[科普中国]-闸门立柱

概述

闸门立柱是设于水工建筑物（如溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞、水闸等）口门处的活动控制结构，用来调节流量，控制上下游水位，宣泄洪水，排泄沉沙，排放冰块、漂浮物，放运船只等，是水工建筑物的重要组成部分。

闸门立柱一般由以下三部分组成。

（1）门叶（或称门体）。具体又由面板、梁格系统、支承行走装置、止水装置和吊耳等组成，是可以开关的主体部分，用以封闭和开放孔口。

（2）埋固件。埋设于过水孔口周围（闸墩、胸墙、底板等）的固定部件，具体有支承行走埋固件、止水埋固件及护砌埋固件等。

（3）启闭设备。即控制门叶在孔口中位置的操纵设施，具体有启闭机（含动力、传动、制动设施）和连接装置（螺杆或钢丝绳等）。2

类型和特点（1）按其工作性质不同，闸门可分为工作闸门（也称主闸门）、事故闸门和检修闸门。

工作闸门是水工建筑物正常挡水或泄水时使用的闸门，用以调节水流，应能在动水中启闭。

事故闸门是在泄水孔道、建筑物或机械设备出现事故时，用以快速关闭孔口的闸门，应能在动水中关闭孔口，事故排除后，在静水中开启。

检修闸门是在泄水孔道、建筑物或机械设施等检修时，用以封闭孔口的闸门，一般只要求在静水中启闭。

在泄水建筑物的口门上，一般只需设置工作闸门和检修闸门，而当工作闸门每年有较长时间不挡水或可在枯水期检修时，也可不设检修闸门。当工程较重要或一旦发生故障，后果严重时（如电站引水道），宜加设事故闸门，当工程规模较小或重要性较低时，也可由事故闸门兼作检修闸门。

在水工建筑物中，检修闸门门叶的配备数量，与闸孔孔数和检修频率有关，一般对于孔数少于10孔的水闸，宜设置2扇检修闸门门叶，超过10孔时，每增加10孔，增设1扇检修门门叶。

（2）按门叶材料不同，闸门可分为钢闸门（由钢板铆接、焊接或焊铆混合连接而成）、钢筋混凝土闸门（普通钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土、钢丝网水泥混凝土）、铸铁闸门、木闸门等。其中钢质焊接闸门应用最为广泛，其重量轻，强度高，刚度大，但除锈防蚀工作量大，多用于大中型水闸。钢筋混凝土闸门省钢材，但门重大，易剥蚀，主要用于低水头的中小型工程，铸铁闸门仅适用于孔口较小的情况，木闸门我国已很少使用。

（3）按结构型式不同，闸门又可分为平面闸门、弧形闸门、梁式（水平叠梁和垂直排针式）闸门、浮箱式闸门（挡水门叶固连于箱形体上，可在水中浮动，需要时将门体拖至挡水位置的门框处，向箱内充水将闸门固定，从而挡水）等。平面闸门和弧形闸门应用最广，平面闸门门叶（直升式）可提出孔口检修，或在孔口间互换及兼作其他孔的事故闸门或检修闸门，也可沿门高分成数段，便于施工组装（分段间设水平止水），闸墩长度小，且对移动式启闭机适应性好，但需有较高的工作桥、较厚的闸墩和较大的启闭力，高水头时门槽处易发生空蚀。大型水闸常采用的钢质焊接平面闸门，跨度一般在12m以内，我国最大的平面钢闸门跨度已达30m。弧形闸门启闭力较小，不设影响水流流态的门槽，对高水头大孑L径水闸及深式泄水孔道流速较高的情况尤其适宜，所需工作桥高度较低，闸墩厚度小，闸门埋固件少，但闸墩较长，门叶不能提出孔外检修。弧形钢闸门孔口宽度一般在10～12m以上。水平叠梁闸门（木质或混凝土梁）和浮箱式闸门多用作检修闸门，前者多用于小型水闸。

（4）按闸门顶缘与挡水水位相对位置不同，闸门又可分为露顶式（如溢流坝、河岸溢洪道、平原河道上水闸的闸门）和潜孔式（如深式泄水孔、隧洞中的闸门）闸门。前者闸门形状常采用宽扁式的，后者闸门形状多采用窄深式的。

选择闸门型式时，应考虑其工作性质、设置位置、启闭方式（检修闸门还应考虑贮存条件）等因素，并参照已有实践经验，经技术经济比较确定。一般说来，大型露顶闸门和高水头深孑L闸门多采用弧形闸门，当水工建筑物要求布置紧凑时，常采用轮式支承的平面闸门，事故闸门、快速闸门、检修闸门一般均采用平面闸门。2

止水装置止水装置的作用是在闸门关闭后，堵塞门叶与孔口周边的空隙，以阻止水流从缝隙中渗漏和喷射，对高水头闸门，渗漏水流喷射会使止水座空蚀和引起闸门振动。

止水按其设置位置不同，有顶止水（设于潜孔闸门或胸墙式闸门的顶部）、侧止水（设于门叶两侧）、底止水（设于门叶底部）和中间止水（设于双扉闸门门叶分段处）。顶、侧止水又可分为前止水（设于闸门上游侧）和后止水（设于闸门下游侧）两种。前者可使闸门面板下游的结构保持干燥，有利于减少锈蚀。后者可利用闸门顶面以上的水重增加闭门力，但也增加了启门力。

常用的止水材料为合成橡胶（底止水也可采用方木），将其做成“P”、“L”、条形（均为常用形）、π形等断面形式的橡胶条带，称止水橡皮，对于高水头的大型孔口和深孔闸门，为提高止水抗撕裂强度，可采用橡皮内夹有锦纶布层的止水。为降低橡皮止水的摩擦系数，提高其耐磨性能，可采用表层胶粘有聚四氟乙烯减摩材料的橡塑止水。止水橡皮定型设计尺寸见《船闸水工建筑物设计规范》（JTJ 307-2001）。

止水装置是将止水橡皮夹持在钢质压板（厚度不宜小于8mm）与垫板之间（与止水座接触部分不得被夹持），用螺栓固定在门叶上（螺栓间距不大于20cm），借助水压力（顶、侧止水）和门重（底止水）压紧在止水座上。橡皮压缩量一般控制在2～4mm范围内。在设计条件下，每Im长止水漏水量应不超过规范要求的0.1L/s。

弧形闸门、露顶式平面闸门的侧止水一般做成前止水，但对于后者，当侧向滑块或侧向导轮与轨道间隙较大时，宜将止水布置于门槽内，以防止闸门侧移时，止水橡皮被挤压撕裂。潜孔式平面闸门的侧止水也宜设于门槽内。