大坝及闸门系统

• （3）冲砂闸： • 作用：排沙。
•· 防止泥沙进入取水口造成渠道淤积。 •· 将进入到渠道内的泥沙排向下游。 •· 将水库的淤沙、淤泥排向下游。
• 在取水枢纽中，冲沙闸的位置一般布置在靠近进水闸处；
• 在水闸枢纽中，冲沙闸往往兼作节制闸。
• （5）排水闸（：
• 位置：常建于江河沿岸。 • 作用：
•· 排除内涝。当江河水位较低时，开闸排除河岸一侧降雨形成的渍水 或生活废水。 •· 挡住外河高水位。当江河水位较高时，关闭排水闸，防止江水向河 岸倒灌。
• 特点：由于既要排涝，又要挡水，因此排水闸具有闸底板高 程较低、闸身较高以及承受双向水头作用的特点。
4、按结构形式分类 • 闸门按其结构形式可分为平面闸门、弧形闸门等。 弧形闸门与平面闸门比较，其主要优点是启门力小， 可以封闭相当大面积的孔口；无影响水流态的门槽， 闸墩厚度较薄，机架桥的高度较低，埋件少。它的 缺点是需要的闸墩较长；不能提出孔口以外进行检 修维护，也不能在孔口之间互换；总水压力集中于 支铰处，闸墩受力复杂。
（二）螺杆式启闭机
当闸门尺寸和启闭力都很小时，常用简便、廉价的单吊点螺杆式启闭机。螺 杆与闸门连接，用机械或人力转动主机，迫使螺杆连同闸门上下移动。当水 压力较大，门重不足时，为使闸门关闭到底，可通过螺杆对闸门施加压力。 当螺杆长度较大（如大于3m）时，可在胸墙上每隔一定距离设支撑套环，以 防止螺杆受压失稳。其启闭重量一般为3－100KN。
三、闸门启闭机的运行操作
1运行前的检查 1.卷扬式启闭系统 (1)水闸建筑物有无影响机电设备运行的沉陷、裂缝。 (2)闸门滑轮、导向轮是否转动灵活，有通气阀的闸门通气阀是否正常。 (3)闸门有无影响启闭的变形，配重是否完整、固定。 (4)闸门止水部件是否完整、有无变形，压板螺丝有无缺失和松动。 (5)闸门槽有无影响启闭的明显变形；门槽埋件与混凝土浇筑连接部位有无明显裂缝。 (6)启闭机转动部分是否转动灵活，开式齿轮、齿轮箱、轴承润滑是否正常。联轴器间隙、 同心度是否符合标准。 (7)钢丝绳防锈养护是否完好，缠绕是否符合标准，断股是否超过标准要求。 (8)电动机接线是否完好，配电及控制、保护、信号、指示器件等功能是否正常，外壳接地 是否可靠，接线端子接线是否牢固、排列规范。 (9)闸门开度指示仪、负荷限制器、主令控制器是否按要求进行调试。 (10)机房内检修孔、通气孔、人行爬梯的安全防护设施是否完整可靠。 (11)机房内的安全消防设施配备是否完善，检修工具、备品备件是否满足运行需要。
二.启闭机


闸门启闭机可分为固定式和移动式两种。启闭机型 式可根据门型、尺寸及其运用条件等因素选定。选 用启闭机的启闭力应等于或大于计算启闭力，同时 应符合国家现行的SL41—93《水利水电工程启闭机 设计规范》所规定的启闭机系列标准。 当多孔闸门启闭频繁或要求短时间内全部均匀开启 时，每孔应设一台固定式启闭机。常用的固定式启 闭机有卷扬式、螺杆式、油压式。
（一）卷扬式启闭机


主要由电动机、减速箱、传动轴和绳鼓所组成。绳 鼓固定在传动轴上，围绕钢丝绳，钢丝绳连接在闸 门吊耳上。启闭闸门时，通过电动机、减速箱和传 动轴使绳鼓转动，带动闸门升降。为了防备停电或 电器设备发生故障，可同时使用人工操作，通过手 摇箱进行人力启闭。 卷扬式启闭机启闭能力较大，操作灵便，启闭速度 快，但造价较高，适用于弧形闸门。某些平面闸门 能靠自重（或加重）关闭，且启闭力较大时，也可 采用卷扬式启闭机。
（2）节制闸（拦河闸） • 位置：拦河闸的闸轴线垂直于或接近于垂直河流、渠道布置。 • 作用：
•· 截断河渠，抬高河渠水位，控制下泄流量。 •· 在航运工程中，拦河闸不仅能为上游航运提供稳定的航道水深，也 能通过保持一定泄流量为下游提供稳定的航道水深。 •· 在取水工程中，为进水闸（或分水闸）提供高保证率的取水流量。 • 拦河闸在枯水期尽量维持上游水位，以满足取水或航运等需要；在 洪水期需要随时泄放上游库区无法容纳的多余流量，避免上游水位 过度上涨导致淹没或水灾。在洪水期，拦河闸还必须有足够的泄流 能力，以排泄洪水。
2、大坝分类
按结构与受力特点可分为： ●重力坝 ●拱坝 ●支墩坝 ●预应力坝 按泄水条件可分为： ●非溢流坝 ●溢流坝 按筑坝材料的不同可分为： ●土石坝 ●砌石坝 ●混凝土坝 ●橡胶坝等 按坝体能否活动可分为： ●固定坝 ●活动坝 按坝工技术历史发展的进程可分为： ●古代坝 ●近代坝 ●现代坝
• 土石坝的类型及坝型选择 按坝高分：低坝、中坝和高坝 按施工方法分：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定 向爆破堆石坝等。碾压式土石坝应用最广。 碾压式土石坝按土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类分 为：均质坝、土质防渗体分区坝（土质心墙坝、土质斜墙坝、多 种土质坝）、非土质材料防渗体坝（人工材料心墙坝、人工材料 面板坝）
3.按担负的任务分类 闸门按其担负的任务不同,可分为进水（取水）闸门、节制闸（拦河闸）、 冲砂闸、分洪闸、排水闸（泄洪闸）等。 （1）进水闸（取水闸） ①位置：建在河流、湖泊、水库或引水干渠等的岸边一侧 ②作用：为灌溉、发电、供水或其它用水工程引取足够的水量。 由于它通常建在渠道的首部，又称渠首闸。
大坝及闸门系统
主讲人——向川
一Biblioteka Baidu大坝的类型及优缺点
1、水电站类型 1.1、按集中落差方式的不同，水电站可区分为堤坝式、引水式和混 合式堤坝式水电站又可按水电站厂房所处位置的不同，分为坝后式、 河床式和岸边式。 • 坝后式水电站由堤坝集中水流落差，厂房设在堤坝下游坝处，不承 受上游水的压力。
• 河床式水电站适宜于建筑在河床宽阔、落差小、流量大的平原河道 上，厂房与堤坝一同起挡水作用。 • 岸边式水电站的厂房设在大坝下游的岸边，发电水流通过隧洞或埋 管流入厂房。 • 引水式水电站是在河道坡度陡竣或急拐弯的山区河道，通过修引水 工程将水流的落差集中用来发电。
• 混合式水电站的发电落差，一部分靠大坝蓄水提高水位，获得落差， 一部分利用地形修建引水工程集中落差。
1.2、按水库蓄水的调节能力不同，水电站可分为径流式水电站、日调节 水电站、周调节水电站、年调节水电站和多年调节水电站。 • 径流式水电站没有调节水库，上游来多少水发多少电，发电能力随季 节水量变化，丰水期要大量弃水。 • 日调节水电站有水库蓄水，但库容较小，只能将一天的来水蓄存起来 用在当天要求发电的时候。 周调节水电站是将周休日的来水积存起来，平均在本周的工作日使用 年调节水电站的库容较大，可将平水年的丰水期多余的水量贮存起来， 在枯水期间使用。 • 多年调节水电站的库容更大，能把丰水年多余的水量积存起来在枯水 年使用。年调节和多年调节水电站具有比较稳定和稳定的发电能力， 在运行时同样可以进行日调节和周调节，能够充分利用水力资源。
2.液压式启闭机系统 液压式启闭机除进行上述相关检查外，尚应进行以下检查： (1)液压启闭机油箱油位是否正常，油质是否合格。 (2)油泵及溢流阀、换向阀、节流阀、平衡阀、测量表计、压力继电器及蓄能器等 液压元件功能是否完好。 (3)液压系统有无渗漏油现象。 (4)线形位移传感器是否指示准确。 2 闸门启闭系统的操作运用 1.操作的基木要求 (1)闸门启闭机操作人员必须熟悉所要操作设备的性能和应用环境，掌握机电设备 的操作万法。 (2)闸门启闭机的启闭必须按调度指令进行，严禁随意启闭。 (3)操作人员在操作前应对机电设备进行相关检查。 (4)操作人员必须严格按照操作程序进行操作。
二、闸门与启闭机
1.闸门 (一) 闸门的类型 （二）平面闸门的构造 2.启闭机 （一）卷扬式启闭机 （二）螺杆式启闭机 （三）油压启闭机
• 闸门是水闸的关键部分,用它来封闭和开启孔口,以达到控制水位和调节流 量的目的。
一.闸门
(一)闸门的类型
1.按工作性质分类 闸门按其工作性质的不同,可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门等。
2.2、土石坝的介绍 • 定义：由土、石料等当地材料经抛填、碾压等方法堆筑成的坝。 • 结构特点：1）土石坝是散粒体结构，稳定靠土体的抗剪强度来控 制；2）只会出现局部滑动而失稳，不会出现整体滑动失稳或倾覆 失稳问题；3）为维持坝坡稳定，坡度大，断面大，体积大。 • 优点：1）就地取材，节省三材，减少运量，降低造价；2）适应不 同的地形、地质、气候条件；3）结构简单，便于维修、加高和扩 建。 • 缺点：1）坝身一般不能溢流，需另设溢洪道；2）施工导流不如混 凝土坝方便；3）粘性土料的填筑受气候条件影响；4）断面大，体 积大。
工作闸门： 又称主闸门，是水工建筑物正常运行情况下使用的闸门。 事故闸门： • 是在水工建筑物或机械设备出现事故时，在动水中快速关闭孔口的 闸门，又称快速闸门。事故排除后充水平压，在静水中开启。 检修闸门 • 用以临时挡水，一般在静水中启闭。
• 2 、按门体的材料分类 • 闸门按门体的材料可分为钢闸门、钢筋混凝土或钢丝网水泥闸门、木 闸门及铸铁闸门等。 钢闸门 • 门体较轻，一般用于大、中型水闸。钢筋混凝土或钢丝网水泥闸门可 以节省钢材，不需除锈但前者较笨重，启闭设备容量大；后者容易剥 蚀，耐久性差，一般用于渠系小型水闸。 铸铁门 • 抗锈蚀、抗磨性能好、止水效果也好，但由于材料抗弯强度较低，性 能又脆，故仅在低水头、小孔径水闸中使用。木闸门耐久性差，已日 趋不用。
•坝型的选择： 高山峡谷覆盖层很厚，砼坝不经济，宜修土坝； 高山峡谷覆盖层不厚，但基岩缓倾角裂隙，泥化夹层很多，宜修土坝； 宽河谷小流量的坝址修土石坝有利； 坝型选择与筑坝材料有关： 黄土地区 用水中填土 东北地区 多雨、冰冻，粘土施工不方便，适宜修薄心墙坝、薄斜墙坝，坝壳 料采用砂卵石 西南地区 粘土压实难，采用薄心墙坝 中南华南（湖北、广东） 风化岩做坝壳料 定向爆破可缩短施工道路，节省运 输，节省劳力，节省碾压设备，但需大量炸药 中等高度的坝采用水力冲填法 高土坝，一般修心墙，斜墙不稳定。
（三）油压启闭机

油压启闭机的主体为油缸和活塞。活塞经活塞杆或连杆和闸门连接。改变 油管中的压力即可使活塞带动闸门升降。其优点是利用油泵产生的液压传 动，可用较小的动力获得很大的启重力；液压传动比较平稳和安全；较易 实行遥控和自动化等。主要缺点是缸体内圆镗的加工受到各地条件的限制， 质量不易保证，造价也较高。
• 工作特点： 1）坝基与坝身是透水的。2）上下游水位对土石坝边坡的影响。波 浪、冰层能冲刷和 破坏坝坡，上下游水位升降对坝坡稳定有不 利影响。3）大气降水与温度对坝体的影响。大气降水使坝面土 石流失，冬季结冰使土料膨胀，融化时形成孔穴及裂缝，夏季炎 热坝坡干燥出现裂缝。4）坝基及坝身沉降。一般施工质量好的 土石坝沉陷量为坝高的0.2～0.4%，1～2m，不均匀沉降要产生裂 缝，均匀沉降影响坝高。 • 名称解释： 渗透水流的表面——浸润面 浸润面与垂直面的交线——浸润线 饱和区：土体受上浮力和渗透水压力，在荷载作用下可能滑动倒 塌
• （二）平面闸门的构造 • 平面闸门由活动部分（即门叶）、埋固部分和启闭设备三 部分组成。其中门叶由承重结构[包括面板、梁格、竖向连 结系或隔板、门背（纵向）连接系和支承边梁等]，支承行 走部件、止水装置和吊耳等组成。埋固部分一般包括行走 埋固件和止水埋固体等。启闭设备一般由动力装置,传动和 制动装置以及连接装置等组成。 •平面闸门的基本尺寸根据孔口尺寸确定。孔口尺寸应优先采 用钢闸门设计规范中推荐的系列尺寸。 露顶式闸门顶部应在可能出现的最高挡水位以上有0.3~0.5m 的超高。
受动水压力作用，造成下游坡滑动 动水压力产生渗透变形（物理，化学） 冻融情况下对稳定不利 渗漏造成水量损失 湿区：毛细水，处于变化中 干区：干燥，可能出现裂缝 影响浸润线位置的因素：（浸润线越高越不利）上下游水位;防渗 设备位置;坝体内的排水设备位置。
• 土石坝组成： 土石坝一般有四部分：坝身、防渗体、排水设备和护坡。 坝身是土石坝的主体，坝的稳定主要靠它维持； 防渗体的作用是降低浸润线，防止渗透破坏和减少渗透水 量； 排水设备的作用是安全地排除渗透水，增强下游坝坡的稳定 性； 护坡的作用是防止波浪、冰层、温度变化、雨水和水流等对坝 坡的破坏。