常见景观坝形式简介

常见景观坝形式简介随着人民物质生活水平的不断提高，人们对生活环境、城市景观的向往也日益增加，人民群众对水环境的要求和依赖越来越大，因此，各种景观坝在城市景观水利工程中得到广泛的运用。

本文就几种常见的景观坝进行一些简要的分析介绍。

标签：景观坝；传统水力自动控制翻板坝；液压启闭机控制的双作用翻板坝；液压启闭机控制的钢结构闸门；液压钢坝；橡胶坝；液压升降坝；气动盾形闸门系统1、概述我国大多数城市都有大小不同的河流经过，这些河流在夏季及秋季汛期时来水量较大，甚至会河水泛滥，对城市防洪造成压力。

而在冬季及春季枯水季节，河道流量又很小，形不成一定的河面景观，甚至多年淤积在河床底部的乱石、杂物等显露无遗，严重破坏城市的生态景观，制约城市的协调发展。

随着人民物质生活水平的不断提高，人们的居住品位也随之提高，人们对生活环境、城市景观的向往也日益增加，人民群众对水环境的要求和依赖越来越大，因此，各种景观坝在城市景观水利工程中得到广泛的运用。

景观坝除了能满足传统水利工程的基本功能外，还要满足与城市环境相协调，符合生态化、景观化的要求，形成一定的人文景观。

2、几种常见景观坝形式简介2.1. 传统水力自动控制翻板坝传统的水力自控翻板坝是目前国内景观坝工程使用相对较多的坝型。

水力自控翻板坝平时处于关闭状态，将上游水位维持在设计高程壅水后形成水景，当上游水位超过一定的设计值时，在水压力作用下溢流堰上的翻板闸门自动倾倒，从而开启闸门泄洪，当闸门全部打开时，过流断面与未筑坝前的天然河道断面相比会有一定缩减，对河道行洪能力有一定影响，需要经过合理计算，增大过水断面以保证行洪安全；当水位降低时，水压力变小，闸门又自动关闭蓄水，整个过程完全是自动完成，不用人工控制。

传统的水力自动控制翻板坝主要由固定坝、活动坝部分即翻板闸门等组成。

活动坝翻板闸门部分按运行机构分类有水力自控复合铰式翻板闸门，连杆铰式翻板闸门，多轴铰式翻板闸门等多种形式。

复合铰式翻板闸门支承及运行机构为复合支铰，连杆铰式翻板闸门支承及运行机构为连杆支铰，多轴铰式翻板闸门支承及运行机构为多轴铰，各有其优缺点。

传统水力自动控制翻板闸门由闸门门体、支铰或连杆装置、闸前防护墩、闸后支墩和检修便桥等几部分组成。

其运行机理为利用闸前闸后水压差及门体自重，合理设置支承运行限位机构，自动控制闸门的开启和关闭运行。

水力自控翻板闸门具有造价低，施工速度快，理论上不需人工控制管理等优点。

但是由于其运行工况的特殊性，开门泄洪时闸门门体斜卧在水中，受复杂的门顶和门底高速水流的影响而易发生“拍打”现象，使闸门运行稳定性较差。

设计理论计算工况与实际水流情况（如水流中夹杂污物等）存在较大的差别，运行机构容易产生卡阻，以及维护管理等诸多方面的因素，水力自控翻板闸门的运行情况较差。

传统水力自动控制翻板闸门门板、支臂等结构为混凝土材料，混凝土为脆性材料，脆性材料在闸门翻转过程中易出现拍打振动、撞击，很容易造成门叶受损破坏漏水，支臂结构受损及破坏等问题，容易在高速水流及夹杂的漂浮物的冲击下以及不停的开启和关闭等工况下造成損坏。

传统水利自控翻板闸门的支铰或连杆等运行机构容易受到水流中夹杂的杂草、树枝等杂物的卡阻而造成无法正常运行。

由于水力自动控制翻板闸门需要在闸门后设置一定数量的支承墩，闸门开启泄洪时闸门斜卧于水中，对泄洪及景观等有一定的影响，闸门高度很难做到7m 以上，目前国内高度最高的翻板闸门高度约为 6.6m。

安全性及可靠性较低，根据较多的工程实例，水力自动控制翻板闸门在运行多年以后，运行情况均不太理想，常会出现连接螺栓、支铰零件等锈蚀严重，翻板门主轨、铰座等连接螺栓处的混凝土掉块、损坏脱落，螺栓外露拉弯，螺母、垫圈拉脱，门体错位，面板、支臂、支墩等多处混凝土损坏等问题。

闸门易受水中漂浮物的影响而开启失灵，特别是在汛期，如果洪水到来时闸门不能自动开启，会导致安全事故，所以在汛期，特别是台风暴雨来临之前，需加强对翻板闸门的日常巡视维护管理，及时清理闸门前后阻碍闸门开启的漂浮物，增加了运行管理维护的工作量。

2.2. 液压启闭机控制的双作用翻板坝该类翻板闸门是传统水力自动控制翻板闸门技术改造的升级产品，在传统水力自控翻板闸门的门体上设置液压启闭机，除可利用水力及闸门自重自动控制开启和关闭外，还可利用液压启闭机油缸控制闸门的开启和关闭。

具备传统水力自动控制翻板闸门的功能，增设液压启闭机油缸进行控制，在水力及门体重力作用下开启和关闭不灵活的情况下采用液压启闭机进行控制，可设置远程操控系统。

该种翻板闸门的门体、支臂等结构的材料有仍采用混凝土材料的。

也有为提高运行的安全及耐久性，将门体、支臂等结构的材料采用钢结构替代混凝土材料的。

在开门泄洪时门体仍斜卧于水中，门顶与门底仍处于同时过水状态，在反复开启和关闭闸门的过程中，采用混凝土材料的翻板闸门的面板、支臂等结构会受到一定程度的撞击和拍打，在运行多年以后，在长期撞击和拍打的作用下，混凝土面板、支臂、支墩等结构仍然会出现传统翻板门的一些问题。

采用钢结构的翻板闸门，在一定程度上解决了混凝土材料在翻转、拍打、受到水流中杂物撞击时容易损坏的问题，但门体、支臂等结构仍然是在门顶和门底同时通过高速水流的复杂不利工况中长期运行。

翻板闸门由于其结构布置的需要，在闸门后设置有数量较多的支承墩，门体在开启泄水时斜卧于水中，对泄洪有一定程度的阻碍，对河道景观会产生一定的破坏，并会阻碍河流通航。

闸门高度很难做到7m以上，目前国内高度最高的翻板闸门高度约在6.6m左右。

2.3. 采用液压启闭机控制的钢结构闸门该形式的闸门门体采用钢结构门体，门体由面板、支臂、支铰等组成，利用液压启闭机进行操作控制闸门的开启泄水和关闭挡水。

该种景观水闸形式结构简单，在国内的景观坝工程中布置较多，具有很多比较成功的工程实例经验。

该形式的水闸需要在河道中间设置闸墩，形成闸孔，闸门支撑在闸墩上，液压启闭机安装在闸墩上。

因采用钢结构闸门，可以适当加宽闸门的单孔宽度，以减少闸门的孔数。

在闸门上设置液压启闭机油缸进行控制，液压启闭机安装及支承在闸门后的闸墩上。

该种形式的景观水闸又分为闸门前倾式、后倾式及上翻式等几种布置方式。

液压启闭机控制的钢闸门相对于前述形式运行更为安全可靠，但因需要在闸门后设置一定数量的支承闸墩，对河道泄水和景观等的也会造成影响，该种形式闸门高度也很难做到7m以上，目前该种形式国内高度最高的做到约6m左右。

2.4. 液压钢坝液压钢坝是目前形式较为新颖美观的景观水闸形式之一，也称作底轴驱动液压控制翻转闸门。

液压钢坝是对大跨度闸门设计的重大突破，适合于闸孔较宽（1-60m），而上、下游水位差较小（1-5m）的工况。

液压钢坝由门叶、固定在门叶底部的底横轴、多个底支座、自润滑轴承、底止水封、侧止水封、曲柄拐臂、底轴与闸室之间的防水套装置、液压驱动装置以及液压锁定装置等组成。

底横轴的两端穿过闸墙外伸，其外伸端曲柄拐臂与液压启闭机连接，启闭机库位于两侧闸墩内，通过控制闸墩两侧的液压启闭机的正反转，驱动底横轴作90°的旋转，从而实现闸门的启闭，能有效保证河道的蓄水、泄洪、溢流、行船等，能够实现双向挡水。

其运行机理为水压力通过悬臂式门叶结构传递到圆柱形底横轴，底横轴作用力可分解为水平力、垂直力和力矩。

水平力、垂直力通过固定支铰座传递给土建结构，力矩（扭矩）由底横轴传递给液压启闭机或锁定装置。

作为驱动装置的液压启闭机布置于闸坝两侧的启闭机室内，通过两侧边墩内的液压启闭机来带动闸门的拐臂驱动，拐臂带动底轴转动，钢闸门门叶与底轴铆接在一起，实现闸门竖起时蓄水，卧倒时排水。

闸门局部开度（或转角）取决于锁定装置的锁定位置或液压启闭机活塞杆持住位置，闸门的开度范围为垂直与水平之间（0°～90°）的任意位置或角度。

液压钢坝支承结构为设置在闸门底部的旋转转轴，液压启闭机油缸操作控制底横轴的旋转从而带动闸门门体的翻转开启和关闭，闸门在关闭时向上游或下游几乎完全平卧于河道底面。

由于该种闸门形式支承旋转结构为闸门的底部转轴，门体结构布置为主纵梁结构，闸门门体宽度方向尺寸可适当加大，目前国内已建工程中单扇宽度最大做到约60m左右，不需要设置较多的闸墩，对河道泄水影响较小，对河道景观效果较好，不影响河道的通航，闸门启闭灵活快速，闸门通过液压设备启闭，速度快，一般在几分钟之内即可完成启闭，可用于在山区河道洪水急涨，要求快速开闸泄洪的工程中。

为使操作运行安全可靠，一边闸墩一般设置双油缸进行操作控制，液压启闭机容量及油缸的外形结构尺寸较大，需要在闸门左右两侧设置较大尺寸（垂直于水流方向）的启闭机安装间。

若单扇闸门宽度尺寸过大，对安装闸门底轴的基础处理的要求也相对较高，底轴受基础不均匀沉降的影响较大，该种闸门形式的检修条件不是太好。

闸门高度也较难做到7m 以上，根据调研了解，目前国内已建设安装完毕运行正常的液压钢坝其高度最大的达到6.9m，需要设置中墩支承的最大单扇闸门宽度达到60m。

且液壓启闭机的容量也相应增大，河道中闸墩的结构尺寸也相应较大，对河道泄水、景观等也有一定程度的影响。

2.5. 橡胶坝橡胶坝是20世纪50年代末，随着高分子合成材料工业的发展而出现的一种水工建筑物。

其主要由坝袋、锚固结构、充排设备、安全及观测装置等组成。

橡胶坝采用高强力合成纤维织物作为受力骨架，内外涂敷合成橡胶作粘结保护层，加工成胶布，按要求的尺寸，锚固在混凝土基础底板上，成封闭状的坝袋，通过充排管路用水、气或者水气混合介质的压力使其膨胀至某一高度形成挡水坝，从而将上游水面壅高形成水景。

洪水期间，由人工操作，将袋内水、气或者水气混合介质排出，恢复原有河渠的过流断面。

橡胶坝因其造价低廉，已广泛应用于城市河道景观及小型水利工程中。

橡胶坝有充水式、充气式和气水混合三种形式，目前我国的橡胶坝工程主要以充水橡胶坝为主。

橡胶坝坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位，以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。

橡胶坝主要适用于低水头、大跨度的闸坝工程，如用于水库溢洪道上作为闸门或活动溢流堰，以增加水库库容及发电水头；用于河道上作为低水头、大跨度的滚水坝或溢流堰，可以不用常规水闸的启闭机、工作桥等，能够起到蓄水和调节水位的功能。

橡胶坝可以通过设定坝袋颜色，达到与城市环境规划以及自然环境协调统一的效果。

但因橡胶材料容易老化、失效，在受到水流中夹带的漂浮物冲击时容易损坏泄漏，一般运行3-5年后均会出现一定的问题，需要进行修补维护或更换。

目前国内已建的橡胶坝均不超过5m。

2.6. 液压升降坝液压升降坝是较为新颖的景观坝坝型，利用液压机构的运行开启和关闭，一端固定在河床底板混凝土上的活动金属闸门。

泄洪时，金属闸门可紧贴河床底板，对河道行洪能力基本无负面影响。