合页坝在济宁市引水入城泵站中的应用

【摘要】合页活动坝是一种新型拦水坝，非常适用城市景观河道。它利用液压缸来支撑坝面，操作灵活，可以实现坝面快速升降，也可以单扇或多个坝扇任意组合或同步调节，在损失极少水量的情况下，冲掉上游漂浮物，既可以改善水质，又可以形成挑水景观。本文通过合页坝在济宁引水入城南跃进沟泵站的安装与应用，对合页活动坝进行了详细介绍。

济宁市引水入城的主要任务是引梁济运河河水补源入济宁城区， 改善沿线农田灌溉条件、回灌补充地下水漏斗区，使引水入城水源得以保证， 实现济宁北部城内与城外大水系的融合贯通。南跃进沟提水泵站工程是该工程的重要枢纽，主要由拦河坝、提水泵站和管理设施组成。

1 拦河坝选型

南跃进沟提水泵站工程紧邻济宁城区，结合生态河道建设，工程设计时就考虑到在满足引水与防洪功能的同时， 使工程与城市建设规划、周边生态湿地有机结合，建设成为一处环境优美的水利景观，为市民提供一个休闲的亲水平台。

拦河坝下游设计水位34.0 m，上游设计水位38.2 m，水位落差4.2 m，该工程上下游河道紧邻公路，容易聚集河道漂浮物。如选用混凝土溢流坝，一是外观与周边不协调；二是高度不能调节，行洪能力较差；三是河道飘浮物需人工清除。如选用水力自控翻板闸，闸门在某些水力条件下容易发生小开度振动拍打现象，长期使用会导致闸坝漏水。合页活动坝做为近几年新兴的一种拦水坝，它利用液压三铰点变辐机构原理与液压翻板坝有机结合，兼具有挡水和泄水双重功能，采用液压启闭系统直接驱动多扇活动坝面，使其绕底轴在一定角度范围内任意调节， 启闭较为灵活，降低闸门高度后，在损失极少水量的情况下可以使河道漂浮物下泄，改善水质，又可以形成挑水效果。它既可像橡胶坝那样紧贴河床，又像翻板闸门一样自由行洪，任意保持水位高度。经综合考察选型，确定南跃进沟提水泵站拦河坝采用合页活动坝方案，合页活动坝净宽48 m，共设8 扇3 m×6 m 钢闸门，闸门液压装置均布置于右岸管理房内。

2 合页活动坝组成

2.1 合页活动坝预埋系统

预埋系统由预埋钢板及预埋螺栓等组成，其中预埋螺栓采用20# 钢， 预埋钢板采用Q235 低合金钢板制造，起上部结构与闸底板之前的定位和传力等作用。

2.2 合页坝坝面系统

1）坝面板。采用前面板10 mm、后面板4 mm厚低碳合金钢面板， 加工后的面板呈折线型，有效的防止水流涌浪以及杂物砂石对坝面的冲击，以免造成坝面面板变形。放倒坝面后，折线型可以很好的过流冲刷坝前淤泥、淤砂，折线造型可以消除过流引起的振动直线传播，减小振动。

2）活动复合底轴。采用厚壁无缝钢管，与铜基聚四氟乙烯无油轴承镶嵌的铰轴座配合，利用聚四氟乙烯的抗磨性，铜基的润滑性，使底轴转动灵活。

3）底铰支座。采用Q235 材料做支撑立板，滑动轴承与45# 钢镀铬制造的铰接轴配合，保证长期使用不会造成相互之间磨损锈蚀粘连，运行稳妥可靠。

4）坝面防腐。坝扇防腐施工严格执行《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-2007）标准，进行底漆、中面漆和面漆的防腐处理。底漆采用20%富锌环氧漆，面漆采用氯化橡胶面漆。底漆、中漆、面漆均喷涂两遍。

5）止水。坝扇止水分为底止水、侧止水、铰止水及边墙止水。对于底止水和铰止水，止水面始终抵靠在整个底转轴的圆柱外表面上，坝体在绕转轴转动时也能始终保持密封止水状态。底止水特有的结构设计可以在损坏的情况下带水更换。底止水上平面与坝扇上平面，在坝扇放倒时呈流线型， 可以很好的在水流作用下，将坝前淤积物冲刷干净，防止底部淤沙抬高河床产生的不利影响， 并有效降低底止水迎水侧水压，延长底止水使用寿命。边墙止水及侧止水均为同样的原理，止水橡胶始终抵靠在翼墙墙面或坝扇两侧。

止水材质选用P 型三元乙丙橡胶，止水带具有良好的弹性，耐磨性、耐老化性和抗撕裂性能，适应变形能力强、防水性能好。

2.3 液压系统

合页坝坝体背部由2 支液压缸支撑，由电机带动液压泵站运转输出高压油，经溢流阀调压后至两个油缸活塞腔，推动坝体背部的液压缸活塞杆伸出，带动面板绕底轴转动升起。降坝时利用坝体自重及水重，可实现无动力自动降坝功能。

2.4 控制系统

合页坝配备了PLC 电控操作系统，配置了无动力手动降坝、超警戒水位自动报警等安全保障功能，并可通过相关传速协议，联入网络，实现远程操控和超警戒水位自动降坝等功能。

3 合页活动坝安装与维护

合页活动坝安装流程如下：预埋件安装→坝体面板安装→液压缸、管路安装→控制系统安装→管路吹扫清洗→坝体止水安装→坝体系统调试→坝基二期混凝土安装。本文主要介绍坝体面板安装与坝体止水安装的方法。

3.1 坝体面板安装

1）预埋件精确埋设完毕后，安装铰支座，采用25T 汽车吊对坝体进行吊装，确保一次吊装到位，使坝体与铰支座安装成一体。

2）使用水准仪调整好铰支座基础板， 使用全站仪进行平面控制，调整面板基座，使面板基座轴线与设计轴线平行。

3）对坝体面板进行整体调整，确保坝体轴线、顶轴线与设计轴线重合，面板底轴用橡胶止水垫连接，面板顶轴与基础板距离要达到设计要求。用吊车升起坝面，支撑固定，安装液压缸，调整坝面高程，确定铰轴位置。

4）再次对坝体面板进行定位测量，采用焊接方式焊接面板基座与铰支座基础板，并焊实预埋锚栓。

3.2 坝体止水安装

1）采用P 型橡胶止水带，采用镀锌扁铁作为压板，采用螺栓连接。

2）安装前要检查止水带产品是否有产品质量合格证，并对外观进行质量检查。

3）P 型橡胶止水带采用冲压式打孔，防止变形和撕裂。

4）橡胶止水带形式与尺寸要符合设计要求，其拉伸强度、伸长率、硬度均应符合规范要求。

3.3 合页活动坝的运行与维护

1）试运行期间，坝面必须充分活动，排除管路中气体，避免造成运行时丢压、失压、坝面不齐等现象。

2）在操作坝面之前,必须待油泵运转平稳后，才可对坝面进行升降操作。

3）液压站油箱在安装前必须检查其清洁度，并符合技术说明书的要求，所有的三畅压力表、三畅压力控制器，三畅压力变送器等均必须校验准确。

4）对油箱内的油液应经常进行过滤检查，通过三畅液位计，观察到油位不能满足系统要求时，应及时添加油至正常液位。

4 结语

合页活动坝在济宁市引水入城南跃进沟提水泵站的安装及应用过程中，结构牢固，造型美观，安装简单，维护方便；单扇或任意多扇闸门可以自由启闭，通过漫水造成水幕效果，配合多彩灯光，形成了非常漂亮的水利景观，由于土建施工没有传统闸门所需的闸墩和排架，有效节省了钢筋混凝土工程量，它不仅保护了环境，节约了资源，而且不破坏河道原水面状态，非常适用于城市景观及生态河道治理。

来源：初夏灬夏初