,高2.5m,7#鋼壩閘凈寬45m,高2.0m,全部采用遠程自動化控制,于2011年8月初施工完成,整個工程于2011年10月8日正式通過驗收,并于當日移交運行管理單位進行管理。到目前為止,已通過兩個運行期運行,發揮了良好的作用。
2.3 鋼壩閘建設的重要性-以臨滄市南汀河臨滄城段河道治理工程為例
鋼壩的使用國外早有了案例,但是鋼壩在我國發展的比較緩慢,由于鋼壩的初始投資很大,再加上技術的限制,防銹技術、計算技術和錨固技術的落后真正推行鋼壩技術實行起來很艱難,并且國家對此還沒有統一標準的設計規范、規程等,諸多因素導致鋼壩發展緩慢,但是針對鋼壩的一些優點,鋼材生產量的增大,各項技術相比之前有了很大的進步,因此鋼壩建設也有了長足的進步,臨滄市南汀河臨滄城段河道治理工程依據自身的特點,通過鋼壩技術來營造水中景觀起到了很好的效果。
3 鋼壩閘的發展優勢
鋼壩閘在水中景觀建設中的作用是擋水,是一種先進的新型技術。早在20世紀80年代,美國的設計師就設計出了總長為91.4米,高為14米的鋼壩閘,它在設計中將鋼材很好的應用其中,具有良好的柔性、強度性,從整體來看美觀并且更加適應水體變化的需求,在我國,針對鋼壩閘的研究資料也是非常少的,到目前為止,鋼壩設計計算方法的資料也很少。在我國水利工程中,與鋼壩相類似的是鋼閘門,這種建筑物的使用壽命很長,可達50年之久,甚至更長,并且通過多年的實踐總結經驗將繼承液壓應用到鋼閘門中,造價更低,施工工期縮短、運行安全可靠,并且占地較少,符合景觀設計要求,具有很好的發展前景,也提升了景觀的效果。
3.1 自動化控制
鋼壩閘相比橡膠壩更容易實現自動化控制,因為鋼壩閘門只需要有兩臺啟閉機,而橡膠壩需要建設供氣站或供水等設施,設計管路復雜繁亂,鋼壩閘不需要設計管路、泵站等設施,并且可以進行手動操作和自動化控制,當停電時,可以進行進行手動控制,供電時可以進行手動控制或自動化控制,安全性能高。鋼閘門由于設計簡單,可以很好的實現網絡控制,只要具備網絡條件,就可以進行遠程自動化操作,同時配備高清攝像頭,監控鋼閘門的啟閉及防盜功能,來滿足鋼閘門的安全運行。營造更好的景色。
3.2 運行安全可靠
鋼壩閘門采用的是機械鎖定,并且可以調節閘門啟閉開關進行多角度協調,營造出更美觀的效果,以橡膠壩相比,不會因為橡膠壩交聯、管道連接或者是橡膠壩帶被刺傷而蓄不滿水,這就避免了橡膠壩突然坍塌下來的情況,提高安全運行管理,提高人民的生活質量。
4 結束語
鋼壩閘是一種新型的擋水結構,相比橡膠壩不容易發生老化、刺破和行洪不利的情況。鋼壩閘可以進行立門蓄水、臥門排澇,是一種可以進行調控的溢流閘門,并且在進行啟動時非常簡單,通過啟閉閘門隱藏的液壓設備,將水位進行調節,達到規定的要求,并且進行閘門門頂過水的方式,形成瀑布的效果,除了美觀的作用還可以進行淤沙功能,適應性較廣。
至今為止,鋼壩閘在我國還沒有一個統一的設計規范,生產廠家相對較少,并且各個生產廠家設計的參數不一。但是考慮到鋼壩閘比橡膠壩有著很多的優點,相信我國一定會加大對鋼壩閘的研究,技術也會逐步提高,不久的將來我國鋼壩閘應用會相當廣泛。
參考文獻
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