1、中华人民共和国行业标准水利水电工程钢闸门设计规范SL 74-95 条文说明修订说明根据原水利电力部水利水电规划设计院1986年通知要求，由东北勘测设计研究院负责并会同全国水利水电系统有关单位对原水利电力部批准颁发的水利水电工程钢闸门设计规范)SD13-78 (试行)进行修订。1986年11月在山东烟台全国水工金属结构专业会议上讨论明确了对该规范进行局部修订、修订原则及其主要内容。1987年进行重点专题总结和规范修订本初稿的编写，参加修订本初稿编写的执笔者有孙为勤(2.3及3.0)、何运林(5.1 5. 3)和洪永灿(其余各章节和附录)01988年5月在江苏常州对初稿进行了全国性的审查和讨论，随
2、后又进行初稿修改和各项专题总结工作。1992年7月提出送审稿，同年11月又在常州对送审稿进行了全国性审查，会后即充分吸取审查会意见，对规范送审稿着手修改并组织进行统稿，参加统稿工作的专家有(以姓氏笔画为序):王锡升、田连治、何运林、沈德民、洪永灿、孙为勤、李从众、郑登有、赵辅鑫、张之涓、张志宏。1993年8月正式提出规范报批稿。本规范修订本共分8章164条和14个附录。新增正文条文12条，修订条文64条，删去6条;新增附录3个，修订附录11个，删去附录4个。这次修订的主要内容有z充实并增加了总体布置及门型、机型选择的要求，如对抽水蓄能电站、贯流式机组电站和抽水泵站的金属结构布置要求;对高水头弧
3、形闸门及低水头弧形闸门设计的专门要求等。增加了桥梁钢C16Mnq等)的应用;调整了容许应力的调整系数;增加了部分闸门支承和止水新材料;提高了闸门滚轮的承载能力;修订了摩擦系数表;增列了弧门支臂计算长度系数;删去了原附录中一些可从手册查到的内力、应力计算公式等等。76 本规范修订本切实总结并吸取了80年代改革开放以来，我国水利水电工程钢闸门设计科研、制造安装、施工运行等方面新的经验，使规范内容更加充实，并进一步推进了水工金属结构专业科技水平的提高和发展。为便于广大科技人员能正确理解并执行规范条文的规定，根据水利水电技术标准编写规定)SLOl-92对条文说明的编写要求，按章、节顺序逐条修编了新旧条
4、文的说明。对原适用条文的说明原则上沿用原规范的修订说明，引用实际资料不变，仅在文字上作适当修正或删补。读者在使用过程中，如发现本条文说明有欠妥之处，请将意见函寄水利水电规划设计总院机电处(北京市安德路六铺炕，邮编100011)和东北勘测设计研究院水工处(长春市工农大路六号，邮编130021)。1993年8月77 目次修订说明.(76) 1 总则. . . . . . . . . . . . . (79) 2 总体布置. . (81) 3 荷载.(97) 4 材料及容许应力.(102) 5 结构设计. (107) 6 零部件设计.(147) 7 埋件设计.(155) 8 启闭力和启闭机.(159
5、) 附录A闸门孔口尺寸和设计水头系列标准. (1 63) 附录B通气孔面积的计算.(164) 附录C平面闸门门槽型式的选择.(1 68) 附录D闸门荷载计算的主要公式.(169) 附录E闸门止水橡皮定型尺寸及性能.(1 75) 附录F几种支承材料性能表.(176) 附录G面板验算公式及图表. . . . . . . . . (177) 附录H栅条稳定临界荷载计算. (182) 附录I压合胶木滑道和填充聚四氟乙烯板滑道的有关要求.(182) 附录J闸门滚轮的计算. . (183) 附录K吊耳与吊杆的计算. . . . . . . . . . (186) 附录L轨道的计算公式.(186) 附录M摩
6、擦系数. . . . . . . . . . . . . (187) 附录N本规范用词说明. . . . . . . . . . . . . (188) 78 总则1. Q. 1 本条是水利水电工程钢闸门设计时必须遵循的基本原则，也是本规范所遵循的方针和应达到的原则要求。1. Q. 2 本条为原规范SDJl3-78第2条(以下简称原规范第几条)的修订。适用范围增加了拦污栅，因本规范含有拦污栅部分。1. Q. 3 沿用原规范第3条。关于闸门的分类，可以从不同角度进行划分，是多种多样的。本规范只提出按工作性质划分闸门的规定，这种分类法抓住了闸门的工作特点，对布置和结构设计都是必需的。规范中提出的三
7、种闸门的划分，即工作、事故和检修闸门，这是主要和基本的。至于其他如导流闸门、挡水闸门等就不专门提出，由设计者自己掌握即可。关于按照操作水头划分为低、中、高、特高水头闸门，按目前我国发展水平和认识水平，大致可规定为:25m水头以下为低水头闸门.2550m水头为中水头闸门，5080m水头为高水头闸门.80m以上水头为特高水头闸门。这些数值界限，供以后条文中有时出现的低水头闸门、中水头闸门、高水头闸门的判断掌握和使用。但由于这些数值界线，随时间、建设规模和认识的发展，还会有新变化，所以在规范正文中，不作硬性规定。1. Q. 4 沿用原规范第4条。据调查，原条文的要求是合适的。1. Q. 5 本条为原
8、规范第5条的修订。标准化为我国的重要技术政策之一。通过40年来的实践，目前条件己经成熟，必须更坚决贯彻执行，为今后企业集团摘系列设计标准定型设计和套用设计打下坚实基础。从设计角度看，水工金属结构专业没有任何困难，主要在于水工专业和水机专业要79 予以积极配合，因此很有必要从法规的高度上予以认定，修订时，比原规范提高级。从应尽量符合修订为应符合。1. Q. 6 本条为原规范第6条修订。关于结构的验算方法，今后必须走以概率理论为基础的极限状态设计验算方法，这是当前国际上结构设计验算的先进方法，大势所趋，水工闸门设计亦必须走这条路。但要达到这一步，必须具备一定条件二一通过一系列大规模调查，确定一系列
9、分项系数。目前对水工钢闸门来讲，恰恰尚缺少这步。因此，只好暂保留按容许应力方法进行验算。待条件成熟后，即可过渡到可靠度理论去。关于闸门计算体系，目前平面体系和空间体系并存，为有利于调动各方面积极性，有利于更快地发展，不必硬性规定计算方法，只提出基本原则要求即可。参照先进国家水工钢结构设计规范如德国DIN19704就是这样规定的，所以修改成本条的规定。同时，对于许多具体内力、应力计算公式，除属水工闸门专用的(如面板、定轮等)作出规定外，其他律不作硬性规定，由设计者根据具体结构和工作条件参考有关设计手册去选择，更为恰当。80 2 总体布置2. 1 一般规定2. ,. 1 沿用原规范第7条。原规范第
10、7条的规定是必要和正确的。闸门应布置在水流较平顺的部位，这是一条基本原则。凡有条件的地方，都应这样做。这样可避免在运行中许多复杂的问题。据调查，由于水流条件不好，对闸门运行带来许多坏影响，以致闸门不能正常工作，有的甚至导致失事。如进口横向流问题，据初步分析，湖北富水电站溢洪道12mX9m，弧门在部分开启运行时，由于横向流的作用产生振动，是导致该门支臂失稳破坏的原因之一。进口糠涡带进大量空气也易引起闸门振动和门槽气蚀。出口回流和淹没出流同样也易引起闸门振动，如河南三义寨闸12mX7m弧门和江苏棒山闸10mX7.5m弧门的剧烈振动，就是因为淹没出流引起的。此外，由于地形关系产生折冲水流，如广东鹤地
11、水库溢洪道10mX4.5m弧门，由于折冲水流和其他因素导致闸门失事。应防止这些流态对闸门运行中的不利影响。首先在布置上应尽量避免，当不能避免时，要采取各种具体措施，以减免其有害影响，如进口糠涡只在某一水位时才出现，是否考虑在此水位不作局部开启运行;当有横向流时，闸门不作局部开启运行或避免某些开度;再如淹没出流要加强通气等。门槽顶部和闸孔同时过水，也是一种不利的流态，易使闸门振动和门槽空蚀。例如岳城水库、校口水库和磨子潭水库等，由于双层同时过水引起门槽空蚀，就是明显的例证。所以对双层过水，要尽量避免。2.1.2 沿用原规范第8条。81 原规范关于闸门选型的六项要求是合适的。关于闸门选型问题，条文
12、中提出的六项要求要综合考虑。(1)运行要求决定闸门工作性质，如静水和动水启闭，是否需要局部开启或快速关闭等，对门型选择都有很大关系，是选型的主要因素，所选门型都必须满足运行要求。(2)闸门设置位置，可在出口、中部或进口。在出口设弧门有利，在中部或进口选弧门要设较大闸室是不利因素，用平面闸门则可简化布置，当操作水头较大时，考虑到水流条件，以选弧门为宜。若尾水位较高，设弧门则可能由于支佼长期浸水，可能选平面闸门有利，孔口尺寸大小和操作水头高低都明显影响门型选择。(3)对排砂过推移质以选用弧门有利，对排飘浮物则可考虑选用下沉式或舌瓣式闸门。沉浮物包括沉木、半沉木及飘浮物，对林区尤应注意沉木、半沉木的
13、影响。湖南省岑天河电站上平下弧的双层闸门由于卡住半沉木使启门超载，下弧门吊点拉脱，造成闸门失事。(4)为避免启闭力过大不采用平面闸门而选用弧门。弧门多用固定式启闭机。自动挂脱梁一般多用于平面闸门。(5)所提几项，要结合各地具体条件考虑。(6)技术经济指标为选型的一般要求。2. ,. 3 沿用原规范第9条。原条文的规定是合适的。考虑到溢洪时间的紧迫，需同时提升多孔口闸门和为了防止下游冲刷，需同时小开度提升多孔口闸门，宜选用固定式启闭机。对平原水闸，泄水系统的工作闸门启闭机除保证常用电源可靠外，必要时应设置备用动力，这是确保枢纽安全运行的重要措施，也是不少运行单位的要求。有一些水库由于暴风袭击，将
14、主电惊切断，又没有备用功力曾发生过事故，如广西龙山水库溢洪道10mX7m弧门失事，即为一例。2.4 本条为原规范第10条的修订。82 两道闸门之间及闸门与拦污栅之间最小净距，本条提出要考虑并满足四项条件，原条文只规定两项条件，这次修订时增加了应满足门槽混凝土强度与抗渗要求和满足闸门槽水力学条件两项。前一项对任何闸门都必须满足;后一项只对中、高水头闸门有意义，两道门槽相距太近，对门槽空蚀不利，具体要求可参照水工闸门门槽的水力设叶一书(1990年4月，水利水电科学研究院水力学研究所编)，并根据国内调查，推荐不小于1.5m。2. ,. 5 本条为原规范第11条的修订。本次修订增加了两点，增加了对事故
15、闸门设置数量的规定，其次，检修闸门设置数量，原条文规定要根据孔口数量、工程重要性、工作闸门的使用与维修条件三项因素考虑，本次修订中增加了要考虑、施工条件，这对尾水闸门的影响较大，有的多机组电站机组安装期很快，初期发电后，仍有相当数量机组没有安装，这对尾水闸门设置数量有专门要求。一般讲从经济、合理原则考虑，按条文规定设置为宜，特殊情况可专门研究。2.1.6 新增加条文。本条是根据SD133-84(水闸设计规范)3. 1. 3编列，(水闸设计规范编制说明闸门安全超高0.5m，而水闸设计规范为0.3m，按0.3-0.5m编列。根据国内已建露顶式闸门427例统计闸门超高如下:安全超高(m)个数占%。2
16、01 47.07 0-0.3 118 27.63 O. 31-0. 5 61 14.29 0.5 47 11.01 合计427 100 2. 1- 7 本条为原规范第12条的修订。闸门原则上不应承受冰静压力。但在一些特殊条件下，(如防83 冰失灵等)可以承担部分冰静压力，在设计强度中应予考虑。据调查为防止冰静压力，在门前形成不凉带是比较有效的。措施为压缩空气泡法，可用压缩空气机或用潜水泵(如官厅、懂窝、上马岭、红山等)，也有用机械或人工开凿的(如云峰)。对于冰冻渝的，还有一些土办法。因此，要因地制宜。闸门与门槽的冻结，往往由于漏水引起，因此，条文中提出止水尽可能地严密，闸门操作前必须使有相对运
17、动的部分不冻或解冻。一般采用保温室使之不冻或采用蒸汽、电热等办法解冻(如三家店、上马岭等)。2.1.8 沿用原规范第13条。对潜孔式闸门包括工作、事故和检修闸门，如门后闸门槽、竖井或出口等不能充分通气时，应在紧靠闸门下游处顶部设置通气孔。对通气孔的要求是z面积足够，位置适宜，通气均匀，安全可靠等。通气孔面积计算方法，根据1988年4月8日中国水力发电工程学会水工水力学专业委员会对陈肇和教授的专题研究泄洪管道需气量的原型规律的评审意见列入附录B，供计算选用。通气孔上端应远离行人处，与启闭机房分开，以保证安全运行。有些工程(如岗南、大伙房、镜泊湖等)由于通气孔与机房联在一起，以致发生事故，影响安全
18、运行。其下口，有条件者，最好做到均匀通气，这种布置效果更好(如云峰中孔)。2.1.9 本条为原规范第14条的修订。关于闸门平压设施，本次修订时，增加推荐节间充水平压方法。根据国内10余座利用节间充水平压闸门的调查，对小于30m水头的闸门，采用节间充水可增大充水流量，减少充水时间，降低水压差，具有明显效果。同时提出注意事项:设导水装置和使节间充水启门力与整扇闸门静水启门力大体相当。2.1.10 沿用原规范第15条。原条文的规定，据调查是必要的。(1)尽可能了解并结合制造厂和安装单位的现有设备、技术条件等来设计闸门。84 (2)运输条件，如铁路隧洞最大的运输尺寸，平板车的最大载重量和现场起吊设备等
19、。(3)部件定型化(如支镜、侧轮、反轮、主轮、台车等)，建议有关部门组织搞，以减少设计工作量，零件尽可能采用国家标准，以便工厂制造，加快进度。(4)现代钢结构除桥梁外，绝大部分均采用焊接。对水工钢闸门，50年代初在我国有采用钢接结构的，以后均被焊接代替。但对一些有特殊要求的部位连接:如节间连接，链轮门的边梁连接等，也有采用钢接或螺栓连接，以减少结构变形。由于工地现场施工条件差，质量也不如工厂能保证，所以尽量减少现场工作量。本规范未提及胡接，所以在条文中只推荐螺栓连接和销轴连接。2.1.11 本条为原规范第16条的修订。本条对原条文第二款、第三款和第四款进行了修改。第二款对启闭机的设置高程和机房
20、尺寸提出了要求:设置高程要满足闸门维修的方便，当闸门提升到检修平台时，其底缘与检修平台间隙至少要大于500mm，以便锁定维护;机房尺寸要满足启闭机维修要求。对第三款增加露顶式闸门要设检修孔或检修平台尺寸提出具体要求。对第四款中机房与检修平台尺寸提出具体要求，这些尺寸的规定系根据己建工程调查中运行单位提出的，经分析是合理的和必要的，在设计中应予以保证。2.1.12 本条为原款规范第17条的修订。钢闸门防腐蚀的主要关键，是制造时应将铁锈等彻底清除干净，露出灰白色金属光泽。然后进行预处理涂车间底漆，并按制造安装规范要求予以保证其必要的粗糙度，其次根据不同工作条件选用高质量的油攘或涂挥、铝等防锈，此外
21、，还要制定妥善的维修保养制度等，并认真执行。2.2 泄水系统2.2.1 沿用原规范第18条。85 原条文的规定是必要和恰当的。溢洪道上游是否设置检修闸门，根据国内运行实践经验，原则上应设检修闸门，如江苏三河闸，湖南的双牌，原来都没有设检修闸门，给以后维修造成很大被动。三河闸已增设浮式叠梁解决，双牌电站至今问题尚存在。至于是否设事故闸门，原则上可不必。从调查看，低水头闸门绝大多数没有设事故闸门，但对重要工程，必要时仍要设事故闸门。当水库水位每年有足够的时间低于底坎并能满足检修要求时，也可不设检修闸门。有些工程每年有一定的时间水位低于底坎，但由于该时段气候寒冷等不适宜检修维护工作顺利进行时，也可考
22、虑设检修闸门，以改变不适宜检修的手段。有些也可考虑仍不设检修闸门，为解决工作闸门及其门槽的检修问题，当工作闸门为平面闸门时，可采取增设12扇工作闸门作为备用门的方法来解决，如丰满、云峰等电站，也是可取的。但要注意工作门槽的检修条件。因后者属于不设检修闸门的条件下，如何具体解决工作闸门检修的方法之一，也不可能普遍适用，故在条文中就不提于。2.2.2 本条为原规范第19条的修订。本次修订时，增加了对高水头长泄水孔洞的闸门，尚应研究在事故闸门前设置检修闸门的必要性。据调查，近10年来，我国建了一些高水头长泄水孔(洞)建筑物，其闸门是设置2道(工作门和事故门)或设置3道(工作门、事故门和最前面的检修门
23、)一直没有定论，当工作水头较高，事故门前孔(洞)又较长，以设3道为宜，但也要根据洞身地质、检修等具体条件研究论证设置检修闸门的必要性。关于泄水孔工作闸门上游侧设事故闸门，则沿用原规范。据国内调查，这样设置比较合适，同时也有些反面教训，如密云水库的潮，臼河泄洪洞均未设事故闸门，通过多年实践考验，认为不妥当。目前潮河洞己增加了事故门。所以在条文中作了肯定。2.2.3 沿用原规范第20条。86 经研究，原条文规定是合适的。泄水孔工作闸门型式，从国内调查看，弧形闸门和平面闸门用的最为广泛，其次，还有锥形间，具有结构简单、运行可靠的特点。因此，弧形闸门和平面闸门并重，并指出应注意的问题。从统计资料分析，
24、高水头闸门以弧形门为多，主要考虑高水头闸门水力学条件居主要矛盾。根据实践经验，条文中推荐操作水头大于50m，且孔口尺寸较大时，宜选用弧形闸门。2.2.4 沿用原规范第21条。据调查，原条文的规定是必要和合造的。工作闸门设置于出口，流态好，工作可靠。当采用泄洪洞方案，放在出口，若受地质条件所限，则可以布置在中部或进口处，但要强调门后为明流，这很重要。否则，在闸门开启过程中，必然形成明满流过疲的不良流态(如河北岗南泄洪洞)。在工作闸门以前泄水孔压力段应保持一定的压力。即保持一定的收缩率，这对减免空蚀，改进运用条件，是很重要的，一般可选用压缩比1.5: 1。据国内调查，大体合乎此比值。流态好些的，如
25、梅山、佛子岭、龚咀、丹江口和云峰等;反之，如磨子潭则较差。因压缩比太大不经济，太小则不安全，所以具体收缩率宜通过水工模型试验来确定。另据调查，对于有弯道的泄水孔，除要满足上述要求外，工作闸门尚应布置在弯道的下游水流稳定的直段上，因水流在弯道转弯处极易产生环流流态，将影响闸门及门槽段的运行安全。2.2.5 沿用原规范第22条。据调查，原条文的规定是合适的。排砂冲沙孔在进口处设检修闸门或事故闸门，以便挡沙是很有必要的。否则在洞中积沙难以处理，面板及止水应设置于上游面以防止闸门梁格中淤沙。必要时，可设置排砂间和高压水枪，以防止泥沙淤积过高，作为开门时的后备措施。据调查，泥沙对边墙磨损很厉害，特别对边
26、界有突变的地方，如三门峡水电站。抗磨材料目前处于试验研究中，一般用铸石、环氧砂浆等均可。但87 在设汁中要加以比较选择。2.2.6沿用原规范第23条。据调查，原条文的规定是必要和合适的。施工导流孔闸门虽属一次性使用的闸门，但由于闸门门槽段需经历施工期多个汛期，孔口高程又低，常年通过泥沙及推移质。因此，导流孔门槽段良好的水力学条件，避免可能产生的空蚀磨损或破坏，是这类闸门至关重要的设计课题。据调查，导流孔下闸截流发生事故的工程实例不少，如刘家峡左导等。下闸后检查发现底槛及门槽下游遭磨蚀或局部破坏的事例也不少，如碧口、刘家峡右导、东江等。故设计导流孔闸门及其门槽时不能因一次性使用而掉以轻心。下闸截
27、流必须安全可靠。根据工程进度、截流流量、门槽结构的完整可靠性等情况，综合考虑保证安全下闸、截流闭气的可靠措施。必要时，除采取正常措施外，恨据工程具体情况，还应准备其他后备措施。2.2.7 沿用原规范第24条。经研究，原条文的规定是必要和合适的。高水头工作闸门的水力设计是一项新课题，对闸门安全运行关系重大。根据理论和实践经验，要从下列数点予以注意:(1)选用合宜的门型。(2)选择适当的通气孔布置和尺寸。(3)选用合理的底缘形式和门槽型式。-一般讲，闸门底缘上游倾角不宜小于450，下游倾角不宜小于300;门槽用KK.(K 为水流空穴数，Ki为初生空穴数)。(4)对弧形闸门，要特别注意顶止水型式;对
28、平面闸门，要特别注意门槽形式。(5)操作规程要仔细拟定。此外，在结构设计上，要予以适当加强。有的问题，单靠理论分析较难解决，所以对水流条件比较复杂或重要工程闸门，要借助于水工模型试验加以研究来解决。88 2.2.8 新增加条文。根据国内近25年实践经验，关于高水头弧形闸门主要有两类:一类为圆柱伎弧形闸门，这类结构比较简单亦较经济，但对经常变幅局部开启工况适应性差4另一类为偏心佼弧形闸门，它是靠偏心较轴转动使闸门作前后移动达到压紧止水目的。其结构较复杂，成本亦高。通过龙羊峡、东江两电站来看，较适宜用于有变幅局部开启的高水头弧形闸门，因此目前对于偏心伎弧形闸门宜经论证和试验，可以选用，但不盲目推广
29、。2.2.9 新增加条文。据调查，我国近30年来，有约20余座低水头弧形闸门发生程度不同的支臂失稳事故(详见黄廷璜、危唠我国低水头弧形闸门失事调查和初步分析)，金属结构1986年5期;章继光等弧形闸门失事分析及研究陕西水电学院1987年5月)。这个问题具有一定的普遍性，原因有多方面，必须从设计、制造、安装、运行和管理维护各个方面予以重视，井采取有效措施予以预防。从设计角度上看有下列几方面问题必须予以高度注意。(1)在总体布置上，闸门应布置在水流平顺的地方，避免在闸前产生横向流、淹没出流和回流对闸门冲击，避免胸墙底部空腔产生水一气锤作用的不利影响。(2)弧形支臂是薄弱环节，而支臂的动力稳定性又是
30、问题的关键，在目前振动机理还不十分清楚的情况下，从构造上予以保证，不失为切实可行的办法，如框架平面外的加强;支臂端部适当加固;露顶式弧形闸门上支臂适当加强等。(3)在设计计算上，要考虑支臂计算长度的恰当选取(不是=1. 0，而是=1.21. 5);作用力计及因不均匀沉陷、安装误差、维护不善造成的支佼摩阻力对支臂产生的附加弯矩。此外，在制造、安装、运行、管理和维护方面要注意:(1)焊缝质量，特别是支臂的焊缝质量必须予以保证F(2)安装精度，特别是支臂安装精度，必须严格按规范要求进行;89 (3)操作运行，不得违章操作。如不得已双层过水(门底和门顶同时过水)时，不得长期停留于振动开度等p(4)管理
31、维护，支钱要定期检修加油，保证转动灵活自如，冬季运行要有防冻措施，不得冻死，每年汛前都要对电源、启闭设备、闸门逐一检查一遍。2.3 水闸、排灌系统2.3.1 沿用原规范第25条。据调查，原条文的规定是合适的。平原水闸、灌溉系统，地方搞的居大多数，门型及其布置多种多样。闸门常用弧形闸门、平面闸门、拱形门、升卧式闸门和翻转门。此外尚有壳体闸门及水力操作闸门等，都有自己的特点。所以在条文中提出根据当地的特点，因地制宜，灵活选用的原则，便于发挥地方的积极性，也有利于发展新门型。2.3.2 本条为原规范第26条的修订。增加了对特别重要的进洪闸或世洪闸等宜设置事故检修闸门。这主要指闸门在挡水时期发生事故危
32、害性极大的工程。如进洪闸、泄洪闸当没有达到运行和泄洪水位时，一旦闸门出事故无法抢救，检修门又无法动水下门，因此有必要改为事故检修闸门。这在国内目前没有先例，是否会出现事故，难以预料。为安全计，这样规定是必要的。检修闸门的门型增加了浮箱闸门。是根据近年来发展情况而增加。2.3.3 新增加条文。本条是根据SD133-84(水闸设计规范第3.1. 10条内容并综合原规范第27、28条而成。据调查，在一些平原水闸，例如海河流域、山东等地。近年来采用升卧式闸门较为普遍，通过运行尚良好。主要优点是可以降低启闭机排架高度，提高建筑物抗震性能，节省工程量。所以在有条件地方可以选用。根据原海河设计院的经验，要注
33、意选用90 合适的起弧高度和弧轨半径及夹角，以保持闸门启闭自如。另外，对于检修问题也要予以重视，所以在条文中提出，以引起注意。此外还要有锁定装置，以便固定闸门。当然，升卧式闸门也还存在一些问题。例如在开启过程中底缘流态不太好，止水磨损过大等，有待今后逐步总结经验，加以提高。建国以来，我国水利水电工程中，在泄水建筑物的出口处，设置了若干锥形阅。广东、山西、云南和福建等省均有此种布置的闸阀型式，其中以广东使用最多。最大的锥形间设在广东枫树坝电站，其直径为4m，设计水头高达70m。锥形阔的特点是泄流能力高，间体受力均匀，启闭力较小，泄流后的消能防冲设施可以大大简化，能节约不少投资。目前设计的锥形阅均
34、为焊接结构，制造方便。其启闭机系采用螺杆式启闭机。一般启闭机为双点起吊。广东省也有布置成三点、四点起吊的。锥形阅均布置于泄水建筑物的出口处，一般有平置式、斜置式和竖置式三种。山西汾河水库为平置式，云南以礼河二级电站为竖置式，广东省大多为斜置式。一般向下斜置的锥形间，其直径均小于2m。当阔直径大于2m时，则向上斜置.斜置角度约为450。竖直式的锥形阔仅云南一座，使用不多，经验不足，故本规范内未推荐，而只推荐平置式和斜置式两种。设计锥形阔应考虑在开阀时喷射水雾对附近建筑物的影响和阀的检修条件，以及止水更换等。关于锥形阀的详细情况，可参阅广东水利水电勘测设计院的专题总结。2.3.4 沿用原规范第29
35、条。据调查，原条文的规定是合适的。目前一些地方采用水力操作闸门较多，如浮体闸、翻转门等。在河南浮体闸用得较为普遍，虽然大多数为混凝土或钢丝网水泥，但也有少数用钢的，主要优点为可以自动控制，不必用启闭设备，存在问题为检修较不便，特91 别当枯水季，水不能自然排空时。也有个别的启闭失灵。在北京市郊、四川等地，在农田水利工程中，翻转门用的也不少，运用尚吁。因此，有条件的地方，可以选用(例如在流量增涨较快的河流中)。但在河流中泥沙淤积较严重时，则不宜选用。因容易由于泥沙卡阻，造成操作不灵。目前翻转门有单佼和多佼二种型式。北京地区多用单佼型式。各有各的适用条件，因此，在条文中就不单提了。2.3.5 本条
36、为原规范第30条的修订。经研究，原条文的规定是合适的。我国沿海地区，如浙江、广东、福建、山东、河北等省均兴建了若干挡潮闸。经调查和与上述地区的有关同志座谈认为:挡潮闸的闸门门型大都是平面闸门，弧形门居少数。一般均要求在潮水涌现时若干孔闸门能同时迅速关闭，故其启闭机应为集中控制，或采用一机拉多门的列车式启闭机。挡潮闸工作闸门的特点是闸门面板均布置于迎海水面，闸门止水采用双向止水即双音符形特制止水，并且要求止水严密，以防止海水和泥沙灌入。海水盐碱重，对农作物有害，平时应防止淡水大量流去，故闸门止水设计极为重要。另外挡潮闸工作闸门，长期处于水下工作应注意闸门的防锈和防寄生物附着的措施。排灌闸工作闸门
37、也有类似挡潮闸的某些特点，如双向止水和较长期处于水下工作等。故排灌闸的工作闸门亦应考虑双向支承等问题。本规范仅就原则提示，请设计中予以注意。2. 3. 6 本条为原规范第30条部分内容的修订。据调查，原条文的规定是合适的。2. 3. 7 沿用原规范第31条。据调查，原条文的规定是必要和合适的。根据国内调查，广东鹤地水库溢洪道弧门、浙江马山闸弧门、河南自龟山水库弧门、江苏三河闸弧门，都处于沿库、沿海、沿湖有较大风浪和涌潮地区，由于布置上的缺陷，前二者，在上游92 水位略低于前胸墙时，胸墙底部和弧门露出水面以上部分形成一个封闭的空腔，在较大风浪和涌潮作用下，空气被压缩，形成巨大的气囊冲击压力，以致
38、造成闸门支臂失稳破坏。如鹤地水库弧门的布置，如图2.3.7所示。鹤地水库弧门为lOmX4.5m-6. 5m , 在风浪作用下形成封顶，造成气囊冲击力，致使上支臂失事，破坏时水位39.54m。而在后二个工程上，在布置上进行了改进，如在胸墙中开洞，拆除弧门顶止水等，未形成较大的气浪冲击压力，闸门基本完好。根据正反两方面的教训和经验，所以在条文中提请设计时注意，从布置上加以避免。采取措施有:图2.3.7鹤地水库弧门的布置简图(单位:m) 忖39.5(1)胸墙中开洞，以消除气浪冲击压力的形成。(2)预留少许调压沟。(3)设防冲木，也可以减少闸门冲击力。2.3.8 新增加条文。近十几年来，我国兴建了相当
39、数量的抽水泵站。其金属结构设计的主要关键在于选择合理的断流装置。当要求在极短时间内断流时几秒到十几秒)常选用拍门，安装于泵站出口;当要求在2min内断流时，也可采用平面快速闸门，以保证水泵运用安全。在出口末端，尚要设A道事故闸门或检修闸门以便拍门或事93 故快速闸门的拆修和保养。拍门一般用油压启闭机操作.并要求有缓冲装置。进口布置和常规相似，设拦污栅和检修闸门。2.4 引水发电系统2.4.1 沿用原规范第32条。据调查和研究，原条文的规定是必要和合适的。关于检修闸门、事故闸门、快速闸门等设置与否，在什么条件下，如何设置，主要着眼于总结实践经验。据国内14省的初步调查，根据电站开发方式和总体布置
40、，大致可分为三类:(1)坝后式电站。大多数都设有检修闸门和快速事故闸门(也有用蝴蝶阀代替)两道，运行较好。但也有一些电站不设检修闸门(如湖南拓溪电站、双牌电站等)。据调查，不设检修闸门对运行检修甚感不便，因在正常发电时，快速闸门吊在孔口，处于戒备状态，不能维修，当机组检修时，又要用它挡水，也不能检修，因此要检修它，只有停机。所以在条文中作了比较肯定的规定，认为设检修闸门仍属必要。(2)河床式电站。大多数为低水头大流量，转桨式机组，一般只设检修闸门和事故闸门，如浙江的七里境电站、广西的西津电站、湖北的葛洲坝枢纽都是如此。据调查，当设有可靠的防飞逸装置时，可不必设快速闸门。(3)引水式电站。布置形
41、式很多，除了设快速闸门(或蝴蝶阀)以外，在进水口处设事故闸门或检修闸门的实例都有。从分析看，当引水洞较长时，设事故闸门较为有利，比较灵活可靠，一旦洞子出事，有事故闸门作为安全备用闸门。近年来，采用快速闸门比较普遍(用于代替蝴蝶阀作为机组保护之用)，其优点为造价低廉，保护可靠。所以在条文中推荐选用。至于蝴蝶阀，应尽量少用，只有在某些特殊情况下(如当一管分叉安数台机时)，不便于布置快速闸门时，方采用蝴蝶阀。2.4.2 沿用原规范第33条。据调查，原条文的规定是合适的。94 对经常停放在调压井门槽内的闸门由于水位的经常波动和导叶关闭时产生较大的涌浪，所以要注意闸门停放和下降的平稳性。据国内调查，有些
42、电站进水口快速闸门设在调压井内，曾发生过停放和快速下降过程中不稳定现象，例如福建龙亭电站，曾发生闸门浮起情况，以致影响正常运行，安砂电站在模型试验中，也发生有相当的上托力。分析其原因，系由于机组甩负荷，调压井中产生较强烈的涌浪等，影响闸门稳定。因此在条文中提出这个问题，引起注意，必要时可进行专门研究，以保证安全运行，达到保护机组的目的。2.4.3 本条为原规范第34条的修订。本次修订时增加了应配有准确的开度指示控制器。快速闸门经常用启闭机悬挂于孔口:页部，因此要求有准确的开度指示控制器，目前较先进的为电子数字显示指示器。2.4.4 沿用原规范第35条。据调查，原条文的规定是合适的。据国内调查，
43、有些进水口事故、检修闸门，因为充水不平压就操作闸门，造成拉杆拉断事故，如北京密云电站、湖北丹江口电站等，因此宜有监视平压设备，一般可采用水位差计或水位指示讯号。除此以外，充水孔要有足够面积，启闭机要设小行程开关，已在2.1.9中提及。2.4.5 本条为原规范第37条的修订。本次修订时，增加了需设卸污平台。由于拦污设施以拦、清、排为主，所以必要的卸污平台是必不可少的。2.4.6 新增加条文。抽水蓄能电站，目前我国刚起步，广州抽水蓄能、浙江天荒坪、北京十三陵抽水蓄能等电站在建或己建，在设计中东北蒲石河、河北张河湾等座。但抽水蓄能电站今后必将为一种有发展前途的电站。关于抽水蓄能电站引水系统金属结构布
44、置和选型，日前仅参照国外建设经验作一些原则规定;有待总结国内运行经验。根据目前收集到美、英、日、意、德等国部分抽水蓄能电站95 引水系统金属结构布置情况计有39座电站，详见皮仙搓抽水蓄能电站水道系统闸门(栅)、启闭机的合理配置)，水力发电学报1989年2期，大体上可以得出以下结论z(1)上池进口设拦污栅、检修闸门或事故闸门。(2)短尾水洞只在出口处设检修闸门(或事故闸门)和拦污栅。长尾水洞除于尾水洞出口处设检修闸门和拦污栅外，在尾水肘管至尾水调压井之间还要设一道事故闸门(或检修闸门)，其布置可设在尾水管厂房内，亦可布置于厂房下游尾水廊道中单独闸室或设于尾水调压井中。2.4.7 新增加条文。贯流
45、式机组电站，近十几年来国内亦陆续兴建，其特点多属于低(或超低)水头河床式电站，机组本身对防飞逸装置较可靠;对拦河栅要求较高，除满足强度、刚度外，尚需研究机组在运行中的振动对拦陌栅的影响;对波浪控制要求较高等。根据国内外22座贯流式机组电站的调查(详见李从众灯泡式机组电站金属结构的布置)，设计规范修订专题总结)，电站金属结构系统的布置大体为:进水口布置有拦污栅、检修闸门或事故闸门，必要时设清污机。拦污栅设于最前面，一般选用倾斜式布置。拦污栅后面以设检修闸门为好，亦可设事故闸门，事故闸门亦可考虑按部分水压差关门(如湖南马迹塘电站考虑3/16Qr时关门)。尾水管出口一般设尾水事故闸门或检修闸门。但以
46、设事故闸门为好(用以代替进口处的事故闸门，其优点是孔口尺寸小，较经济;事故下门过程中，对机组的水力作用较为稳定等)。贯流式机组电站水头十分宝贵，所以对栅条型式、清污问题都要十分仔细研究。96 3 荷载3. O. 1 沿用原规范第38条。原条文所规定的荷载划分为两类，是适合闸门工况的。3. O. 2 本条为原规范第39条的修订。本次修订时，增加了水锤压力和地震动水压力两项:(1)作用在闸门上的水锤压力。只有在水工特殊布置和特定条件下才有水锤作用在闸门上，一旦有水锤压力作用在闸门上，设计荷载和校核荷载都要考虑，因原规范只在校核荷载条件下列水锤压力是不合适的。(2)增加地震动水压力。地震力对闸门结构起作用的力为地震动水压力，对下游无水的浅孔式闸门，经计算地震动水压力占静水压力的比值:设计烈度7度3.25% 设计烈度8度6.50% 设计烈度9度13.00% 对下游有水且为门高的一半，地震动水压力占静水压力的比值:设计烈度7度4.33% 设计烈度8度8.67% 设计烈度9度17.33% 深孔闸
