(一)國外應用情況介紹
國外浮箱式閘門應用比較廣泛,委內瑞拉古里水電站和英國帕克爾水電站的溢洪道檢修門,美國麻雀點和布勒默頓船塢的船塢工作門都采用浮箱式閘門。但目前國外浮箱式閘門最具代表性的應用是荷蘭新沃特偉赫河上的阻浪閘工程。
1991年,荷蘭同家交通、公共設施和水利部在通過縝密的可行性調查和嚴格的技術和經濟可行性論證之后,批準在荷蘭角附近的新沃特偉赫河上建造可活動阻浪閘。設計閘門僅在高水位時合攏,合攏次數預計為平均每10年一次或兩次?;疽笫窃谟泻樗{時,閘門應保證降低鹿廉特丹地區(qū)水位1.6m,降低多德赫特地區(qū)0.6m,從而緩和對鹿特丹地區(qū)堤壩高度的要求。
1.日高閥門阻浪閘閥的組成與主要參數:
(1)閘門:阻浪閘的閘門就是兩個滑位墻。每個滑位墻高22m,長210m,共有15個隔間。當滑位墻位于水中時,一個隔間與水隔絕,其內設有電器和水利設施,技術人員在此操作,其余隔間被水充滿。
(2)球鉸和基部。球鉸并不是一個完整的球,它由若干個球面或殼形元件組成,在一個由10個鑄鋼件組成的基座上轉動。在閘門啟閉的過程中,球鉸是關鍵部件,就像肩關節(jié)一樣,被設計用來保證閘門可在各個方向隨著波浪移動,同時將作用在閘門上的水壓力傳遞到基礎上。
角形墩重達52000t,構成了可受力70000t的球鉸基部。作用于滑位墻的力通過擤桁架梁和球鉸傳遞到這個碩大的角形混凝土墩上,最后將壓力傳至地下。
(3)桁架梁。桁架梁把施加于滑位墻的力傳遞到球窩接頭。每個桁架梁長度為237m,由3個巨型管呈梭形構成,底部的巨型管直徑1.8m,管壁厚6~9tcm。
(4)自動推進器。閘門由設于滑位墻頂部的自動推進器推動。自動推進器具有6個嵌齒輪,由水電機和齒輪傳動裝置帶動。
(5)控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)通過對預測的高水位及相關河流的實際水位和流量等大量數據的處理預計出本地區(qū)的水位。根據此信息決定阻浪閘是否應該合攏。同時控制閘塢鎖定裝置、推進裝置、水泵等裝置協(xié)調工作。
2.運行狀況與作用
當鹿特丹水位預計超過阿姆斯特丹標準參照水位3m時,控制系統(tǒng)將新沃特偉赫河上的阻浪閘預先關閉。整個合攏和重新開啟過程如下:
(1)控制系統(tǒng)對阻浪閘發(fā)出準備指令
(2)通知海港調度中心,中心對來往船只發(fā)出警報
(3)原本干燥的船塢進水至與河面相同水位,河道航運中斷。
(4)阻浪閘接列合攏指令,兩滑位墻漂浮至河道中央,閥門開啟,閘室進水,下沉過程開始
(5)一個半小時后,滑位墻下沉至桁架梁1米以上處,高速水流沖刷桁架梁沉積物。
(6)合攏過程開始后兩小時,滑位墻平穩(wěn)下沉至清理過的桁架梁并封閉新沃特偉赫河道。
洪水過后,閘門一側的水位高于海水涌入一側的水位。此時阻浪閘重新開啟。首先閘室內的水被抽干,閘門上浮。由自動推進裝置推動,滑位墻返回閘塢。閘塢中的水被抽干至可控水平后,閘塢的門關閉。
阻浪閘和主要河道的堤壩加固工程,組成了整體防洪體系,共同保護荷蘭角地區(qū)免受洪水危害。