上海嘉定常用的几种水闸闸门型式

陈志根

（上海嘉定水务工程设计有限公司，上海市 201800）

0 引言

水闸是修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的水工建筑物（见图1、图2）。关闭闸门，可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水。在水利工程中，水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛。

图2 水闸效果图（二）

水闸由闸室、上游（外河）连接段和下游（内河）连接段组成。闸室是水闸的主体，设有底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、工作桥、交通桥等。闸门用来挡水和控制过闸流量，闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。

1 水闸闸门型式

1.1 位置境域

嘉定区位于上海市西北部，中心位置在北纬31°23′，东经121°15′。东与宝山、普陀两区接壤；西与江苏省昆山市毗连；南襟吴淞江（苏州河），与闵行、长宁、青浦三区相望；北依浏河，与江苏省太仓市为邻。总面积463.55 km2，行政区域边界线总长167.85 km。

1.2 地形地貌

嘉定区地处长江、太湖流域碟形洼地的东缘，属长江冲积平原的一部分，一条古海岸冈身呈南北向纵贯中部。境内地势平坦，东北略高，东南及西南稍低。地形平均高度为海拔4 m左右，地貌多数属于滨海平原地貌类型。

1.3 常用水闸闸门型式

嘉定区属平原感潮河网地区，水文条件比较复杂。境内浏河、蕰藻浜、吴淞江受长江、黄浦江潮汐影响较为显著，并波及境内其它河港。浏河1959年拓宽建闸，蕰藻浜1982年拓宽建闸，沿吴淞江一线，自20世纪80年代陆续建闸后，支河受潮汐影响程度和范围大为减小。

嘉定的大多数河道适用低水头水工建筑物。目前，上海嘉定常用的几种主要水闸闸门型式包括：升卧门、直升门、上翻板门、横拉门。

2 升卧门

2.1 升卧门

升卧门是一种沿弧线轨道升降的平面闸门，在关闭状态时闸门直立挡水，启门时闸门先直升一段，然后边上升边转动，全开时闸门平卧于闸墩顶部。升卧式平面闸门（见图3）兼具平面直升闸门和弧形闸门的优点，使平面闸门在弧形轨道上作弧形运动，同时可大大降低启闭机的安装高度，从而提高了水工建筑物的抗震能力，降低工程造价。其缺点是启闭机吊具长期侵入水中，易于腐蚀；更换止水橡皮比较困难，维修保养略难。

图3 升卧门水闸图

2.2 工程实例

花园江节制闸位于嘉定区南翔镇，在蕰藻浜南岸花园江河道上，单孔净宽6m，其主要功能是引调水、排涝等。节制闸工程主体结构由闸首、翼墙、海漫段和防冲槽等组成。节制闸闸首长21.5 m，净宽6.0 m，闸墩厚0.9 m，底板面高程-0.50 m，门槛顶高程0.00 m，底板厚0.9 m。闸首采用现浇C30钢筋混凝土结构，内外河侧各设检修门槽，外河侧设净宽2.0 m交通桥。闸墙顶高程4.50 m。闸门采用升卧式平面钢闸门，选用QH2×80 kN弧形门卷扬机，见图4。

图4 花园江节制闸主体平剖面示意图

3 直升门

3.1 直升门

直升门就是沿着闸门门槽上下垂直升降的平面闸门，关闭时闸门直立挡水，开启时闸门竖立在闸墩之间。直升门的优点是闸门直上直下启闭方便，且吊点在闸门顶部，不会浸入水中不易腐蚀。其缺点是启闭机门架较高，景观性不足，且闸门开启时竖立在闸墩之间，抗震稳定性稍差，见图5。

图5 直升门水闸图

3.2 工程实例

串心港节制闸（见图6）位于嘉定工业区（北区），在浏河南岸串心港河道上，单孔净宽5m，为简化结构和增加渗径长度，闸身与外河消力池合二为一，成为一体。整体底板宽6.6 m，长16.0 m，厚0.8 m，两侧闸墩厚0.8 m，在内河侧设计6 m长的消力池段，便于4 m净宽交通桥的布置；闸门门槛高程0.00 m；外河侧闸墩顶标高5.20 m，内河侧闸墩顶标高4.50 m。闸门采用平面直升门，闸墩上部为现浇实体式钢筋混凝土门架至启闭机平台，平台面标高为10.20 m，平台上安装一台QPQ-2×50 kN卷扬式启闭机。启闭机房采用框架结构，屋顶采用现浇钢筋混凝土屋面板，上设防水层。在内河侧闸墩上设宽1.5 m宽人行桥，供管理和维修人员使用。

图6 串心港节制闸主体平剖面示意图

4 上翻板门

4.1 上翻板门

上翻板门开启时闸门横卧在闸墩之间，门体与闸墩基本齐平；关闭时闸门稍微向内河侧倾斜，斜立于底板上。上翻板门依靠液压启闭机、转轴和限位计共同作用启闭闸门。上翻板门的优点是无上部结构，可以很好地与周边环境融合。其缺点是闸门打开时门底高程较低，单支臂闸门门体刚度要大；另外，闸门较宽的话需要采用双支臂启闭闸门，闸门启闭时有可能会出现两侧不同步、闸门卡住的情况，见图7。

4.2 工程实例

庙桥河北泵闸（见图8）位于嘉定区江桥封浜老镇，在西虬江以南庙桥河的河口处，泵闸采用“泵+闸”的型式，在垂直水流方向：东侧为泵站，西侧为节制闸。闸孔净宽4 m，闸门采用4 m宽的上翻板门，根据水位资料，闸门结构按外河水位3.87 m，内河水位2.50 m设计，闸门承受最大水位差为1.37 m。门底高程-0.30 m，门顶高程4.40 m，门体尺寸为（宽×高）4.0 m×4.7 m，门型采用全钢制平面闸门，门重5.99 t。启闭采用集成式液压启闭机，启闭机型号为YJQ-WD200 kN-3500。

图7 上翻板门水闸图

图8 庙桥河北泵闸主体平剖面示意图

5 横拉门

5.1 横拉门

横拉门采用液压启闭机、依靠电液推杆推拉闸门以达到启闭闸门的目的。开启时电液推杆拉动闸门，将闸门拉入门库；关闭时电液推杆推动闸门，将闸门推入闸室。横拉门的优点是无上部结构，可以很好的与周边环境融合。其缺点是门库和启闭机库需要占用闸墩后面岸上的较大空间，同时，闸门导梁梁底高程较低，限制了船舶的通行，见图9。

图9 横拉门水闸图

5.2 工程实例

顾泾北泵闸（见图10、图11）位于嘉定区外冈镇，在练祁河以南顾泾的河口处，泵闸采用“泵+闸”的型式，在垂直水流方向：东侧为泵站，西侧为节制闸。闸孔净宽4 m，闸门采用技术成熟、运行管理方便、同时造价较低的钢制横拉门，孔口尺寸（宽×高）为4.0 m×3.75 m，闸门尺寸（宽×高）为4.3 m×3.25 m，启闭机为液压启闭机，型号为：推拉力125 kN，行程4.50 m。

图10 顾泾北泵闸主体平面示意图

图11 顾泾北泵闸主体剖面示意图

6 几种门型的比较

嘉定区属于上海市水利分片中的“嘉宝北片”，其河道控制水位为：最高水位3.87 m，常水位2.60～2.80 m，低水位2.00 m。新建水闸时，按照各种工况的水位情况，可能出现的最大水位差为1.87 m。根据工程实践经验，通常情况下，升卧门和直升门的适用性最广，上翻板门次之，横拉门的适用性较小。对于闸门内外河两侧可能出现的水位差，最大水位差为1.87 m时，水闸门型适用升卧门和直升门；最大水位差为1.50 m时，水闸门型适用升卧门、直升门和上翻板门；最大水位差为1.00 m时，四种水闸门型均适用。当然，这些只是一般情况的比较，遇到具体工程还需要结合实际情况作进一步的比选。

闸门运行时，需要注意观察止水橡皮的止水情况，若发现漏水应及时维修更换；也要经常检查闸门启闭机的情况，及时保养。当然，四种门型在闸门运行时也有一些不同的注意事项。对于升卧门，要注意观察吊点的情况，防止其在水下腐蚀生锈，影响闸门安全；对于直升门，要关注其型钢轨道的垂直度，防止闸门启闭时卡住；对于上翻板门，应注意检查闸门限位计的情况，以防闸门经常启闭后对其产生破坏，使闸门开启时无法固定；对于横拉门，应关注其滚轮的位置是否偏移，以防闸门无法顺利入库或出库。

7 规范和结语

7.1 水闸设计规范

为统一水闸设计标准和技术要求，提高水闸设计水平，做到技术先进、安全可靠、经济合理、实用耐久、管理方便、环境协调，水利部于2016年11月30日批准发布水利行业标准《水闸设计规范》（SL 265-2016），该规范已于2017年2月28日实施，替代标准号SL 265-2001、SL170-96。按照规范，应从闸址选择、总体布置、水力设计、防渗排水设计、结构设计、地基处理设计、工程管理设计等方面考虑，进行水闸设计。

7.2 结语

现在，许多水闸除了要满足常规的拦洪、挡潮、泄水、引调水等功能外，其景观要求也越来越高。因此，设计水闸时，不仅要考虑结构稳定和安全，也要兼顾景观协调，让水闸融为大自然的风景。