CN110847126A - 一种兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，它包括沿水流方向从上游到下游布置的多级闸门结构，以及位于多级闸门侧面的侧向分层取水闸门结构，位于多级闸门结构上下游顶部的交通桥结构和闸墩导墙结构，用于多级闸门启闭的多级闸门卷扬启闭结构、用于侧向分层取水闸门启闭的侧向分层取水闸门启闭结构，位于多级闸门另一侧门槽内的简易检修通道结构。本发明的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构泄洪时可以根据需要进行三级分流量泄洪，达到泄洪可控；全部侧孔的分流可通过各自相对应的侧挡门和相对应的闸门进行控制，从而实现兼顾泄洪及分级分流的功能。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其是涉及一种多功能的简易水闸结构，适用于小流量的泄洪的流量控制，也适用于分层取水、分流的水位控制，是一种既能抵挡洪水、也能分层取水、分流的水闸结构。
背景技术
水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有挡水和泄水的双重作用，传统水闸通过单一的启闭来调节水位、控制小流量，从而担当防洪、灌溉、排涝等任务。近年来，随着水利工程事业的发展，其综合效益凸显。一个水利工程的建设，往往需要兼具防洪、灌溉、取水、发电、生态、环境景观等诸多功能，根据不同的功能，其取水流量及高程差异往往较大。在工程设计中能够充分满足各项功能需求，做到结构简单、功能操控集中且简易，不仅能够最大限度满足工程建设需求，且能够节省投资、便于运行管理。水闸设计技术必须从传统的单一功能向多功能的技术革新。
目前，关于新型的水闸的研究和设计较多，比如多功能交通船级水闸、景观水闸、生态鱼道水闸等等，均为特殊功能性水闸。在中国专利文献中，由中国长江三峡集团有限公司和中国三峡建设管理有限公司联合申请的公开号为108330923A的发明专利公开了一种快速精准控制的分层取水闸门，包括动力牵引***、闸门和卷轮，所述闸门能够卷曲，水电站岩体上设置能够使所述闸门竖直移动的门槽，所述闸门一侧与所述动力牵引***连接，由所述动力牵引***使所述闸门上闸或下闸，所述闸门另一侧与所述卷轮连接，所述卷轮用于将所述闸门卷曲存储。该方案结构简单，自稳强度高，可快速运行，准确下闸，精准分层，提高了发电效益。
又有，由中国水利水电第九工程局有限公司申请的公开号为108755612A的发明专利公开了一种自动倾翻泄洪闸门***，包括修筑于河流上的泄洪桥、修筑于河流河床内的堰体以及自倾门，堰体布置于泄洪桥下方，泄洪桥具有多个桥墩，自倾门竖向截面为L形，自倾门上设有配重体和倾翻体，配重体固定安装于堰体顶面上并使倾翻体布置于相邻两个桥墩之间，配重体与堰体之间设有基础腔室，桥墩上设有进水井，进水井通过进水管与基础腔室连通，基础腔室通过排水管与河流下游连通，自倾门采用混凝土浇筑而成。技术方案简化了***结构，使其重心位置容易掌控，改善了与桥墩或堰体之间的密封性，提高了控制精度和可靠性，并且不易受到水的腐蚀，延长了使用寿命，降低了维护成本。
以上现有技术虽然对闸门多功能化进行了一定的改进，但目前未见能够分层取水分流，同时满足多项功能需求的综合性水闸。因此，现有技术依然不够理想。
发明内容
为避免现阶段小型水闸单体结构功能单一、独立；无法充分利用建筑物结构布局等现象，本发明提供了一种可更好控制分流的小型闸门，可以实现泄洪功能，并且兼顾分流，从而达到单个水闸建筑物具备泄洪、分层、分量取水的多种综合功能，满足水闸日益增长的多项功能需求。对节省工程投资、降低工程占地布置成本、集中操控管理意义重大。
本发明是这样实现的：
一种兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，它包括沿水流方向从上游到下游布置的多级闸门结构，以及位于多级闸门侧面的侧向分层取水闸门结构，位于多级闸门结构上下游顶部的交通桥结构和闸墩导墙结构，用于多级闸门启闭的多级闸门卷扬启闭结构、用于侧向分层取水闸门启闭的侧向分层取水闸门启闭结构，位于多级闸门另一侧门槽内的简易检修通道结构。
其中，前述的多级闸门结构沿水流方向从上游至下游依次布置，包含多级闸门、多级门槽、闸门粱；其中每个门槽内的多级闸门为数量相等的多个闸门粱拼叠而成；每个闸门粱分别在上、下游侧靠近顶面0.1-0.5m且高于闸门粱中线0.1-0.5m的位置固定四个吊耳；前述的闸门粱顶面和底面的上下游分别或者单侧设置止水条；前述的多级门槽其一侧沿水流方向在各门槽侧面开孔；每个门槽的侧孔口根据取水高程沿水流方向从上游到下游依次布置于该门槽闸门粱的上游的门槽或者侧墙内。
进一步的，前述的侧向分层取水闸门结构位于前述的多级闸门结构侧面，用于封堵侧孔；前述的侧向分层取水闸门结构与多级闸门垂直布置，包括侧向分层取水闸门、侧向分层取水闸门槽；每个侧向分层取水闸门设置成多层闸门粱的形式或者单扇闸门的形式。
进一步的，所有门均根据条件设置人力推行、提拉、或者通过卷扬机提起检修。
进一步的，前述的交通桥结构位于多级闸门结构上下游顶部，用于左右岸闸墩交通及闸门操控。
进一步的，前述的多级闸门卷扬启闭结构包括移动式卷扬机，该移动式卷扬机是通过将卷扬机固定在可移动座盘上，可移动座盘在简易排架上移动，并在相应闸门位置通过插销固定作为闸门升降设备。
进一步的，前述的简易检修通道结构位于多级闸门另一侧，用于闸门检修时用，采用爬梯或者台阶楼梯。
与现有技术相比，本发明的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构泄洪时可以根据需要进行三级分流量泄洪，达到泄洪可控；全部侧孔的分流可通过各自相对应的侧挡门和相对应的闸门进行控制，从而实现兼顾泄洪及分级分流的功能，且结构轻巧、操作简单，兼顾功能明显，可在农田灌溉分级分流进行推广应用。
附图说明
图1是本发明的三维效果图；
图2是本发明的俯视图；
图3是图1左剖视图；
图4是图1右剖视图；
图5是图1的正视图；
图6是本发明的单扇侧闸门三维效果图；
图7是第一种形式的吊耳大样图；
图8是第二种形式的吊耳大样图；
图9是检修楼梯的大样图；
图10是检修楼梯预埋钢筋示意图。
附图标记说明：1-挡门排架，2-闸门排架，3-右闸墩，4-挡门吊耳，5-上游侧挡门，6-上游侧孔，7-中游侧挡门，8-下游侧挡门，9-中游侧孔，10-下游侧孔，11-上部吊耳，12-上游第一级闸门，13-简易楼梯，14-中游第二级闸门，15-下游第三极闸门，16-左闸墩，17-中部吊耳，18-下部吊耳，19-右侧导墙，20-左侧导墙，21-底板，22-交通桥，23-固定装置，24-移动式卷扬机，25-多级门槽，26-插销，27-预埋钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先看图1，图1比较完整地展示了本发明的这种小型水闸的结构，本发明的兼具泄洪及分层取水分流功能的小型水闸结构，它包括沿水流方向从上游到下游布置的位于底板21上的三级闸门结构，即上游第一级闸门12、中游第二级闸门14、下游第三级闸门15，这三级闸门结构设置在左闸墩16和右闸墩3之间，在下游面右闸墩3和左闸墩16分别连接右侧导墙19和左侧导墙20，右侧导墙19和左侧导墙20呈梯形两腰扩散。
三级闸门包含三级门槽和闸门粱。其中每个门槽内的闸门为数量相等的闸门粱拼叠而成。每个闸门粱分别在上、下游侧靠近顶面0.1-0.5m且高于闸门粱中线0.1-0.5m的位置固定四个上部吊耳11。为了便于起吊吊钩固定，上部吊耳11为U型结构，U型结构可以直接***闸门粱固定，或者通过弯折后对两端进行锚固固定。
闸门粱顶面和底面的上下游可分别或者单侧设置止水条，保证闸门粱挡水的密封性。为了保证闸门粱竖直方向的拼叠对称及防渗漏，需对闸门粱在多级门槽25内单独刻槽，并在门槽内埋设止水，作为闸门粱的门槽，门槽较闸门粱宽0.1-0.2cm。
在右闸墩3上位于三级闸门的右侧面上游侧分别设有三个侧向分层取水闸门，即上游侧挡门5，中游侧挡门7和下游侧挡门8，每个挡门分别设置挡门吊耳4。相应地，在右闸墩6一侧沿水流方向在各侧挡门的门槽侧面开孔，当取水方向不同时，也可选择左右闸墩两侧开孔的方式，每个门槽可以开多个并排或者竖排的侧孔，侧孔口大小和个数取决于取水流量的大小。每个门槽的侧孔口根据取水高程沿水流方向从上游到下游依次布置于该门槽闸门粱的上游的门槽或者侧墙内。从图1和图3中可以看到，在本实施例中，形成上游侧孔6、中游侧孔9和下游侧孔10，上游侧孔6、中游侧孔9和下游侧孔10的设置高程由高向低递减，结合图3可以比较清楚看到三个侧孔的设置方式。上游侧挡门5，中游侧挡门7和下游侧挡门8分别与上游第一级闸门12、中游第二级闸门14和下游第三级闸门15垂直布置，且分别封堵上游侧孔6、中游侧孔9和下游侧孔10，从而实现取水的控制，共同构成侧向分层取水闸门结构。
每个侧向分层取水闸门可以设置成类似于多层闸门粱的形式。当侧孔口较小时，也可以设置成单扇闸门的形式，各门槽底部低于孔口10cm左右。若为多个沿水流方向的侧孔时，则可根据运行方式，若需要同时打开，则设置成统一的单扇闸门或者闸门粱；或者，将侧向分层取水闸门槽拉通成一个大门槽。若需要分别打开时，则在侧向分层取水闸门槽内再分别开小槽，设置单扇闸门或者闸门粱。运行中，可全部开启各闸门同时满足泄洪和取水要求。或者开启特定取水高程的侧孔，同时开启其上游多级闸门该高程以上的闸门粱，满足部分侧孔的取水要求。
在上游第一级闸门12、中游第二级闸门14和下游第三级闸门15的上下游侧顶部分别设置三道交通桥22，便于左右岸闸墩交通及闸门操控。结合图2可以清楚看到交通桥22的设置位置。
每一级闸门设3组吊耳，即上部吊耳11，中部吊耳17和下部吊耳18，吊耳的结构如图7和图8所示，也包括挡门吊耳4。各种吊耳可以按照图7所示设置固定装置23。固定装置23在图1、图2、图5和图6中也有展示。
三级闸门的所有门均根据条件设置人力推行、提拉、或者也可通过卷扬机提起检修。卷扬机结构为移动式卷扬机24，是通过将卷扬机固定在可移动座盘上构成，可移动座盘可以在闸门排架2上移动，并在相应闸门位置通过插销26固定，作为闸门升降设备，或可用其他起吊设备代替，可根据现场实际情况来定。
在本实施例中，以简易楼梯13作为简易检修通道结构，位于多级闸门另一侧，即图1中左闸墩16的一侧，结合图2可以清楚看到其设置的位置，用于闸门检修时用，在图2中采用台阶楼梯。详细的结构如图9所示，在施工时按照图10所示设置预埋钢筋27。
当小型洪水，水闸需要泄洪时，此水闸可以根据流量大小从而进行提起来一节闸门梁，还是两节闸门梁，甚至可以提起三节闸门梁，起吊时，首先将移动式卷扬机24移动到闸门上方，有相应插销26将其位置固定，然后用绳子将每一节的四个吊耳钩住，利用卷扬机提起，因大多数闸门均时木质型，闸门较轻，故而提起较易，操作简单，当闸门有故障需要检修或者替换时，人可以从左闸墩16的简易楼梯13下去检修。
本发明是这样实施的：当水闸需要分级分流时，雨季根据雨水充沛的情况，则可利用沿水流方向的侧挡门将侧孔口堵住，使得全部侧孔不具备过流能力；旱季时可根据需要进行分级分流，平时可以打开上游侧挡门利用上游侧孔进行库区取水，达到旱季灌区供水；若供水量不足，或其他地方想供水，可利用侧孔、上游侧孔一起供水，此时，仅需打开上游侧挡门、侧挡门，提起上游三级闸门的第一节闸门梁即可；当然也可根据需要关闭上游侧挡门，只让侧孔进行灌区供水；若想上游侧孔、侧孔、下游侧孔同时分流、向旁侧区下游灌区供水，可将三扇侧挡门全部移开，并将上游三级闸门的第一节和三级闸门的第一、二节提起即可，当然可根据实际需要，将上游两个侧孔利用上游两个侧挡门给封闭掉。同时，也可根据运行方式，在需要同时打开情况下，可设置成统一的单扇闸门或者闸门粱；或者，将侧向分层取水闸门槽拉通成一个大门槽，以达到同时供水的目的。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：它包括沿水流方向从上游到下游布置的多级闸门结构，以及位于多级闸门侧面的侧向分层取水闸门结构，位于多级闸门结构上下游顶部的交通桥结构和闸墩导墙结构，用于多级闸门启闭的多级闸门卷扬启闭结构、用于侧向分层取水闸门启闭的侧向分层取水闸门启闭结构，位于多级闸门另一侧门槽内的简易检修通道结构。
2.根据权利要求1所述的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：所述多级闸门结构沿水流方向从上游至下游依次布置，包含多级闸门、多级门槽、闸门粱；其中每个门槽内的多级闸门为数量相等的多个闸门粱拼叠而成；每个闸门粱分别在上、下游侧靠近顶面0.1-0.5m且高于闸门粱中线0.1-0.5m的位置固定四个吊耳；所述闸门粱顶面和底面的上下游分别或者单侧设置止水条；所述多级门槽其一侧沿水流方向在各门槽侧面开孔；每个门槽的侧孔口根据取水高程沿水流方向从上游到下游依次布置于该门槽闸门粱的上游的门槽或者侧墙内。
3.根据权利要求2所述的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：所述侧向分层取水闸门结构位于所述多级闸门结构侧面，用于封堵侧孔；所述侧向分层取水闸门结构与多级闸门垂直布置，包括侧向分层取水闸门、侧向分层取水闸门槽；每个侧向分层取水闸门设置成多层闸门粱的形式或者单扇闸门的形式。
4.根据权利要求2所述的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：所有门均根据条件设置人力推行、提拉、或者通过卷扬机提起检修。
5.根据权利要求2所述的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：所述交通桥结构位于多级闸门结构上下游顶部，用于左右岸闸墩交通及闸门操控。
6.根据权利要求2所述的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：所述多级闸门卷扬启闭结构包括移动式卷扬机，该移动式卷扬机是通过将卷扬机固定在可移动座盘上，可移动座盘在简易排架上移动，并在相应闸门位置通过插销固定作为闸门升降设备。
7.根据权利要求2所述的兼顾泄洪及分层取水、分流功能的小型水闸结构，其特征在于：所述简易检修通道结构位于多级闸门另一侧，用于闸门检修时用，采用爬梯或者台阶楼梯。
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