上海嘉定常用的幾種水閘閘門型式

陳志根

（上海嘉定水務工程設計有限公司，上海市 201800）

0 引言

水閘是修建在河道和渠道上利用閘門控制流量和調節水位的水工建筑物（見圖1、圖2）。關閉閘門，可以攔洪、擋潮或抬高上游水位，以滿足灌溉、發電、航運、水產、環保、工業和生活用水等需要；開啟閘門，可以宣泄洪水、澇水、棄水或廢水，也可對下游河道或渠道供水。在水利工程中，水閘作為擋水、泄水或取水的建筑物，應用廣泛。

圖2 水閘效果圖（二）

水閘由閘室、上游（外河）連接段和下游（內河）連接段組成。閘室是水閘的主體，設有底板、閘門、啟閉機、閘墩、胸墻、工作橋、交通橋等。閘門用來擋水和控制過閘流量，閘墩用以分隔閘孔和支承閘門、胸墻、工作橋、交通橋等。

1 水閘閘門型式

1.1 位置境域

嘉定區位于上海市西北部，中心位置在北緯31°23′，東經121°15′。東與寶山、普陀兩區接壤；西與江蘇省昆山市毗連；南襟吳淞江（蘇州河），與閔行、長寧、青浦三區相望；北依瀏河，與江蘇省太倉市為鄰。總面積463.55 km2，行政區域邊界線總長167.85 km。

1.2 地形地貌

嘉定區地處長江、太湖流域碟形洼地的東緣，屬長江沖積平原的一部分，一條古海岸岡身呈南北向縱貫中部。境內地勢平坦，東北略高，東南及西南稍低。地形平均高度為海拔4 m左右，地貌多數屬于濱海平原地貌類型。

1.3 常用水閘閘門型式

嘉定區屬平原感潮河網地區，水文條件比較復雜。境內瀏河、蕰藻浜、吳淞江受長江、黃浦江潮汐影響較為顯著，并波及境內其它河港。瀏河1959年拓寬建閘，蕰藻浜1982年拓寬建閘，沿吳淞江一線，自20世紀80年代陸續建閘后，支河受潮汐影響程度和范圍大為減小。

嘉定的大多數河道適用低水頭水工建筑物。目前，上海嘉定常用的幾種主要水閘閘門型式包括：升臥門、直升門、上翻板門、橫拉門。

2 升臥門

2.1 升臥門

升臥門是一種沿弧線軌道升降的平面閘門，在關閉狀態時閘門直立擋水，啟門時閘門先直升一段，然后邊上升邊轉動，全開時閘門平臥于閘墩頂部。升臥式平面閘門（見圖3）兼具平面直升閘門和弧形閘門的優點，使平面閘門在弧形軌道上作弧形運動，同時可大大降低啟閉機的安裝高度，從而提高了水工建筑物的抗震能力，降低工程造價。其缺點是啟閉機吊具長期侵入水中，易于腐蝕；更換止水橡皮比較困難，維修保養略難。

圖3 升臥門水閘圖

2.2 工程實例

花園江節制閘位于嘉定區南翔鎮，在蕰藻浜南岸花園江河道上，單孔凈寬6m，其主要功能是引調水、排澇等。節制閘工程主體結構由閘首、翼墻、海漫段和防沖槽等組成。節制閘閘首長21.5 m，凈寬6.0 m，閘墩厚0.9 m，底板面高程-0.50 m，門檻頂高程0.00 m，底板厚0.9 m。閘首采用現澆C30鋼筋混凝土結構，內外河側各設檢修門槽，外河側設凈寬2.0 m交通橋。閘墻頂高程4.50 m。閘門采用升臥式平面鋼閘門，選用QH2×80 kN弧形門卷揚機，見圖4。

圖4 花園江節制閘主體平剖面示意圖

3 直升門

3.1 直升門

直升門就是沿著閘門門槽上下垂直升降的平面閘門，關閉時閘門直立擋水，開啟時閘門豎立在閘墩之間。直升門的優點是閘門直上直下啟閉方便，且吊點在閘門頂部，不會浸入水中不易腐蝕。其缺點是啟閉機門架較高，景觀性不足，且閘門開啟時豎立在閘墩之間，抗震穩定性稍差，見圖5。

圖5 直升門水閘圖

3.2 工程實例

串心港節制閘（見圖6）位于嘉定工業區（北區），在瀏河南岸串心港河道上，單孔凈寬5m，為簡化結構和增加滲徑長度，閘身與外河消力池合二為一，成為一體。整體底板寬6.6 m，長16.0 m，厚0.8 m，兩側閘墩厚0.8 m，在內河側設計6 m長的消力池段，便于4 m凈寬交通橋的布置；閘門門檻高程0.00 m；外河側閘墩頂標高5.20 m，內河側閘墩頂標高4.50 m。閘門采用平面直升門，閘墩上部為現澆實體式鋼筋混凝土門架至啟閉機平臺，平臺面標高為10.20 m，平臺上安裝一臺QPQ-2×50 kN卷揚式啟閉機。啟閉機房采用框架結構，屋頂采用現澆鋼筋混凝土屋面板，上設防水層。在內河側閘墩上設寬1.5 m寬人行橋，供管理和維修人員使用。

圖6 串心港節制閘主體平剖面示意圖

4 上翻板門

4.1 上翻板門

上翻板門開啟時閘門橫臥在閘墩之間，門體與閘墩基本齊平；關閉時閘門稍微向內河側傾斜，斜立于底板上。上翻板門依靠液壓啟閉機、轉軸和限位計共同作用啟閉閘門。上翻板門的優點是無上部結構，可以很好地與周邊環境融合。其缺點是閘門打開時門底高程較低，單支臂閘門門體剛度要大；另外，閘門較寬的話需要采用雙支臂啟閉閘門，閘門啟閉時有可能會出現兩側不同步、閘門卡住的情況，見圖7。

4.2 工程實例

廟橋河北泵閘（見圖8）位于嘉定區江橋封浜老鎮，在西虬江以南廟橋河的河口處，泵閘采用“泵+閘”的型式，在垂直水流方向：東側為泵站，西側為節制閘。閘孔凈寬4 m，閘門采用4 m寬的上翻板門，根據水位資料，閘門結構按外河水位3.87 m，內河水位2.50 m設計，閘門承受最大水位差為1.37 m。門底高程-0.30 m，門頂高程4.40 m，門體尺寸為（寬×高）4.0 m×4.7 m，門型采用全鋼制平面閘門，門重5.99 t。啟閉采用集成式液壓啟閉機，啟閉機型號為YJQ-WD200 kN-3500。

圖7 上翻板門水閘圖

圖8 廟橋河北泵閘主體平剖面示意圖

5 橫拉門

5.1 橫拉門

橫拉門采用液壓啟閉機、依靠電液推桿推拉閘門以達到啟閉閘門的目的。開啟時電液推桿拉動閘門，將閘門拉入門庫；關閉時電液推桿推動閘門，將閘門推入閘室。橫拉門的優點是無上部結構，可以很好的與周邊環境融合。其缺點是門庫和啟閉機庫需要占用閘墩后面岸上的較大空間，同時，閘門導梁梁底高程較低，限制了船舶的通行，見圖9。

圖9 橫拉門水閘圖

5.2 工程實例

顧涇北泵閘（見圖10、圖11）位于嘉定區外岡鎮，在練祁河以南顧涇的河口處，泵閘采用“泵+閘”的型式，在垂直水流方向：東側為泵站，西側為節制閘。閘孔凈寬4 m，閘門采用技術成熟、運行管理方便、同時造價較低的鋼制橫拉門，孔口尺寸（寬×高）為4.0 m×3.75 m，閘門尺寸（寬×高）為4.3 m×3.25 m，啟閉機為液壓啟閉機，型號為：推拉力125 kN，行程4.50 m。

圖10 顧涇北泵閘主體平面示意圖

圖11 顧涇北泵閘主體剖面示意圖

6 幾種門型的比較

嘉定區屬于上海市水利分片中的“嘉寶北片”，其河道控制水位為：最高水位3.87 m，常水位2.60～2.80 m，低水位2.00 m。新建水閘時，按照各種工況的水位情況，可能出現的最大水位差為1.87 m。根據工程實踐經驗，通常情況下，升臥門和直升門的適用性最廣，上翻板門次之，橫拉門的適用性較小。對于閘門內外河兩側可能出現的水位差，最大水位差為1.87 m時，水閘門型適用升臥門和直升門；最大水位差為1.50 m時，水閘門型適用升臥門、直升門和上翻板門；最大水位差為1.00 m時，四種水閘門型均適用。當然，這些只是一般情況的比較，遇到具體工程還需要結合實際情況作進一步的比選。

閘門運行時，需要注意觀察止水橡皮的止水情況，若發現漏水應及時維修更換；也要經常檢查閘門啟閉機的情況，及時保養。當然，四種門型在閘門運行時也有一些不同的注意事項。對于升臥門，要注意觀察吊點的情況，防止其在水下腐蝕生銹，影響閘門安全；對于直升門，要關注其型鋼軌道的垂直度，防止閘門啟閉時卡住；對于上翻板門，應注意檢查閘門限位計的情況，以防閘門經常啟閉后對其產生破壞，使閘門開啟時無法固定；對于橫拉門，應關注其滾輪的位置是否偏移，以防閘門無法順利入庫或出庫。

7 規范和結語

7.1 水閘設計規范

為統一水閘設計標準和技術要求，提高水閘設計水平，做到技術先進、安全可靠、經濟合理、實用耐久、管理方便、環境協調，水利部于2016年11月30日批準發布水利行業標準《水閘設計規范》（SL 265-2016），該規范已于2017年2月28日實施，替代標準號SL 265-2001、SL170-96。按照規范，應從閘址選擇、總體布置、水力設計、防滲排水設計、結構設計、地基處理設計、工程管理設計等方面考慮，進行水閘設計。

7.2 結語

現在，許多水閘除了要滿足常規的攔洪、擋潮、泄水、引調水等功能外，其景觀要求也越來越高。因此，設計水閘時，不僅要考慮結構穩定和安全，也要兼顧景觀協調，讓水閘融為大自然的風景。