專利名稱：直升直落型船閘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明直升直落型船閘屬于水利基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)新建的三峽永久船閘是雙線五級(jí)船閘，代表了國(guó)際船閘的先進(jìn)技術(shù)水平。它所依據(jù)的理論是“水長(zhǎng)船高，水落船低”。根據(jù)這一理論，下游上行船，必須逐級(jí)抬高水位，從第五閘室逐級(jí)抬高到第一閘室，直至第一閘室水位與上游水位齊平，船才能過(guò)閘。同樣，上游下行船，又必須逐級(jí)降低水位，直至第五閘室水位與下游水位齊平，船才能過(guò)閘。這類船閘應(yīng)視為階梯型船閘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明直升直落型船閘是在階梯型船閘的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它所依據(jù)的理論依然是“水長(zhǎng)船高、水落船低”。階梯型船閘由多個(gè)閘室組成，直升直落型船閘，則不問(wèn)上下游水位落差的大小，均只有一個(gè)閘室。當(dāng)下游上行船進(jìn)入這唯一的閘室，關(guān)閉閘門，一次性將閘室水位抬高到與上游水位齊平，船即可過(guò)閘，稱為直升；當(dāng)上游下行船進(jìn)入閘室，關(guān)閉閘門，一次性將閘室水位降低到與下游水位齊平，船即可過(guò)閘，稱為直落。
本發(fā)明直升直落型船閘是由閘室和閘室兩側(cè)的鋼筋混凝土貯水槽以及從閘室通往壩內(nèi)的輸水行船通道等三部分組成。
閘室建在大壩外側(cè)的河床上，底部應(yīng)低于下游最低水位線4米左右，目的是使吃水較深的大船能從閘室通過(guò)。閘室的長(zhǎng)寬根據(jù)實(shí)際需要確定，但高度應(yīng)與大壩等高，目的是確保大壩的安全。閘室由一個(gè)長(zhǎng)方形鋼筋混凝土高大水槽為基礎(chǔ)，在水槽靠近大壩的一端建與閘室等寬等高的進(jìn)出船閘門，稱為壩外閘門；在另一端的下半部外側(cè)建與閘室等寬的進(jìn)出船閘門，稱為壩腳閘門。水槽兩側(cè)是四周為鋼筋混凝土框架中間鑲嵌排列整齊的鋼柱組成的與閘室等長(zhǎng)等高的籬笆墻，其底部框架即水槽槽底鑲嵌一排10米高排列整齊的鋼柱，鋼柱上端被1米高的鋼筋混凝土所鑲嵌，這1米高的鋼筋混凝土上面又鑲嵌一排10米高排列整齊的鋼柱，這樣一層層建造直至最高蓄水線以下約3-5米處即為鋼柱的最上層，這最上層銦柱被鋼筋混凝土框架所鑲嵌而構(gòu)成籬笆墻。在兩側(cè)籬笆墻外側(cè)建籬笆墻上部進(jìn)水閘門和籬笆墻下部進(jìn)水閘門，在兩側(cè)籬笆墻底部外側(cè)建籬笆墻出水閘門，以上構(gòu)成閘室。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是閘門技術(shù)，有簡(jiǎn)易技術(shù)和精密技術(shù)。簡(jiǎn)易技術(shù)是由上有門楣下有門檻的鋼筋混凝土門框?yàn)榛A(chǔ)，門框的兩門柱和門檻澆注有縱向槽，縱向槽底部裝可充氣和放氣的橡膠胎(以下簡(jiǎn)稱橡膠胎)，緊挨橡膠胎裝鋼夾板，夾板內(nèi)裝吊式獨(dú)扇鋼板門(以下簡(jiǎn)稱獨(dú)扇門)。和普通門框不同，本發(fā)明閘門門框的門柱高出門楣十幾米，供獨(dú)扇門高高吊起時(shí)使用。高出部分的縱問(wèn)槽只裝鋼夾板，不裝橡膠胎。門楣有兩種，其一是鋼筋混凝土門楣，中間部位有空隙，空隙裝鋼夾板，獨(dú)扇門可從夾板中穿過(guò)。其二是對(duì)口槽門楣，用兩根槽鋼，槽口相對(duì)，槽內(nèi)裝橡膠胎，兩端焊接成一體，獨(dú)扇門可從兩槽口之間穿過(guò)，適用于閘室外側(cè)的閘門，如壩腳閘門。有的閘門甚為高大，若裝高大的獨(dú)扇門，無(wú)法操作。這類閘門要在門框的下部和中部裝若干塊5米高的鋼板，從門柱下部的鋼板夾裝起，第一塊鋼板之上裝門楣門檻。所謂門楣門檻用鋼制成，其背面正面均有槽，槽內(nèi)裝橡膠胎，將門楣門檻裝在鋼板之上，可視為這塊鋼板的門楣，正面槽內(nèi)再裝鋼板，又可視為上層鋼板的門檻，故稱門楣門檻。這樣一層層累裝上去，直至上部裝高約十幾米的獨(dú)扇門，即構(gòu)成高大的閘門。
籬笆墻外側(cè)的三個(gè)閘門共用一個(gè)閘門門框。門框兩門柱各有兩個(gè)縱向槽，靠里邊底部縱向槽裝出水閘門，門檻與水槽槽底澆注在一起，所用的對(duì)口槽門楣與高出槽底10米的鋼筋混凝土框架澆注在一起，將獨(dú)扇門裝入出水閘門門框即成籬笆墻出水閘門。靠里邊上部縱問(wèn)槽裝上部進(jìn)水閘門，門檻與中間部位的鋼筋混凝土框架澆注在一起，門楣與頂部鋼筋混凝土框架澆注在一起，將獨(dú)扇門裝入上部進(jìn)水閘門門框即成籬笆墻上部進(jìn)水閘門?？客膺吙v向槽裝下部進(jìn)水閘門，門檻在下游最低水位線以上2米處，與貯水槽槽底澆注在一起，所用對(duì)口槽門楣與籬笆墻中間部位的鋼筋混凝土框架澆注在一起，將獨(dú)扇門裝入下部進(jìn)水閘門門框即成籬笆墻下部進(jìn)水閘門。
閘室兩側(cè)的左右貯水槽，底部高出最低水位線2米，由建在河床上的鋼筋混凝土支架托起，目的是為兩籬笆墻出水閘門打開出水泄水通路。貯水槽與閘室等高，比閘室長(zhǎng)，沒(méi)有閘室寬，兩貯水槽分別與輸水行船通道兩側(cè)的墻壁之間形成貯水槽進(jìn)水口。
在大壩的內(nèi)側(cè)與壩外閘門相對(duì)應(yīng)處建一個(gè)與壩外閘門等高的結(jié)構(gòu)相同的壩內(nèi)閘門，其寬度應(yīng)為壩外閘門寬度的二倍。將壩內(nèi)閘門鋼筋混凝土門框的兩端分別與壩外左右貯水槽外側(cè)壁的一端相連接，建兩堵與大壩等高的鋼筋混凝土墻壁，兩墻壁之間即為輸水行船通道，其底部與兩閘門的門檻相接，寬度為壩外閘門寬度的二倍，使上行船隊(duì)和下行船隊(duì)能同時(shí)在通道內(nèi)行駛。在船閘正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，壩內(nèi)閘門上部是開放的，要將獨(dú)扇門高高吊起，使船閘能順利運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦出現(xiàn)不正常情況，立即將獨(dú)扇門落下。因此，壩內(nèi)閘門也是大壩的安全閘門。為閘室各部分的橡膠胎充氣，可使閘室不漏水。
使用上述簡(jiǎn)易技術(shù)，如果是下游船隊(duì)上行，閘室兩側(cè)的籬笆墻進(jìn)水閘門和籬笆墻出水閘門要全部關(guān)閉，壩腳獨(dú)扇門要高高吊起，上行船隊(duì)即可進(jìn)入閘室。當(dāng)船隊(duì)停穩(wěn)，立即將壩腳獨(dú)扇門落下并充氣。此時(shí)先為兩籬笆墻下部進(jìn)水閘門放氣并徐徐起吊下部?jī)瑟?dú)扇門，此時(shí)閘室、兩貯水槽和輸水行船通道三者是一個(gè)連通器，貯水槽水立即從閘室兩側(cè)涌進(jìn)閘室，隨著閘室水位的抬高，船隊(duì)也同時(shí)被抬高，當(dāng)閘室水位達(dá)到閘室的中部，立即停止起吊下部?jī)瑟?dú)扇門并為上部?jī)蛇M(jìn)水閘門放氣，同時(shí)徐徐起吊上部?jī)瑟?dú)扇門。當(dāng)閘室水位接近輸水行船通道水位，立即為壩外閘門放氣，待水位齊平，立即將壩外獨(dú)扇門吊起，船隊(duì)即可駛出閘室。在船隊(duì)駛出閘室的同時(shí)，立即將上部和下部?jī)瑟?dú)扇門落下并充氣。從落下壩腳獨(dú)扇門起到船隊(duì)開始駛出閘室止，這一過(guò)程是船隊(duì)從下游水位升至上游水位的過(guò)程，過(guò)程的長(zhǎng)短完全由人控制，閘門開得大，過(guò)程就短，否則過(guò)程就長(zhǎng)，要堅(jiān)持從閘室水面2米以下往閘室進(jìn)水，以便確保船隊(duì)的安全，一般可在5-15分鐘內(nèi)完成。船隊(duì)駛出閘室，下行船隊(duì)即可進(jìn)入閘室。船隊(duì)停穩(wěn)立即落下壩外獨(dú)扇門并充氣，然后為籬笆墻兩出水閘門和壩腳閘門放氣，同時(shí)將這三個(gè)獨(dú)扇門吊起，水即從閘室三面的下端涌出閘室?；h笆墻出水閘門看似只有2米高，其實(shí)不然，下部有4米高的籬笆墻被下游水淹沒(méi)，由于閘室水的壓力甚大，下游水不影響閘室水的排出。待閘室水位與下游水位齊平，船隊(duì)即可駛出閘室。待船隊(duì)駛出閘室，又可開始新一輪上行船隊(duì)過(guò)閘和下行船隊(duì)過(guò)閘。從落下壩外獨(dú)扇門起，到船隊(duì)開始駛出閘室止，這一過(guò)程是船隊(duì)從上游水位降至下游水位的過(guò)程。這一過(guò)程同樣由人控制，可確保船隊(duì)安全，一般可在5-15分鐘內(nèi)完成。
閘門的精密技術(shù)以簡(jiǎn)易技術(shù)為基礎(chǔ)，包括由上有門楣下有門檻的鋼筋混凝土門框，門柱和門檻澆注有縱向槽，門楣?jié)沧⒂锌v向空隙，縱向槽裝槽鋼，縱向空隙裝鋼夾板，從上部鋼夾板和兩側(cè)槽鋼裝入鋼板和獨(dú)扇門即成閘門。鋼板、獨(dú)扇門與槽鋼鋼夾板分別有三個(gè)接觸面和兩個(gè)接觸面，鋼板與鋼板與獨(dú)扇門分別有一個(gè)接獨(dú)面，這些接觸面要精密加工，做到嚴(yán)實(shí)合縫?？v向槽內(nèi)的槽鋼要分段加工再焊接成一體。閘門裝配完成，有水時(shí)不漏水，無(wú)水時(shí)運(yùn)行自如，即可用混凝土為縱向槽等堵縫固定而成為精密閘門。
和階梯型船閘相比，直升直落型船閘優(yōu)勢(shì)十分明顯第一，它只有一個(gè)閘室造價(jià)自然低廉，若在三峽建造與永久船閘等長(zhǎng)等寬的閘室，整個(gè)船閘的造價(jià)可能僅為永久船閘造價(jià)的1/5，即使采用精密技術(shù)，也不會(huì)超過(guò)1/3。第二，它易于建造，工期短。第三，它雖然只有一個(gè)閘室，卻是一個(gè)多級(jí)船閘，壩內(nèi)閘門和壩外閘門每增加一塊5米高的鋼板，閘門就增加了一級(jí)。永久船閘每級(jí)相差二十多米，直升直落型船閘每級(jí)相差僅5米，更能適應(yīng)水位的變化，也能省水。第四，它只有一個(gè)閘室，易于管理，能節(jié)省管理費(fèi)。第五，如果閘室加長(zhǎng)，運(yùn)量就能增加，因?yàn)殚l室加長(zhǎng)了，閘室兩側(cè)的籬笆墻進(jìn)水閘門和出水閘門同時(shí)加長(zhǎng)，所以加長(zhǎng)之后，船隊(duì)升降所需的時(shí)間基本上沒(méi)有變化，只是船隊(duì)進(jìn)出閘室所需時(shí)間要增加，但是一閘次的運(yùn)量有可能成倍增加，總體上是非常合算的。而階梯型船閘，閘室加長(zhǎng)運(yùn)量卻較難增加。第六個(gè)優(yōu)勢(shì)最為巨大，由于過(guò)閘速度快，年運(yùn)量將大大增加，等長(zhǎng)的閘室年運(yùn)量能增加一至二倍。如果加長(zhǎng)閘室，年運(yùn)量能增加二倍至三倍。第七，社會(huì)效益巨大，過(guò)閘速度快，有關(guān)各方均能節(jié)省時(shí)間，船主，發(fā)貨方，收貨方，旅客等都是受益者。各方受益的結(jié)果是加快了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，國(guó)家才是最大的受益者。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明圖1是本發(fā)明的整體連接結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的閘室結(jié)構(gòu)圖。
參看圖1，本發(fā)明直升直落型船閘是包括閘室1左貯水槽2、右貯水槽3、輸水行船通道4、壩內(nèi)閘門5以及左貯水槽進(jìn)水口6、右貯水槽進(jìn)水口7、通道左墻壁8、通道右墻壁9所組成。
參看圖2，本發(fā)明閘室是包括有壩外閘門10、壩角閘門11、籬笆墻上部進(jìn)水閘門12、下部進(jìn)水閘13、底部出水閘門14組成。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明有兩種閘門技術(shù)，其一為簡(jiǎn)易閘門技術(shù)，其二為精密閘門技術(shù)。由于簡(jiǎn)易技術(shù)易建造，工期短，因此，簡(jiǎn)易閘門技術(shù)是實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式。
權(quán)利要求
1.一種直升直落型船閘，其特征是由長(zhǎng)方形鋼筋混凝土水槽、水槽一端的壩外閘門、另一端下半部外側(cè)的壩腳閘門、水槽兩側(cè)由鋼筋混凝土框架鑲嵌排列整齊的鋼柱組成的籬笆墻及籬笆墻外側(cè)的上部和下部的進(jìn)水閘門、底部的出閘門共同組成的閘室和閘室兩側(cè)的貯水槽及其進(jìn)水口以及由壩內(nèi)閘門鋼筋混凝土門框的左右兩端分別和壩外兩貯水槽外側(cè)壁的一端相連接而筑成的兩堵鋼筋混凝土墻壁所構(gòu)成的輸水行船通道等三部分所組成；閘室與大壩等高，其底部建在下游最低水位線以下4米左右的河床上；閘門的簡(jiǎn)易技術(shù)是由上有門楣下有門檻的鋼筋混凝士門框?yàn)榛A(chǔ)，門框的兩門柱和門檻澆注有縱向槽，縱向槽底部裝橡膠胎，緊挨橡膠胎裝鋼夾板，門楣?jié)沧⒂信c閘門等寬的空隙，空隙裝鋼夾板，從門楣鋼夾板和門柱鋼夾板裝進(jìn)獨(dú)扇門即構(gòu)成閘門；高大的閘門要在門柱鋼夾板的下部和中部裝若干塊5米高的鋼板，從底部裝起，鋼板之上裝鋼制門楣門檻，門楣門檻之上再裝鋼板，一層層累裝，直至上部裝十幾米高的獨(dú)扇門即構(gòu)成高大的閘門；閘室外側(cè)的閘門，如壩腳閘門等要使用對(duì)口槽門楣；閘室兩側(cè)的鋼筋混凝土貯水槽與閘室等高，比閘室長(zhǎng)，較閘室窄，其底部高出下游最低水位線2米，由建在河床上的鋼筋混凝土支架托起；兩貯水槽分別和閘室共用一個(gè)籬笆墻，閘室左側(cè)的下部和上部的籬笆墻進(jìn)水閘門，同時(shí)是左貯水槽右側(cè)的下部和上部的籬笆墻出水閘門；閘室右側(cè)的下部和上部的籬笆墻進(jìn)水閘門，同時(shí)是右貯水槽左側(cè)的下部和上部的籬笆墻出水閘門；輸水行船通道的底部?jī)啥朔謩e與壩內(nèi)閘門門檻和壩外閘門門檻相連接，通道寬度是壩外閘門寬度的二倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升直落型船閘，其特征是四周是鋼筋混凝土框架中間鑲嵌排列整齊的鋼柱組成籬笆墻，其底部框架就是水槽槽底鑲嵌一排10米高的鋼柱，鋼柱的上端由1米高的鋼筋混凝土所鑲嵌，這1米高的鋼筋混凝土上面又鑲嵌一排10米高的鋼柱，這樣一層層建造，直至最高蓄水線以下3～5米處為鋼柱的最上層，這最上層一排10米高的鋼柱被鋼筋混凝土框架所鑲嵌即為完整的籬笆墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升直落型船閘，其特征是閘門的精密技術(shù)包括由上有門楣下有門檻的鋼筋混凝土門框?yàn)楣羌?，門柱和門檻澆注有縱向槽，門楣?jié)沧⒂锌障叮v向槽裝槽鋼，門楣空隙裝鋼夾板，從上部鋼夾板和兩側(cè)槽鋼裝入鋼板和獨(dú)扇門即構(gòu)成閘門；鋼板、獨(dú)扇門與槽鋼、鋼夾板分別有三個(gè)和兩個(gè)接觸面，鋼板與鋼板，與獨(dú)扇門各有一個(gè)接觸面，這些接觸面要精加工，做到嚴(yán)實(shí)合縫，槽鋼要分段精加工，再焊接成一體，以上安裝完成，有水情況下不漏水，無(wú)水情況下運(yùn)行自如，再用混凝土為縱向槽等堵縫固定即成為精密閘門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升直落型船閘，其特征是壩內(nèi)閘門建在大壩內(nèi)側(cè)與壩外閘門相對(duì)應(yīng)處，其結(jié)構(gòu)與壩外閘門相同，其寬度為壩外閘門寬度的二倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升直落型船閘，其特征是閘門的鋼筋混凝土門框中的兩門柱高出門楣十多米，高出部分只在縱向槽裝鋼夾板，不裝橡膠胎。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的直升直落型船閘，其特征是閘室左右兩側(cè)的籬笆墻外側(cè)各有上下兩個(gè)進(jìn)水閘門，底部外側(cè)各有一個(gè)出水閘門，三個(gè)閘門共用一個(gè)閘門門框，門框兩門柱各有兩個(gè)縱向槽，靠里邊底部縱向槽裝出水閘門，門檻與水槽槽底澆注在一起，所用的對(duì)口槽門楣與高出槽底10米的鋼筋混凝土框架澆注在一起，將獨(dú)扇門裝入出水閘門門框即成籬笆墻出水閘門；靠里邊上部縱向槽裝上部進(jìn)水閘門，門檻與籬笆墻中間部位的鋼筋混凝土框架澆注在一起，門楣與頂部鋼筋混凝土框架澆注在一起，將高大獨(dú)扇門裝入上部進(jìn)水閘門門框即成籬笆墻上部進(jìn)水閘門；靠外邊縱向槽裝下部進(jìn)水閘門，門檻在下游最低水位線以上2米處，與貯水槽槽底澆注在一起，所用對(duì)口槽門楣與籬笆墻中間部位的鋼筋混凝土框架澆注在一起，將高大獨(dú)扇門裝入下部進(jìn)水閘門門框即成籬笆墻下部進(jìn)水閘門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升直落型船閘，其特征是門楣門檻是鋼制的并與閘門等寬，其背面正面均有槽，槽內(nèi)裝橡膠胎，裝在高大閘門門框下層鋼板的上方，是下層鋼板的門楣，其正面槽內(nèi)再裝鋼板，它又是上層鋼板的門檻；對(duì)口槽門楣是用兩根槽鋼，槽口相對(duì)，槽內(nèi)裝橡膠胎，在兩端焊接成一體而成。
全文摘要
一種直升直落型船閘，由閘室、兩貯水槽和輸水行船通道組成，三者底部相通。閘室兩端有進(jìn)出船閘門，兩側(cè)是鋼筋混凝土框架鑲嵌鋼柱組成的籬笆墻，該墻上部和下部外側(cè)各建籬笆墻進(jìn)水閘門，底部外側(cè)建籬笆墻出水閘門。閘室和左右貯水槽分別共用一個(gè)籬笆墻。閘室上下籬笆墻進(jìn)水閘門，分別是左右貯水槽上下籬笆墻出水閘門。若上行船隊(duì)過(guò)閘，關(guān)閉下端閘門，徐徐起吊籬笆墻下部和上部進(jìn)水閘門，此時(shí)閘室、貯水槽和輸水行船通道是一個(gè)連通器，兩貯水槽水即涌進(jìn)閘室，約5－15分鐘即與上游水位齊平，船隊(duì)即可過(guò)閘。若下行船隊(duì)過(guò)閘，關(guān)閉上端閘門，同時(shí)打開兩籬笆墻出水閘門和下端閘門，水即涌出閘室，約5－15分鐘即與下游水位齊平，船隊(duì)即可過(guò)閘。
文檔編號(hào)E02C1/00GK1740455SQ20041005694
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月23日
發(fā)明者劉毅 申請(qǐng)人:劉毅