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防汛闸门止水设置探讨

文档作者：肖志乔孙嘉华文档来源： 1．上海市水利工程设计研究院 2．上海勘测设计研究院		点击数：	更新时间： 2021年08月08日
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第5期
2010年5月
广东水利水电
GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER
No．5
May．2010
防汛闸门止水设置探讨
肖志乔 ，孙嘉华
(1．上海市水利工程设计研究院，上海200063；2．上海勘测设计研究院，上海200434)
摘要：濒江临海的特殊地理位置使上海常常受到来自海洋、内陆潮水或洪水的侵袭。大堤和闸门共同组成的防汛体系保
障了市民的生命财产安全。现行的规范中没有专门针对防汛闸门止水设置做出规定，该文针对上海市防汛闸门的类型和
特点，指出并非所有防汛闸门均需设置止水，应从防汛大堤安全角度论证设置止水的必要性，以节省工程成本，并方便工程
管理。
关键词：上海；防汛闸门；止水
中图分类号：TV663 文献标识码：B 文章编号：1008一O112(2010)05—0061—03
前言
上海地处太湖水系下游，位于长江人海口，东濒东
海，北界长江，南临杭州湾，西靠太湖，黄浦江、苏州河贯
穿市区。全市位于三角洲冲积平原上，地势低洼，平均
海拔为4m左右，其中1／4的面积低于3．10m，最低处仅
为2．13m，黄浦江大潮水位常高出地面1m以上，而外
海历史有记录高潮时的最高潮位金山嘴为6．57m，芦潮
港为5．68m，吴淞口为5．99m，崇明堡镇为6．03m。濒
江临海的特殊地理位置使上海常常受到来自海洋的潮
水或内陆的洪水的侵袭。“兵来将挡，水来土掩”是千
百年来由实践得出的道理，历代人民为保障安居乐业以
修筑海塘和江堤防御洪潮灾害。目前，上海市已建海塘
总长达500多km，黄浦江堤长200多km。
为了降低海塘或江堤的高度，一般选择临水侧修建
防汛(浪)墙，以节省工程投资。同时，为了满足防汛抢
险、交通物流或者码头运输等功能要求，一般在防汛
(浪)墙上开设缺口，布设活动挡水建筑物，即防汛闸门
(亦称旱闸)。据统计，上海市仅黄浦江上就有1 300余
座防汛闸门。
1 防汛闸门类型与特点
上海市防汛闸门经过几十年的演变，发展了多种类
型的闸门。从材质上分类，防汛闸门可分为木闸门、钢
闸门、钢筋混凝土门等；从闸门的组装形式上分类，可分
为叠梁门、插板门、整体式闸门等；从门型上分类，可分
为一字门、人字门、双层人字门、横拉门、加支墩的横拉
门、升降平板门等；从功能上分类，可分为临时防汛闸门
和永久防汛闸门。如果只允许人通过，则可在防汛
(浪)墙内外侧设置阶梯踏步或者钢爬梯即可，无需设
置专门的防汛闸门。
由于防汛闸门一般设在防汛(浪)墙上，多与防汛
(浪)墙等高，故防汛闸门门高一般不超过2．5in，加上
防汛(浪)墙设计时均会考虑一定超高，而上海属于非
正规半日浅海潮，达到设计潮位次数有限，因此，防汛闸
门一般情况下挡水(浪)时问短、水(浪)压小。这与水
利工程上为节制河道水流而设置的闸门有明显不同，平
时开启作为通道口门，只有在高潮位时才关门挡浪
(水)。
2 防汛闸门止水设置探讨
防汛闸门的作用是方便防汛抢险人员和物资顺利
到达危险堤段，为防汛抢险提供安全通道。防汛闸门止
水的作用是防止外海(河)侧来水(浪)大量涌人防汛
(浪)墙与闸门缝隙内，从而确保堤防及其保护范围内
人民生命财产的安全。
防汛闸门所受荷载小、历时短，一般在大潮来临前
关闭闸门，并采用背水面设“u”型橡皮止水。这种止水
设置对于设计高潮位高于闸底高程的防汛闸门是十分
必要的，也是无可厚非的。但对于闸门底坎高程远高于
高潮位、f145基本位于计算堤顶高程的超高值范围内的
防汛闸门，其闸门止水的设置与否还需进行必要的分析
和探讨。而现行的规范中没有专门针对防汛闸门止水
收稿日期：2010—04—23
作者简介：肖志乔(1977一)，男，硕士，工程师，主要从事水利工程设计研究工作。
· 61 ·
2010年5月第5期 肖志乔。等：防汛闸门止水设置探讨 No．5 May．2010
设置做出的规定。本文根据越浪量计算是否满足规范
要求来确定是否设置止水。
根据《海堤工程设计规范》，堤顶高程应根据设计
高潮(水)位、波浪爬高及安全加高值计算确定，不允许
越浪设计时波浪计算的累积频率为2％ ，允许越浪时为
13％，其相应的安全加高值也不同。事实上，不允许越
浪也是相对而言，所谓不允许越浪并非一点浪也不超
越，即使所有因素都确定，也还有2％的概率，根据规范
公式和多个工程物模试验表明，不允许越浪堤防也会有
不同程度的越浪量，但只要越浪量小于规范规定允许值
也能满足安全要求。因此，防汛闸门止水设置与否也可
以通过计算或者物模试验确定，若不设止水时越浪量小
于规范允许值，则大可不必设置止水，并通过合理的工
程措施，将少量越浪导人外海，从而节省工程建设的成
本，并方便防汛管理工作。
3 工程实例
某新建围堤位于长江口南岸，防洪标准为200年一
遇高潮位(6．26m)+12级风下限组合，堤防级别为l
级，设计堤顶高程为8．50m，采用深弧型防浪墙，墙顶高
出人行步道1．0m，为方便游人进出大堤外侧景观平台，
沿线设有5座景观防汛闸门，均为横拉门，闸门净高为
1Ill，门顶高程为8．50m，闸门平时藏在门库内，门库内
设有排水孔，排放雨水和波浪积水。
当遭遇100年一遇高潮位+12级风组合时，波浪
爬高也未超过闸门底高程，闸门只受风荷载。只有当遭
遇200年一遇高潮位+12级风组合时，波浪顶高程约
为7．70m，高出闸底高程约0．20m，且本工程在施工期
间考虑了新建围堤的沉降因素，围堤抛高了0．80m(按
50年沉降期考虑)，竣工时闸门底标高为8．30m，故闸
门即使遭遇200年一遇高潮位+l2级风组合，在很长
一段时间也不会有波浪力作用。因此，闸门遭受波浪袭
击的可能性很小。
防汛闸门处越浪量计算依据《海港水文规范》和
《海堤工程设计规范》，设计波浪条件下允许越浪量为
0．05m ／(S·m)。计算结果见表1。
表1．堤顶越浪量计算成果
注：无墙工况是指闸门完全开启情况
从计算结果可知，在有墙时，堤顶越浪量远远小于
规范要求。闸门全开时，若按竣工高程计算，则满足规
范要求，若按设计高程计算，则超过规范要求。闸门关
闭时，闸门两端伸入门库或门墩0．3m，闸门向下也伸入
底槛门槽内，因此，浪不会全部进入堤内，一般只有总越
浪量的10％ (0．010m ／(S·Il1)<0．05m ／(S·m))，即
使按越浪量的50％(0．050m ／(S·m)=0．05m ／(S·
In))计算，也可满足规范要求。少量越浪可通过门库内
{j}水孔{j}出。
一般地，位于一线大堤上的防汛闸门均需设止水，但
考虑到本工程5座防汛闸门为横拉门，闸门净高只有
1．0m，基本在围堤的安全超高内(本工程安全超高为
1．0m)，遭受波浪袭击的概率很小，且新建围堤考虑沉降预
留抛高0．8m。此外，横拉门设止水后，止水带与门库摩擦
力较大，如果设电动葫芦，则需要从周边牵引电线至闸门
处，由于闸门开闭次数较少，电动葫芦较易损坏，且电动葫
． 62 ．
芦需定期维修养护，成本较高；若不设电动葫芦，则闸门启
闭需3人以上才能拉动，劳神费力，管理不方便。不设止
水，则一人便可轻松拉动闸门，管理十分方便。
当遭遇恶劣气候时，波浪拍打外坡产生的浪花从闸
门侧面及底部进入闸门门槽，但水量很少，且门槽低于
闸门底槛，浪水会暂时停留在门槽内，并通过预埋的排
水管排到堤外。综合考虑上述因素，本工程5座闸门可
以不设止水。
因此，从该工程实例可以看出，并非所有防汛闸门
均需设置止水，应从防汛大堤安全角度论证设置止水的
必要性，以节省工程成本，并方便工程管理。
长江口南岸某新建围堤由于采用了景观和消浪效
果均较好的深弧型防浪墙，墙体宽约1．1m，因此，可以
在宽厚的墙体内部设置横拉门的门库，平时防汛闸门开
启时，闸门藏于门库内，避免风雨对闸门门体的侵蚀，既
可以降低闸门养护成本和管理成本，又可以增加防汛大
2010年5月第5期 广东水利水电 No．5 Mav．2010
堤的景观效果。门库底部设排水孔，方便雨水或波浪积
水排出，保证门库干燥，门槛处导轨上方设置钢盖板，防
汛闸门开启时，钢盖板盖上，既可防止废弃物进入门槽
内，也可减少雨水进入门库，且在闸门外侧设残疾人通
道后，还可方便残疾人通行。改进型横拉门工程实例详
见图1。
图1 改进型横拉门实例照片
4 结语
大堤和闸门组成的防汛体系给市民的生命财产安
全带来了保障，采用何种类型的防汛闸门以及防汛闸门
止水设置与否均应根据工程实际进行考虑。对于门高
在安全超高范围内且满足允许越浪量要求的防汛闸门
可不设止水，反之则应设置止水。最后通过工程实例加
以分析佐证，提出不设止水防汛闸门的优化设计方案，
为类似工程设计提供经验。
参考文献：
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[2] 徐双全．上海海塘建设历史、现状和展望[J]．城市道桥
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计准则探讨[J]．水利水电技术，2007，(4)．
(本文责任编辑马克俊)
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(上接第58页)
经过检查，支垫块各部安装公差都达到设计要求
后，可准备浇灌环氧树脂填料，环氧树脂达到设计‘强度
后，再进行支垫块的间隙复测。
5．2 环氧树脂填料浇灌
在支、枕垫块安装调整好后，支、枕垫块与门体和枕
座埋件之间有20ram左右的间隙，此间隙用环氧树脂作
填料。环氧树脂浇灌是人字闸门安装的关键工序，直接
影响闸门的稳定性和止水性能，浇灌后门体已完全定
型，凶此，填料浇灌时，门体安装精度应该达到下述尺寸
要求时，才具备浇灌条件：① 门叶顶枢底枢旋转轴线调
整好，斜接柱上任一点的跳动量在1mlYl以内；② 门叶宽
度(8 843mm)偏差不大于4．Omm；③ 门轴柱斜接柱上
支、枕垫块接触止水中心的连线及顶枢中心的几何位置
完全正确；④ 门叶处于全关位置时，支、枕垫块相互顶
紧，用塞尺检查，连续间隙小于0．15mm，局部问隙小于
0．3IIlII1，长度不超过总长度的10％ 。
环氧树脂填料的材料和配方如下(重量比)：环氧
树脂：二丁脂：多乙烯多胺：水泥=100：12：12：若干。
配制工艺如下：先将6101 环氧树脂用隔水加热
(如果气温适中在27~C～32℃之间可以不需加热)，均
匀加温到25％ ～30qC左右，按配方依次加入二丁脂(增
塑剂)、多乙烯多胺(固化剂)，最后加入500 水泥搅拌
均匀。浆液温度控制在35 oC～40℃ 左右，否则强度降
低，不能浇灌，甚至浆液被烧糊，故由拌料到浇灌的速度
要快。环氧树脂填料的浆液具有中等流动性，如果密封
不好，甚至出现脱空现象，因此，支枕垫块与挡块之间的
问隙应采用严密密封措施。
环氧树脂浇灌时，使门叶处于全关位置，支、枕垫块
相互顶紧的情况下的间隙，每条支垫从上往下进行浇
灌，浇灌顺序是先枕垫、后浇灌门轴柱和斜接柱支垫块。
环氧树脂填料浇灌后，要检查填料的致密程度，在
成型后有无空洞、夹层等现象。
6 结语
以上所述：① 埋件安装的“三角交汇法”测量方法
以及底槛安装工艺；② 闸门“四点平移法”吊装方法；③
闸门拼装、焊接工艺、反变形值控制以及门叶调整方法；
④ 门体止水部件安装和环氧树脂填料浇灌工艺等施工
技术，都有一定的特色和创新，同时能够在保证施工安
全和质量的前提下，以最快的安装速度完成施工任务，
能尽快达到船闸通航的目的。
(本文责任编辑马克俊)
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