谭 科

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000）

河道景观闸或景观坝的形式多样，各有其优缺点和适用条件。刘彦琦等[1]从泄洪能力、地基要求、施工安装、后期运行管理、投资造价、景观生态效果等多方面对四类景观坝的优劣进行综合分析。刘洋[2]从泄流能力、运行方式、景观效果等方面对几种景观坝进行了综合对比分析。李延富[3]从坝址位置选择、正常蓄水位确定、坝型选择、闸坝泄流能力计算、闸坝稳定计算等方面对会昌县麻州拦河景观坝工程设计方案进行了分析。谢芳[4]针对钢坝、橡胶坝、水力自控翻板闸门、液压升降坝等4种坝型，综合比较了泄流能力、景观效果及运行可靠性。

小青龙河为沱江左岸一级支流，流域面积395 km2，河道长58.8 km，河道平均比降1.66‰。为优化小青龙河流域生态格局，结合小青龙河黑臭水体综合整治，对小青龙河天然河道进行微地貌改造和调控，形成具有一定规模的浅湖生态系统，修复多元生境，展现小青龙河自然景观，拟在小青龙河汉安大道下游50 m处修建1座60.0 m×4.0 m（宽×高）景观闸挡水，上游正常蓄水位315.00 m，下游水位312.00 m，设计洪水位（P=5%）318.80 m，校核洪水位（P=2%）319.54 m，河流多年平均流量3.13 m3/s。本文通过对不同景观闸的技术经济比较，得到了适合小青龙河河道特点的闸型。

1 景观闸型式及优缺点分析

本文对挡水闸门的型式进行钢坝闸门、双向旋转门和平面提升式钢闸门三种方案比较，各自优缺点如下。

1.1 钢坝闸门的布置及优缺点

挡水闸门采用1孔钢坝闸门挡水，孔口尺寸为60.0 m×4.0 m（宽×高），挡水高度4.0 m，门顶溢流。闸前底板高程311.00 m，上游正常蓄水位315.00 m，设计洪水位（P=5%）318.80 m，校核洪水位（P=2%）319.54 m，闸后底板高程309.30 m，下游水位312.00 m。钢坝闸门采用动水启闭，上游止水，由2台布置在河道两侧驱动室内的3 200 kN分体式液压启闭机进行操作，每台液压启闭机单独设置1台液压站，液压站布置在河道两岸高地上，避免洪水淹没，可实现现地和远程控制。钢坝闸门又称底轴驱动翻板门，由闸门门叶、底转轴、绞座总成、防水套总成、止水总成、液压启闭机、锁定装置、电控系统等部件组成。闸门门叶与底转轴采用焊接结构，底转轴通过拐臂与两侧液压启闭机相连。液压启闭机布置在钢坝闸门两侧的驱动室内，液压站布置在两岸高地上，经液压控制管路连接，电气程序控制启闭机液压系统，液压系统启动后通过启闭机液压杆控制拐臂旋转，拐臂联合底转轴作扇形转动，带动连接在底转轴上的闸门进行开启放水或关闭蓄水，并配置锁定装置在钢坝闸门开启或关闭的设定角度进行液压上锁。

钢坝的主要优点有结构简单，操作平稳，耐久性较好；开启或关闭速度快，运行灵活，能够对来水流量变化作出积极反应；闸门开启后，其门叶过水面与闸底板等高，不影响泄洪安全，同时具备液压、手动泵、紧急泄油三重保护措施，可靠性高；单孔跨度大（宽60 m）、无中墩，对河道过流能力基本不影响；液压启闭机置于河道两岸的驱动室内，闸门上部不需设置启闭机排架，门顶可长时间溢流，形成瀑布效果，整体美观、简洁。主要缺点为对基础整体稳定性要求较高；无检修闸门，钢坝门叶和底轴检修时需设置临时围堰。

1.2 双向旋转门的布置及优缺点

挡水闸门采用1孔双向旋转门挡水，孔口尺寸为60.0 m×4.0 m（宽×高），挡水高度4.0 m，门顶或门下过流。闸前底板高程311.00 m，上游正常蓄水位315.00 m，设计洪水位（P=5%）318.80 m，校核洪水位（P=2%）319.54 m，闸后底板高程308.70 m，下游水位312.00 m。双向旋转门采用动水启闭，上游止水，由2台布置在河道两侧闸墩上的2 000 kN分体式液压启闭机进行操作，每台液压启闭机单独设置1台液压站，液压站布置在河道两岸高地上，避免洪水淹没，可实现现地和远程控制。双向旋转门由门体、支撑结构、液压启闭机等主要部分组成，门体结构与5个宽0.6 m的中墩通过支臂连接，门体两侧固定在两岸的支撑结构上，支撑结构与支铰固定在闸墩内。液压启闭机驱动两侧支撑结构，带动门体旋转，实现闸门开启和关闭。门体为封闭的箱形结构，沿水流方向一侧为圆弧面，另一侧为平面。开启时闸门向下旋转至卧倒位置，此时，圆弧面向下，平面向上，便于过流。需要检修时，通过切换两侧支撑的吊点位置，控制液压启闭机将门体向上转动离开水面，在合适位置启用锁定机构，使液压油缸处于卸压状态不受压，门体得到固定，再对门体和止水进行检修维护。

双向旋转门的主要优点有门体采用主横梁式结构，一般适用于单孔跨度大（单孔40~60 m），挡水高度较高（6~10 m）的河道；闸门既可向上翻转，让水从门下过流，方便检修，又可向下翻转，置于河底，门顶溢流；河道中建筑物少，中墩数量少、宽度小，行洪时对河道过流能力影响较小；液压启闭机置于河道两岸的混凝土支墩上，闸门上部不需设置启闭机排架，整体美观、简洁。主要缺点为液压启闭机为户外式布置，河道洪水位较高时，液压杆油缸及支铰易被河水淹没，影响使用寿命；门叶迎水面采用圆弧面结构，泄洪时需将门体完全置于下方门槽内，土建开挖量较大。

1.3 平面提升式钢闸门的布置及优缺点

拦河闸采用6孔平面提升式钢闸门，孔口尺寸均为10.0 m×4.5 m（宽×高），挡水高度4.0 m，门叶超过0.5 m，门下过流。闸门底坎高程311.00 m，检修平台高程320.50 m，启闭平台高程327.00 m，上游正常蓄水位315.00 m，下游水位312.00 m。闸门采用露顶式平面定轮钢闸门，分两节制造和运输、工地拼焊为一整体。门叶面板布置在上游侧，侧、底止水均布置在上游侧。门叶采用主横梁式工字型实腹梁结构，纵隔板采用T型实腹梁结构；支承定轮采用线接触简支轮，滑动轴承采用自润滑关节轴承；侧止水采用定型橡塑复合水封，底止水采用氯丁橡胶。门槽型式采用平面闸门Ⅰ型门槽，门槽埋件采用钢板及型钢等焊接而成；水封座板采用4 mm厚不锈钢板；门槽轨道由底坎延伸至检修平台。闸门采用动水启闭、可局部开启，每扇闸门采用1台2×400 kN固定卷扬式启闭机进行操作，启闭机安装在闸室上部排架327.00 m高程的启闭机房内，可现地操作，也可远程控制。起升机构设置行程检测控制装置和荷载限制装置。

平面提升式钢闸门作为传统的挡水闸门，应用广泛，设计、施工技术成熟。金属结构生产厂家众多，竞争充分，制造加工较容易。对漂浮物、推移质以及泥沙淤积的承受能力较强。闸门结构耐久性好，运行安全可靠，检修维护方便，使用寿命较长。主要缺点为单孔闸门宽度受限，需增加中间闸墩，启闭机排架较高，土建投资相对较高；闸门数量较多时，启闭设备操作相对复杂，开启速度较慢；局部开启时，门叶下方过流，景观效果相对较差。

2 景观闸的技术经济比较

三种闸门型式方案技术经济对比见表1。

表1 不同闸门型式方案技术经济比较表

经比较，三种方案从技术上：方案三虽然应用广泛，设计、施工技术更成熟，竞争充分，制造加工容易；但由于闸门宽度受限，孔数较多，整体景观效果较差，启闭设备控制相对复杂。方案二既可向上翻转，方便检修，又可向下翻转，门顶溢流，运行灵活；但其液压油缸在汛期时易被淹没，增加维护成本，门槽土建开挖量较大；且门体采用主横梁式结构，当孔口宽度较大、挡水高度较低时，需设置一定数量的中墩及支臂结构以满足门叶刚度及稳定性要求，因此更适用于宽高比相对较小的河道。方案一结构简单，运行灵活、可靠；无中墩及上部排架结构，不影响河道过流能力，景观效果好；驱动机构独立布置，易于检修维护；土建结构相对简单，施工周期较其他两种方案短。结合本工程坝址位置地质结构较稳定以及周边景观设计要求等情况，在技术上方案一最优，方案二、三次之。

从投资上：方案三金结设备制安投资最低，但土建投资最高，总投资最低；方案二较方案一总投资稍高；景观闸总投资从低到高依次为方案三、方案一、方案二。三种方案投资差占本工程总投资（19 255.27万元）比例小，对工程总投资影响小。

综上所述，本阶段推荐小青龙河挡水闸门型式采用方案一，钢坝闸门方案。

3 结束语

本文采用综合比较方法，结合小青龙河河道特点，对三种景观闸方案进行了工程布置和技术经济比较，并确定了较优的景观闸型，研究成果对类似工程具有参考价值。