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目前，在我國的水利水電建設中，水閘和橡膠壩廣泛用于灌溉、發(fā)電、城市用水、景觀(guān)建設和環(huán)境治理等各領(lǐng)域，然而，橡膠壩存在運行管理較復雜、安全性差、橡膠易老化等弊端，質(zhì)量事故發(fā)生率高?，F在市場(chǎng)上出現大量鋼結構閘門(mén)，但它們的單孔寬度都較窄，因此無(wú)論是提升式閘門(mén)或臥倒式閘門(mén)，在較寬的河道上都必須使用多孔結構。

  我公司生產(chǎn)的鋼壩是一種新型可調控溢流壩，它由土建結構、帶固定軸的鋼制壩體、驅動(dòng)裝置等組成。這種鋼壩適用于河道孔口較寬(10-100米)而水位差比較小的工況(1-6米)，由于它可以設計得比較寬

  ，減少了閘墩的使用，所以不僅結構簡(jiǎn)單，還可以節省不少土建投資。

  鋼壩可以立壩蓄水、臥壩抗洪排澇，還可以利用壩頂過(guò)水，形成人工瀑布的景觀(guān)效果，另有多角鎖定裝置選配，滿(mǎn)足多水位控制調節需求。

   代鋼壩(基礎型)

  特點(diǎn)：對加工精度要求較高、制作安裝工藝達不到要求則容易漏水，生產(chǎn)成本較高。目前市場(chǎng)上仿制的產(chǎn)品均為我公司 代鋼壩結構，閘門(mén)及穿墻軸漏水嚴重。

   代鋼壩(景觀(guān)美化型)

  特點(diǎn)：增加背面裝飾，美觀(guān)效果好。

  第三代鋼壩(止水加強型)

  特點(diǎn)：增加多項止水專(zhuān)利，提高鋼壩的止水效果。

  第四代鋼壩(新式風(fēng)帆型)

  特點(diǎn)：

  1.止水效果優(yōu)于前三代鋼壩，優(yōu)于 規范要求，幾乎做到滴水不漏。

  2.閘門(mén)結構更加合理，風(fēng)帆式門(mén)型使得原本上游水對閘門(mén)的側壓力部分轉化為對閘門(mén)向下的壓力，提高了閘門(mén)的穩定性，造型更美觀(guān)。

  3.閘門(mén)安裝方便，開(kāi)放式鉸座，縮短工期。

  4.有效解決閘門(mén)基礎不均勻沉降對閘門(mén)使用的用的影響。采用封閉式鉸座，一旦發(fā)生不均勻沉降，鉸座會(huì )卡死底軸，閘門(mén)無(wú)法正常啟閉。

  5.節省投資：設備投資、土建投資均有大幅度降低。

  6.維修方面，底止水橡皮更換更加方便。

  鋼壩與橡膠壩方案比較

  根據當前社會(huì )對城市水利建筑物設計要求高的實(shí)際情況，為了提高水閘、壩的安全性和可靠性，我單位對橡膠壩和鋼壩在國內外的使用情況及效果進(jìn)行了大規模的調研比較，得出如下結論：

  一、使用壽命

  鋼壩的設計使用壽命達50-60年。當前國際上鋼制閘門(mén) *長(cháng)壽命的為近百年，國內 *早的福建小溪電站為1958年建成，至今仍在使用，而鋼結構工程建筑在解放前就開(kāi)始使用一直運用至今的案例到處都有。 部門(mén)根據室內測試資料和工程實(shí)踐初步判定橡膠的使用壽命為10-15年，一旦到期就必須要更換一次壩袋。至今國內未有一條橡膠壩的壽命超過(guò)15年，上世紀我國東北地區建的許多橡膠壩現已拆除，2005年位于廣西東筍電站建的橡膠壩也已拆除改建鋼制閘門(mén)。

  二、損壞及維護

  1.壩的損壞

  (一)橡膠壩

  (1)人為破壞造成的損壞

  橡膠壩容易受到刀等工具的破壞，在容易受到人為破壞或河道內尖角物較多的地方不宜安裝橡膠壩。

  (2)洪水過(guò)后的殘骸造成的損壞，以及對景觀(guān)的影響

  由于洪水過(guò)后遺留的各種殘骸——諸如民用設施與建筑材料這類(lèi)尖利的物體很可能對壩體的上游面造成損傷，導致漏氣。微小處的漏氣可以修復，如果漏氣面積較大，修復起來(lái)就比較麻煩。另外，每次升壩或塌壩后各種殘骸遺留在壩袋上給景觀(guān)帶來(lái)極大影響，運行單位每次都必須派員進(jìn)行擦洗，工作量較大。

  (3)放氣(水)造成的損壞

  放氣(水)期間，橡膠壩體可能會(huì )被緊靠壩下游面的尖利物體刺破。

  (4)火造成的損壞

  火是對橡膠壩 *為不利的潛在危害因素之一?；鹂梢鸫蠓秶膲误w破壞，而修復大面積的壩體有時(shí)是不可能的。對于很重要的壩，可行的辦法是提供備用橡膠壩，以便在出現嚴重損壞時(shí)，能迅速替換，但這樣會(huì )造成運行成本大大增加。

  (二)鋼壩 鋼壩閘門(mén)本身屬性決定了上述情況都不會(huì )發(fā)生。

  2.壩的維護

  鋼壩閘門(mén)的運轉件采用的特殊復合材料，該種材料在水下運行若干年無(wú)需添加潤滑油，也不會(huì )腐蝕，閘門(mén)本體也需要在三十年左右進(jìn)行一次防腐即可。

  而橡膠壩的維護成本非常高， *近有資料報道山東某工程攔河橡膠壩運行五六年，壩體就已經(jīng)維修了三次，費用高達600萬(wàn)元(其他未計算)。

  三、運行情況

  1.運行時(shí)間

  橡膠壩是通過(guò)充氣或充水達到升壩目的的，正常需要2-3小時(shí)才能完成升壩或塌壩，時(shí)間較長(cháng)，并且因為壩內和管道內會(huì )結垢等原因，橡膠壩充氣(水)、排氣(水)時(shí)間還會(huì )隨著(zhù)使用次數和年份的增加而不斷增長(cháng)。而鋼壩閘門(mén)采用啟閉機啟閉，運行速度可達1-2米/分鐘，一般工程不超過(guò)2分鐘即可完成升壩或塌壩。這樣可有效的保證突發(fā)洪水時(shí)能及時(shí)泄洪和泄洪后能及時(shí)蓄水。

  2.運行可靠性

  因為橡膠交聯(lián)。刺傷、管道聯(lián)結缺陷以及緊固系統和施工質(zhì)量不達標等問(wèn)題的存在，橡膠壩容易泄露，故要不斷經(jīng)常性的充氣(水)，否則會(huì )出現一段時(shí)間內壩泄氣(水)自動(dòng)塌下來(lái)的現象，甚至河道內水流干都不知道，造成一定損失。而鋼壩采用液壓驅動(dòng)，具有鎖定功能，當塌壩、升壩和調節水位時(shí)任意角度都可鎖定，不會(huì )發(fā)生移動(dòng)，另外e還可選配我公司生產(chǎn)的機械鎖定。

  3.壩頂溢流

  橡膠壩設計規范中明確規定溢流不能超過(guò)50cm，否則將易出現垮壩事件，而鋼壩可以克服這一缺陷，可以長(cháng)時(shí)間不流量地從壩頂溢流形成瀑布效果。

  4.自動(dòng)化程度

  橡膠壩一般難以實(shí)現集中網(wǎng)絡(luò )控制，而鋼壩可以實(shí)現先進(jìn)的自動(dòng)化控制和網(wǎng)絡(luò )控制，可以在 任一互聯(lián)網(wǎng)控制。

  四、安全可靠性分析

  橡膠壩一般須建一座供氣站或水泵房，管路多且復雜，而鋼壩僅僅配套兩臺驅動(dòng)裝置，該種驅動(dòng)裝置采用新型驅動(dòng)形式，它結構簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)需油管，泵站等附屬設施，若發(fā)生停電或其他故障可以使用我公司生產(chǎn)的專(zhuān)用手動(dòng)裝置，進(jìn)行手動(dòng)操作，操作力只需5kg。這樣可以有效地保證需要塌壩時(shí)能塌壩，需要立壩時(shí)能立壩，安全性極高。

  五、冬季冰凍問(wèn)題

  橡膠壩根據設計規范和實(shí)際使用情況，冬季一旦結冰就必須做好刨冰工作，否則將對橡膠壩造成致命的損壞，而刨冰工作完全依靠人工完成，既耗時(shí)又耗力，給管理帶來(lái)極大的不便。到春天解凍時(shí)，冰凌不能在橡膠壩上溢流，否則結實(shí)而鋒利的冰塊很可能把橡膠壩劃破。

  鋼壩則可以輕松安全地度過(guò)冬季。由于鋼材本身的堅硬特性，和我公司制造鋼壩的特殊工藝，每年春天解凍時(shí)，冰凌可以an安全的在壩頂溢流泄洪。

  六、防腐問(wèn)題

  鋼壩表面按照《水利水電鋼閘門(mén)制造標準規范》進(jìn)行熱噴鋅附著(zhù)力極強， 機構研究結果表明：沙的流速≤8m/s時(shí)，不會(huì )對鋅層構成破壞，一般河流的流速不可能達到這個(gè)速度。

  七、淤積問(wèn)題

  鋼壩是一種特殊結構的壩閘形式，它沒(méi)有底門(mén)槽和側門(mén)槽，是門(mén)葉圍繞底軸心旋轉的結構。上游止水壓在圓軸上，當壩豎起來(lái)或倒下時(shí)，止水不離圓軸的表面，始終保持密封止水狀態(tài);側面止水同樣的原理，止水面始終不離開(kāi)側胸墻(一般采用大理石)，故淤沙(泥)不會(huì )影響鋼壩的升壩和塌壩。

  針對淤積較嚴重的地區，一般在壩前設擋沙(泥)檻和喇叭口，一是為了有效地擋住大的石塊，二是當塌壩泄洪時(shí)，提高壩口位置的流速，可有效的讓泥沙、水混合物直接隨洪水沖至下游。

  在北方地區，立壩蓄水是鋼壩的主要功能。立壩時(shí)間較長(cháng)時(shí)容易產(chǎn)生淤泥，但是鋼壩是由圍繞底軸向下游傾倒的，故塌壩時(shí)淤積的泥沙被水流沖向下游，不可能形成阻塞。另外，行洪后我們會(huì )根據當地的泥沙含量分析出有多少淤沙(泥)沉定在門(mén)體上，并通過(guò)

  淤沙(泥)量計算出升壩時(shí)所需要的升壩力，充分考慮到升壩時(shí)克服淤沙(泥)的重力。

  八、能耗的對比

  100m橡膠壩的用電負荷量 *少需要功率100kw左右，每次升壩時(shí)間約為2-3小時(shí)，耗電量約為200-300kwh，有的工程為了長(cháng)期升壩，需要電機不間斷工作。100m的鋼壩升壩和塌壩只需要4臺驅動(dòng)裝置，每臺驅動(dòng)裝置的額定功率為15kw。這樣100m的鋼壩用電負荷量只需功率60kw左右。每次升壩時(shí)間約為2-3分鐘，耗電量約為2-3kwh，升壩后電機即停止工作。

  九、影響泄洪斷面

  橡膠壩設計規范要求壩的底坎高20cm，并且由于塌壩時(shí)橡膠壩內的水不能完全放盡，會(huì )形成不低于20cm的高度，兩者相加塌壩時(shí)橡膠會(huì )壩會(huì )在河流斷面形成不低于40cm的阻水斷面，嚴重影響泄洪流量。而鋼壩無(wú)此影響。