專利名稱：超高水頭船閘的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于通航建筑物領域，即船閘。
在已建成的高水頭單級、梯級船閘中，輸水閥門和閥門段廊道普遍存在空化。氣蝕和振動等現(xiàn)象，為此船閘在設計時一般用降低閥門高程、改變廊道體型、通氣和快速開門等方式來減免空蝕和振動，但這些措施往往難以同時達到理想統(tǒng)一的指標，如快速開門可減免空蝕，但閘室的出流能量增大，故需縮小閥門尺寸來限制流量，但卻又相應地延長了輸水的時間，因此一系列交叉制約的因素極大地限制了船閘水頭的增高。
本發(fā)明的目的是提供一種適應水頭高、閘室級數(shù)少、輸水流量大和管理維修方便以及既能采用快速輸水、又能限制出流能量、既能保證輸水時間、又能保證運行安全的超高水頭船閘。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種高水頭船閘，包括引航道、閘首、閘室和輸水系統(tǒng)；閘首內(nèi)設有工作閘、閥門、檢修閘、閥門及啟閉機和輔助設備，其特征在于a超高水頭船閘的閘室20是由帶閘門的上閘首2與兩側(cè)閘墻18以及帶閘門組11的下閘首12環(huán)繞組成的擋水建筑物；閘門組11是由多道閘門排列組成的，每道閘門的頂部設有胸墻16，尾閘門11b也可不設胸墻，在閘門組關門之后便形成了一個個封閉的閘門井15，在閘門井的底部沒有長孔道8，在頂部的閘墻壁上設有溢水孔口24a，閘門組按水梯型式布置，水級的劃分是根據(jù)船閘的總水頭除以閘門的道數(shù)來確定的，閘門組中各閘門的啟閉均為同步運行，閘門井與閘室的充、泄水同時運行；b閘門井輸水系統(tǒng)的布置型式為在閘墻18的底邊設置一條長孔道8，孔道的頭部與上游引航道1相通，腰部與閘門井底15相通，尾部與下游引航道14相通，在孔道的頭部設有進水閥門25，腿部則與溢水孔道24b的尾端相通，并在溢水孔道的中部和底部分別設有排水閥門27，排水閥門按從上至下的開門順序運行，在長孔道的鵝頸段8b和淹沒段8c中分別設有消能井4b，消能井的底面與魚鉤形孔道8a鉤尖上的壺咀26相通，在壺咀口邊上豎立由導流管63a圍成的圓形導流柵63b，導流柵位于消能井之中并與井面的高度相同，消能井的底側(cè)面為轉(zhuǎn)向孔口8d；調(diào)壓井4a位于淹沒段孔道，長孔調(diào)壓井4e位于排水段孔道，并在長孔調(diào)壓井中設有分段隔墻17a；c閘室輸水系統(tǒng)的布置型式為在兩側(cè)閘墻18的底部各設置一條主長廊道6，廊道的頭部與上游引航道1相通，腰部與閘底19相通，尾部與下游引航道14相通，在胸部與腿部中分別串聯(lián)輸水主閥門3、9，調(diào)壓井4a和調(diào)壓平門7，分支閥門5、10和泄水泄13以及并聯(lián)的分支廊道22，在分支廊道中分別設置了分支閥門和瓶口21，瓶口燕尾與分流隔墻17b的頭部銜接，輸水弧門之后均為突擴坑64b的體型，調(diào)壓井分別位于弧門前后，調(diào)壓井還可與弧門井4c或平門井4d分別合并成為一個井，其井中的平門或弧門均可輔助主門輸水，調(diào)壓井與廊道呈十字交叉相通，其井底穿過廊道的突出尾段為井坑64a，在井坑和擴坑的表面上均按水流向平鋪導流柵63b，并與廊道的壁面平齊，導流柵的厚度和層數(shù)隨擴坑的加深而增加，在調(diào)壓井的底口面上平鋪導流管63a，泄水池13位于主長廊道的尾部，在泄水池的頂部邊壁上設有溢水孔道口24a，并在溢水孔道24b的頂部設有多孔豎井4；d船閘的輸水方式為局部的單個閥門采用快速開啟，整體的閥門組采用間隙開啟；正常輸水的程序為先快速開啟兩邊的主閥門3、9，間隙后再快速或調(diào)節(jié)開啟兩邊的首支閥門5a、10a，間隙后再調(diào)節(jié)和快速開啟兩邊的尾支閥門5b、10b；單邊和安全輸水的程序為保持單個閥門的快速開啟方式，相應地延長閥門組的間隙開啟時間；事故關門的處理程序為按輸水的反向程序依次關閉各道閥門；單道閥門的雙邊輸水方式為變速開啟，單邊輸水方式為快速開啟；e船閘的充水主閥門3為偏心點弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，弧門面板33a弧線和動、靜側(cè)止水32a、32b弧線的圓心點29均在Q點上形成偏心點弧形閥門；弧門的頂止水34是用Z形壓板45a將P形橡膠47b貼壓在頂板33b上組成，C形橡膠47a鑲?cè)隯形壓板槽內(nèi)并用螺絲43固定，C形橡膠的齒口含住P形橡膠的P頭，口唇上留有過水孔57；弧門的側(cè)止水32是用L形壓板45b將雙P形橡膠47c貼壓在側(cè)板33c上組成，L壓板腳頂住P頭32a，雙P形橡膠的前一組P頭與面板33a平齊，在關門后P頭便與襯護墊50緊壓而構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭便與襯護逐漸脫離，另一P頭的正面粘貼塑料條48,P頭背面用膠粘劑51粘接在側(cè)板33c上，這樣P頭在與邊墻襯護49始終緊壓后構(gòu)成了動側(cè)止水32a；f船閘的充水支閥門5為底偏線弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，弧門靜側(cè)止水32b弧線的圓心點29在Q點上，而動側(cè)止水32a弧線和面板33a弧線的圓心點28均在O點上，這樣面板下段弧線在向靜側(cè)止水弧線收縮交匯于門底后便形成了底偏線61弧形閥門；弧門的頂止水34是由一塊橡膠板56的一邊粘貼在下內(nèi)弧板55a頂部和另一邊的同一面及向粘貼在面板33a頂部上組成的翻卷止水裝置，上內(nèi)弧板的頂面裝有板彈簧60，板彈簧上裝有壓紋滾輪62，橡膠板的長度為L=X+M+N，門楣弧線比下內(nèi)弧板略向弧內(nèi)突出，這樣關門后門楣，雙層橡膠板和面板便緊壓在一起，即間隙u＜0，開門后則u＞0，若水頭反向時則u始終都小于零，并且上內(nèi)弧55b下內(nèi)弧和外弧板55c的弧長都相等(注下內(nèi)弧板為1/2門葉弧長)，橡膠板的壓面為柔軟層38b并與面板相貼，反面為光滑耐磨層38a并刻印有網(wǎng)格，橡膠板兩邊的柔軟層比耐磨層略向外寬出弧門的側(cè)止水32是用兩塊平壓板45d分別將兩條P形橡膠47d按前后順序貼壓在側(cè)板33c上組成，靠面板前一組P形橡膠的P頭頂面與面板平齊，P頭正面與橡膠板的柔軟層38b平齊，P頭尾斷面與頂角P形橡膠47e平齊并粘接，這樣關門后P頭與襯護墊50緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭與襯護逐漸脫離，后組P形橡膠的P頭尾斷面與頂角橡膠平齊并粘接，方頭和頂角P形橡膠47d、47e的P頭均粘貼塑料條48，頂角橡膠在頂板33b上固定，這樣P頭在與邊墻襯護49始終緊壓后構(gòu)成動側(cè)止水32a；弧門的底止水31是用兩塊平壓板45d將L形橡膠47g的腿和腳分別貼壓在底板33d和面板33a上組成，L形橡膠腿厚腳薄，其腳與腿的尖角a略小于門葉的尖角a；g船閘的泄水主閥門9為單偏心點弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33各尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，弧門面板33a弧線和側(cè)止水32弧線的圓心點29均在Q點上，形成單偏心點弧形閥門；弧門的頂止水34是由一塊平壓板45d將P形橡膠47b貼壓在面板33a頂部組成，門楣46上面的擴坑64b按豎向鋪設導流柵63b；弧門的側(cè)止水32是用平壓板將P形橡膠47b貼壓在側(cè)板33c上組成，P頭的尾斷面與頂止水橡膠34用轉(zhuǎn)角橡膠47f呈Y形銜接封閉轉(zhuǎn)角處，并在P頭的非迎水面粘貼塑料條48，這樣關門后P頭迎水面與襯護墊50緊壓而止水，開門時塑料條與邊墻襯護49緊壓而止水。
h船閘的泄水支閥門10為側(cè)偏線弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，門葉兩側(cè)的靜止水線32b由門頂至門底逐漸向面板33a的中垂線收縮而產(chǎn)生門側(cè)偏斜線58，并同時與襯護偏斜線59對應平行而構(gòu)成側(cè)偏線弧形閥門；弧門的頂止水34分為靜動頂止水結(jié)構(gòu)，靜頂止水是用平壓板45d將P形橡膠47b貼壓在面板33a頂部組成，在關門后P頭與門楣46緊壓封水，開門后P頭與門楣隨即脫離；弧門的動頂止水又分為擠壓止水和彈壓止水，擠壓止水是用T形壓板45c將P形橡膠47b貼壓在門楣下段組成，開門時P頭的背面與面板擠壓止水，關門時P頭的正面與面板轉(zhuǎn)壓；彈壓止水位于門楣中部，它是用數(shù)片重疊的板彈簧60的一頭鑲?cè)腴T楣槽內(nèi)另一邊用螺栓43a固定在門楣護板上組成，板彈簧的尾部與面板33a始終緊壓面向下彎曲；弧門的側(cè)止水32是用L形壓板45b將雙P形橡膠47c貼壓在側(cè)板33c上組成，雙P形橡膠的前一組P頭頂面面板33a平齊，P頭背面用膠粘劑51粘接在側(cè)板33c上，P頭正面粘貼塑料條48，塑料條上薄下厚直到與邊墻襯護49面平行，這樣P頭始終與邊墻襯護緊壓而構(gòu)成動側(cè)止水32a，另一P頭的尾斷面與頂止水橡膠34用轉(zhuǎn)角P形橡膠47f呈Y形銜接封閉轉(zhuǎn)角處，這樣在關門后P頭與襯護偏斜線59緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭便與襯護逐漸脫離；i弧形閥門3、5、9、10的啟閉裝置是由門葉33頂部連接的吊耳35、與吊耳鉸接的吊桿36，與吊桿聯(lián)接的活動接頭40，與活動接頭聯(lián)接的活塞桿41組成，當活塞桿升降時，門葉便圍繞水平支鉸軸28上、下轉(zhuǎn)動；弧門的啟閉機室23設置在閘墻18腰部的擋水墻板42內(nèi)，吊桿采用皮筒38翻卷封水，皮筒的下口包封吊桿，并用下箍37a固定，皮筒上口包封在擋水墻板內(nèi)固定的錐形套管39上，并用上箍37b固定，在錐形套管內(nèi)應預留一段皮筒的M段，錐形套管與皮筒的錐度吻合，皮筒的外層為光滑耐磨層38a內(nèi)層為柔軟層38b，皮筒的長度為L=X+M+N，皮筒X段內(nèi)包罩的吊桿部分纏繞或罩上膠帶套53，皮筒下口與上口的比值為D/d＞1，且水壓越大比值則愈小，皮筒的錐度比值愈大則活塞桿左右擺動的角度a大，大錐度皮筒的上口厚度B要大于下口厚度b，同時皮筒下口為向內(nèi)翻卷后再包封吊桿或活塞桿上的活動套管54，皮筒上口的斷面形狀也可為非圓形狀；j弧形閥門3、5、9、10的止水橡膠47和壓板45在門葉33上用螺栓43a固定時，螺栓頭用孔帽蓋44a罩位，帽蓋的四周用點焊固定，用沉頭螺釘43b固定時，螺釘頭用帽蓋片44b蓋住，帽蓋的四周用膠粘劑51固定，錐端螺釘43c直接固定在帶有螺孔52的壓板上，其相應的橡膠孔為錐孔，但錐端螺釘只與門葉板頂緊即可；橡膠板上的小孔和錐孔可用電熱桿燙鉻孔，但定位大孔則禁用燙鉻孔和燙擴孔。
由于在船閘的下閘首設置了多道閘門及胸墻，使超高水頭被有效地分解為相對較低的水頭，因而保證閘門及胸墻能夠在較低的水頭條件下安全運行。由于在輸水系統(tǒng)中加設了豎井，分支廊道和閥門，瓶口，壺咀和泄水池，這樣既能保持廊道口的面積，又達到了限流的效果，同時既降低了廊道的流速，又滿足了排氣消能的要求，使弧門的工作條件得到了極大的改善。由于采用了局部快速開啟和整體間隙開啟的輸水方式，因而既有效地控制了閘室的初始流量又保證了輸水的時間。由于采用了偏心點，偏側(cè)線弧形閥門，完善了止水結(jié)構(gòu)，使弧門在開啟時止水能與邊墻自動脫離，因而避免了止水橡膠的壓縮磨損，同時動止水又滿足了運行止水的要求，以此減免了門頂，門側(cè)縫隙射流造成的空蝕和振動。由于啟閉機降至閘墻的中部，因而節(jié)省了吊桿的長度，減輕了弧門的重量，同時又增加了啟閉機對弧門的控制能力。超高水頭船閘與分散單級船閘，連續(xù)梯級船閘和升船機在同樣超高水頭條件下的定性分析如表1。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作出詳細的描述

圖1是本發(fā)明的總體布置平面示意圖。
圖2是圖1的A-A斷面圖。
圖3是圖2的C點延長圖。
圖4是圖1的B-B斷面圖。
圖5是圖1的L點示意圖。
圖6是圖5的偏心原理圖。
圖7是圖5的D點放大圖。
圖8是圖5的E-E斷面圖。
圖9是圖5的局部放大示意圖。
圖10是圖9的另一實施例。
圖11是圖1的M點示意圖。
圖12是圖11的F點放大圖。
圖13是圖11的G點放大圖。
圖14是圖1的N點示意圖。
圖15是圖14的H點放大圖。
圖16是圖15的J-J斷面圖。
圖17是圖1的P點示意圖。
圖18是圖17的K向面圖。
圖19是圖17的R點放大圖。
圖中，1、上游引航道，2、上閘首，3、充水主閥門，4、豎井，4a、調(diào)壓井，4b、消能井，4c、弧門井，4d、平門井，4e、長孔調(diào)壓井，5a、充水首支閥門，5b、充水尾支閥門，6、主長廊道，7、調(diào)壓平門，8、長孔道，8a、魚鉤形孔道，8b、鵝頸段孔道，8c淹沒段孔道，8d、轉(zhuǎn)向孔口，9、泄水主閥門，10a、泄水首支閥門，10b、泄水尾支閥門，11a、下閘首首閘門，11b、下閘首尾閘門，12、下閘首，13、泄水池，14、下游引航道，15、閘門井，16、胸墻，17a、分段隔墻，17b、豎隔墻，18、閘墻，19、閘底，20、閘室，21、瓶口，22、分支廊道，23、啟閉機室，24、溢水孔，24a溢水孔口，溢水孔道，b25、進水閥門，26、壺嘴，27、排水閥門，28、支鉸軸，29、偏心點，30、支臂，31、底止水，32、側(cè)止水，32a、動側(cè)止水，32b、靜側(cè)止水，33、門葉，33a、門葉面板，33b、門葉頂板，33c、門葉側(cè)板，33d、門葉底板，34、頂止水，35、吊耳，36、吊桿，37a、下箍，37b、上箍，38、皮筒，38a、耐磨層，38b、柔軟層，39、錐形套管，40、活動接頭，41、活塞桿，42、隔水墻板，43a、螺栓，43b、螺釘，43c、錐端螺釘，44a、孔帽蓋，44b、帽蓋片，45a、Z形壓板，45b、L形壓板，45c、T形壓板，45d、平壓板，46、門楣，47a、C形橡膠，47b、圓頭P形橡膠，47c、雙P形橡膠，47d、方頭P形橡膠，47e、頂角P形橡膠，47f、轉(zhuǎn)角P形橡膠，47g、L形橡膠，48、塑料條，49、邊墻襯護，50、襯護墊，51、膠粘劑線，52、螺孔，53、膠帶套，54、活動套管，55a、下內(nèi)弧板，55b、上內(nèi)弧板，55c、外弧板，56、橡膠板，57、過水孔，58、門側(cè)偏斜線，59、襯護偏斜線，60、板彈簧，61、底偏線，62、壓紋滾輪，63a、導流管，63b、導流柵，64a、井坑，64b、擴坑，O、支鉸軸心點，Q、圓心點，b、厚度或壓縮量，u、間隙，L、長度，X、翻卷段，M、過渡段，N、固定段。
超高水頭船閘是由引航道、閘首、閘室和輸水系統(tǒng)四個基本部分及相應的設備組成。其中閘室20是由帶閘門的上門首與兩側(cè)閘墻18以及帶閘門組11的下閘首12環(huán)繞組成的擋水建筑物。
下閘首的閘門組是由多道閘門按順序排列組成，每道閘門的頂部均設有胸墻18，尾閘門11b也可不設胸墻。在閘門組關門之后便形成了一個個封閉的閘門井15，在閘門井的底部設有長孔道8，在頂部的閘墻壁上設有溢水孔24孔口，在長孔道中設有進水、排水閥門25、27。閘門井隨閘室的充水面開啟進水閥門25同時充水，但其水面上升的速度始終要略小于閘室水面上升的速度，在閘門井的水位達到溢水孔時，便關閉進水閥門，此時多余的充水便從溢水孔道口排出。同樣閘門井隨閘室的泄水而開啟泄水閥門27同時泄水，但其水位下降的速度也始終略小于閘室水位下降的速度，在閘門井與閘室下游引航道14的水位基本平齊后，同步開啟下閘首的各道閘門，同樣各道閘門的關閉也是同步運行，這樣多道閘門與單道閘門相比其啟閉運行的時間是完全相同的。
閘門組的各道門按水梯型式布置，水級的劃分是按船閘總水頭的高度除以閘門的道數(shù)來確定，首閘門11a及胸墻16為全水頭的高度，其余各道閘門及胸墻的高度依次遞減，這樣船閘的總水頭雖高但被各個閘門所分解后，單個閘門及胸墻的水頭壓力就成倍地降低了，所以下閘首的閘門組的布置是一個非常實用和安全的方案。
閘門井輸水系統(tǒng)的布置型式為在閘墻18的底邊設置一條長孔道8，孔道的頭部與上游引航道1相通，腰部與閘門井底15相通，尾部與下游引航道14相通，在孔道的頭部設有進水閥門25，腿部則與溢水孔道24b的尾端相通，并在溢水孔道的中部和底部分別設有排水閥門27，排水閥門按從上至下的開門順序運行，在長孔道的鵝頸段8b和淹沒段8c中分別設有消能井4b，消能井的底面與魚鉤形孔道8a鉤尖上的壺咀26相通，在壺咀口邊上豎立由導流管63a圍成的圓形導流柵63b，導流柵位于消能井之中并與井面的高度相同，消能井的底側(cè)面為轉(zhuǎn)向孔口8d；調(diào)壓井4a位于淹沒段孔道，長孔調(diào)壓井4e位于排水段孔道，并在長孔調(diào)壓井中設有分段隔墻17a；消能運行由于進水閥門設在上游，在閥門開啟時，長孔道鵝領段內(nèi)有一大段為空氣，因此初始水流可視為從渠流進入管流的銜接流動過程。
在加設了消能井之后，高速水流或挾帶空氣的射流在經(jīng)過魚鉤段孔道調(diào)順之后，便涌向壺咀口，并垂直向上噴出，從壺咀口噴出的水流在導流管的大致約束下，水柱外圍的弱射流便會通過導流管之間縫隙涌向井壁，然而在重力作用下，便很快順著井壁流向井底；水柱中心的強射流在達到一定高度后，由于邊沿的射流逐層脫離，并且自身的慣性能量也逐漸減弱，因此在重力的作用下，也最終沿著導流管的縫隙而涌向井壁。并隨即流進轉(zhuǎn)向孔口。
在水流噴射的過程中，挾帶大量空氣的水流也順勢把其中的空氣排射出去。在水流進入淹沒段的消能井時，由于轉(zhuǎn)向孔口比壺嘴口的面積要大，所以淹沒段孔道的流速因過水面積增大而減小，因水流在消能井中耗能而減小，這樣淹沒段孔道就開成了流量大而流速小的理想流態(tài)，而這種流態(tài)既滿足了孔道的水流條件，也滿足了閘門井的充水要求。
調(diào)壓運行長孔調(diào)壓井主要設在泄水段孔道，由于排水閥門設在溢水孔道的中部和底部，所以開門前孔道內(nèi)仍有一大段為空氣，當挾氣水流經(jīng)過長孔調(diào)壓井時，一部分水流被導流柵所約束而繼續(xù)保持管流的形式，而另一部分水流則穿過頂面的導流管縫隙而在井內(nèi)形成渠流的形式，所以在調(diào)壓段內(nèi)的水流具有半管流和半渠流的雙重流態(tài)，并且水流進入調(diào)壓段后，由于水體四周擴脹而使流速減緩，同時也增加了孔道的壓力，這樣就有利于將挾氣水流中的大量空氣從敞開的井中排出。
閘室輸水系統(tǒng)的布置型式為在兩側(cè)閘墻18的底部各設置一條主長廊道6，廊道的頭部與上游引航道1相通，腰部與閘底19相通，尾部與下游引航道14相通，在胸部與腿部中分別串聯(lián)輸水主閥門3、9，調(diào)壓井4a和調(diào)壓平門7，分支閥門5、10和泄水泄13以及并聯(lián)的分支廊道22，在分支廊道中分別設置了分支閥門和瓶口21，瓶口燕尾與分流隔墻17b的頭部銜接，輸水弧門之后均為突擴坑64b的體型，調(diào)壓井分別位于弧門前后，調(diào)壓井還可與弧門井4c或平門井4d分別合并成為一個井，其井中的平門或弧門均可輔助主門輸水，調(diào)壓井與廊道呈十字交叉相通，其井底穿過廊道的突出尾段為井坑64a，在井坑和擴坑的表面上均按水流向平鋪導流柵63b，并與廊道的壁面平齊，導流柵的厚度和層數(shù)隨擴坑的加深而增加，在調(diào)壓井的底口面上平鋪導流管63a，泄水池13位于主長廊道的尾部，在泄水池的頂部邊壁上設有溢水孔道口24a，并在溢水孔道24b的頂部設有多孔豎井4；船閘運行與灌水過程一、同步開啟下閘首12的閘門組11，船舶由下游引航道14進入閘室20內(nèi)系纜。二、同步關閉閘門組。三、同步快速開啟兩邊的充水主閥門3，上游1的水流即刻進入主長廊道6并與豎井4中的水體一起經(jīng)過主閥門流入門后豎井，再經(jīng)瓶口21減流和隔墻17a分流后進入主廊道流入閘底19，此時主門前的豎井水位急劇下降，門后豎井的水位迅速上升，閘室的水位逐漸上升。四、間隙一段時間待閘室的水位達到一定厚度后，同步快速開啟兩邊的首支閥門，水流經(jīng)首支閥門5a瓶口和隔墻由分支廊道22轉(zhuǎn)入主長廊道流入閘底，此時豎井的位急劇下降，閘室的水位上升迅速。五、間隙待閘室的水位上升到相應的高度后，同步調(diào)節(jié)開啟兩邊的尾支閥門5b，水流經(jīng)尾支閥門，分支廊道轉(zhuǎn)入主長廊道流入閘底，此時閘室的水位迅速上升，其上升的速度可超過5m/s若大型船閘其輸水量將會超過1000m3/s。六、當閘室與上游的水位相差幾米時，關閉尾、首支閥門以降低超灌的水頭。七、待閘室與上游的水位平齊后開啟上閘首閘門2，船舶由閘室駛?cè)肷嫌我降?。
船閘運行與泄水過程一、船舶由上游引航道進入閘室內(nèi)系纜，關閉上閘首閘門。二、同步快速開啟兩邊的泄水主閥門9，閘室的水流進入主長廊道和豎井的水體一起經(jīng)過主閥門和豎井，再經(jīng)過呈半開的首支閥門10a流進泄水池13，此時閘室的水位逐漸下降，主閥門前豎井的水位急劇下降，泄水池的水位迅速上升。三、間隙、待泄水池的水位到達溢水孔口24時，同步調(diào)節(jié)開啟兩邊的首支閥門10a，主長廊道的水流量增大，泄水池的水體經(jīng)溢水孔道排入下游14，此時閘室的水位下降迅速。四、間隙，待閘室與泄水池的水位接近時，同步快速開啟兩邊的尾支閥門10b，泄水池的水體經(jīng)尾支閥門、主長廊道排入下游，此時閘室和泄水池的水位迅速下降。五、待閘室與下游的水位相差幾米時，關閉首支閥門以降低超泄水頭，六、同步開啟下閘首閘門組，船舶由閘室駛下游引航道。
根據(jù)船閘運行和輸水過程，其輸水方式主要歸納為局部的單個閥門采用快速開啟，、支門工作條件較好時則采用調(diào)節(jié)開啟，整體的閥門組采用間隙開啟。正常輸水的程序為先快速開啟兩邊的主閥門3、9、間隙后再快速或調(diào)節(jié)開啟兩邊的首支閥門5a、10a、間隙后再調(diào)節(jié)或快速開啟兩邊的尾支閥門5b、10b。
單邊和安全輸水的方式為保持單個閥門的快速開啟方式，相應地延長閥門組的間隙開啟時間，例如快速開啟主閥門后，若分支閥門不再開啟，也能完成輸水的全過程，但輸水時間會相當長，故對于閥門間隙開啟的時間并不要求那么嚴格準確，所以容易控制和掌握。
事故關門的處理程序為按輸水反向程序依次關閉各道閥門。
單道閥門的雙邊輸水方式為變速開啟(即先快后慢)，單邊輸水方式為快速開啟。
輸水條件輸水閥門的工作條件隨著水頭的增高而趨向惡化，目前改善閥門工作條件最有效的措施就是增加閥門的負壓力，其“常用”的措施主要有一、降低閥門段廊道高程，因為閥門的淹沒水深越大，則門后壓力的增加就越多，但當水頭超高后，要求的淹沒水深大多，故由于受到工程條件等限制難以滿足。二、采用快速開門對提高門后壓力有效，由于快速開門(tv=1min)縮短了低壓區(qū)歷時，降低了壓力脈動，因而改善了工作條件，但對于高水頭、大流量而言快速開門很難滿足閘室的停泊條件。三、縮小廊道口面積主要是為快速開門創(chuàng)造條件，但當水頭超高后，需要縮小的尺寸太多面影響輸水時間。四、采用門楣和門后通氣對減免門頂空化和減弱門底空化有利，但當閥門的淹沒水深太多時，難以滿足理想和穩(wěn)定的通氣量，若增加和擴大摻氣孔則會引起閘室的水流亂和閥門系統(tǒng)過大的振動和脈動。五、改變閥門后的廊道體型、即采用頂擴、底擴和全擴體型對門后有增壓的效果，但大多體型目前還在試驗階段，并且在理論上的結(jié)論還比較模糊。六、采用正向弧形閥門較反向弧形閥門提高門后壓力，因為正弧門比反弧門的淹沒水深要小，且泄流較順，門底的切割作用小，門支臂為受壓結(jié)構(gòu)故受力單純，而且支臂，支鉸連接和埋件的結(jié)構(gòu)易于處理等，但正弧門要有足夠的淹沒水深，并能夠絕對地保證空氣不會從門井卷入廊道時才能采用。
綜合上述的門后增壓措施、各有優(yōu)劣，在船閘水頭相應較低時這些措施對門后增壓有顯著的效果，但當水頭超高后即使全部合并起來使用也不能完全滿足閥門的工作條件和船閘的綜合指標，所以超高水頭船閘還必須采用以下的“雙調(diào)”措施1、保持相應的廊道斷面面積，因為在水頭超高后若廊道口的面積過小，雖對滿足其它條件有利，但影響了船閘的輸水時間，并且只有保持一定的廊道口面積，才有降低廊道流速的條件。
2、設置收縮瓶口。因為在水頭超高后，在輸水的初期到中期，廊道內(nèi)的流速極高而且壁面的磨蝕也會加重，若采用瓶口減流，則能夠?qū)⒆罡吡魉購睦鹊擂D(zhuǎn)移到瓶口段，以便廊道的壓力提高。
3、采用分支廊道和分支閥門。當廊道的流速降低后，流量也必然減少而影響輸水時間，采用分支廊道和閥門則可以便廊道的流量按要求增加，而不使流速增加過大。
4、降低廊道高程，即較大幅度地降低廊道高程，并保持閥門相應的高程對于增加的工程量并不大，但對廊道的增壓極有利，廊道高程的降低一般按廊道段流速越高降低高程越大的要求選用。
5、改變廊道體型，主要是閥門段的廊道體型。根據(jù)廊道口面積越小，其淹沒水深越大的原則，閥門段廊道口保持較大的過水面積，閥門才能保持相應的高程，若閥門前后廊道口的面積增大后，其閥門的尺寸不一定要隨之增大，但當閥門尺寸過小時，則會形成門前和門后的突收和突擴體型，而這種體型容易發(fā)生空化，所以在突收和突擴的擴坑上面都應鋪設導流柵以限制體型，并與廊道壁面平順，以此便形成了似擴非擴的約束體型，這樣既保證了主流的順暢，又防止了跌坎空化，同時還滿足了門后的增壓。
6、設置調(diào)壓井，可以調(diào)節(jié)廊道的壓力，但調(diào)壓井應有足夠的淹沒水深。位于弧門前的調(diào)壓可以降壓運行，位于弧門后的調(diào)壓井則可以增壓運行。若加設瓶口或分支閥門后則調(diào)壓就更方便。但調(diào)壓井的底口面應加設導流管，以限制井水位的下降幅度過大同時在井坑上面應鋪設導流柵，以滿足調(diào)壓井的進、泄水口的水流更為平順和均勻。
7、增設泄水池，因為泄水池有利于船閘充、泄水時間的平衡，由于在泄水時，廊道和閥門的增壓有賴于閘室水位的下降，所以泄水時間自然比充水時間相對延長，而泄水池的加設則使泄水條件比充水時更優(yōu)越，因為泄水池遠比閘室水位上升的速度要快得多，同時泄水池的平壓水位也極大改善了廊道和首支閥門的水流條件。
從上述“雙調(diào)”的措施中可以看出，輸水系統(tǒng)經(jīng)過重新調(diào)整后對局部而言弧門前的井壓(注“井壓”指水頭高度加上淹沒水深高度的總水壓力)雖與水頭的壓力相同，但開門后井壓急劇下降并且水壓在門前的分布也比較均勻。其二，門后井壓雖與弧門高程有關，但只要淹沒水深足夠，加上有開縫率(注“開縫率”指導流管或柵條的等距縫隙面積與總面積的百分比)較大的導流管所限制，所以開門時井水位的下降甚微，并隨著開度的增大井壓的上升較穩(wěn)定，因而對調(diào)整門后壓力的總平衡具有促進作用；如降低壓力脈動等。其三，門后采用突擴體型(包括側(cè)擴)，即可大幅度地增加擴值(注“擴值”指弧門面積比廊道過水面積的擴散比值)，并用開縫率適中的導流柵護面，所以門后壓力會因此而分布均勻。簡之、弧門的壓力變化特征可以概括為“門前井壓劇減且均勻，門后井壓逐增且穩(wěn)定，擴值很大且均勻”。
就整體而言對于超高水頭、超大流量，在又增加了分支廊道和瓶口之后，不但可以有效地控制廊道內(nèi)的超大流量和保證相應地輸水時間，并且還能滿足閘室的停泊條件。
調(diào)壓過程根據(jù)閥門段布置及增、減壓條件，位于弧門前的井壓雖與上游的水壓相同，而與下游的壓差極大，因而開門時，井內(nèi)的水體首先向下游補給，致使井水位急劇下降，其下降的高度可超過總水頭的3/5甚至更多，所以單憑門前的降壓就足以大大地改善閥門段的水流條件。
調(diào)壓井水位下降的幅度，與調(diào)壓井的進水口與調(diào)壓平門的尺寸和泄水口與弧門的尺寸比值等有關，即平門尺寸越小(注一般指開度越小)，或弧門開度越大、或開門速度越慢，或保持局部開啟的時間越長，或井底口導流管的開縫率越大則井水位下降的幅度就越大，反之。所以調(diào)壓井只要設計合理，其井水位下降的幅度是完全可以控制的。
然而門前的降壓雖然可觀，但在開門初始或小開度時門前的降壓并不大，因而仍有產(chǎn)生空化的條件。故在門后采用突擴體型，并用導流柵護面后，門后的擴值雖增大、但壓力分布較均勻，這樣就有利于防止小開度時的空化。同時開度擴大后，由于門前的降壓隨之增大，所以門后壓力的上升也就很快了，并且門前的降壓和門后的增壓又是同時進行的，因而閥門在達到一定開度之后(注不是大開度更不是全開)，閥門前后的壓差便會在較短的時間內(nèi)提前達到相應的平衡，而這種平衡對于改善閥門段的水流條件具有巨大的作用。
在門后設置調(diào)壓井之后，弧門便形成了“門前井壓劇減，門后井壓穩(wěn)增”的壓力分布，這樣開門時不但便門后壓力的上升加快，而且壓力上升更趨穩(wěn)定。同時弧門前后均設調(diào)壓井，也極有利于改善弧門的抗振條件即小開度時，門前井壓雖下降不大，但流量較小，所以門葉承壓面雖大，但脈動壓力較??；大開度時，雖流量增大，但門前井壓下降極大，且前后壓差縮小，所以門葉承壓面雖小，但脈動壓力仍然增加不大，故此增強了弧門的抗振能力。
設置分支廊道和瓶口之后，由于門前井壓本來就下降很快，或門后增壓已經(jīng)很多，同時再加上瓶口的限流；或壅水，因而開門后門前井壓的下降就更快，或門后的增壓就更多。所以無論瓶口加設在門前或門后，水流壓差的縮小時間都會很短。
實際上用調(diào)壓平門或分支弧門也可代替瓶口的作用，并且還可省去分支廊道，即將平門或支門保持到與瓶口過流量相應的開度，然后開啟主門，其水流狀態(tài)與上述的結(jié)果也是相似的。
根據(jù)運行過程看出，串聯(lián)在同一廊道中的主、支弧門誰先開啟其結(jié)果都是大同小異，并且即使再串聯(lián)幾道支門其結(jié)果仍然相同，但從整體上來看，支門越多則分擔總水頭的動水壓力就越小，即單道弧門的動水壓力越小。
輸水閥門當船閘的水頭超高后，一般形式的止水結(jié)構(gòu)已難以道應高水頭的運行要求，易于損壞而造成止水早期失效，同時閥門的門頂和門側(cè)的縫隙射流也是造成空蝕和激振的重要因素，因此在廊道無門槽的情況下布置弧門特別是正向弧門的止水結(jié)構(gòu)較為困難，但合理完善的止水結(jié)構(gòu)不但有利于閥門的消蝕減振，同時也是輸水安全的關鍵因素。
船閘的輸水閥門主要為偏心點弧形閥門，它與目前已在使用的偏心鉸弧形閥門具有完全相同的作用，即弧門在開啟時都能使門側(cè)止水32b與邊墻自動脫離，而不損傷止水結(jié)構(gòu)，但偏心鉸弧門配有C和O兩個鉸心點，當弧門開啟時活塞桿41首先將O鉸點提升到Q點，即O點繞C點旋轉(zhuǎn)到Q點，然后再由另一活塞桿在r點將Orf扇形提升轉(zhuǎn)動到QRr的位置，而使門側(cè)止水與邊墻自動脫離。
偏心點弧形閥門只有一個鉸心O，但門側(cè)弧線32b的心點并不在O點而是直接取在Q點上、Q點的確定是在of線段上取g點，g點與f點的距離越大則O點與Q點的偏距越遠，再以or線為半徑(og線也可)分別在r點和g點上畫短弧交于Q點，即取為偏心點，再以Q點為圓心以or為半徑畫弧與or和og兩線相交即構(gòu)成ogr扇形，門楣及頂上的內(nèi)弧板55弧線的圓心點用O和Q兩點均可，但O和Q兩點存在差別。
偏心點弧門轉(zhuǎn)動時仍以O為支鉸軸心，用活塞桿在r點提升，使org扇形轉(zhuǎn)動到OFG的位置，同樣也能使門側(cè)止水與邊墻脫離。但由于偏心弧門只用了一個鉸心O便同時起到了兩個鉸心O和Q的作用，因而支鉸結(jié)構(gòu)與普通弧門毫無差別，所以它均能適用于所有的弧形閥門，而偏心鉸弧門由于受到兩個鉸心的限制，所以只限于較小型的正向弧形閥門。
船閘的充水主閥門3為偏心點弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門?；￠T面板33a弧線和動、靜側(cè)止水32a、32b弧線的圓心點29均在Q點上形成偏心點弧形閥門?；￠T的頂止水34是用Z形壓板45a將P形橡膠47b貼壓在頂板33b上組成，C形橡膠47a鑲?cè)隯形壓板的槽內(nèi)并用螺絲43b固定，C形橡膠的齒口含住P形橡膠的P頭，口唇上留有過水孔57。一般弧門的頂止水僅用P形橡膠，但在高速水流的沖擊下P頭極易產(chǎn)生撕裂，斷裂和變形翻卷失效，而采用C形橡膠護住P頭則可極大地減小水沖壓力，由于C形橡膠具有柔軟性，C口唇上留有過水孔，所以不會影響P頭的止水?；￠T的側(cè)止水32是用L形壓扳45b將雙P形橡膠47c貼壓在側(cè)扳33c上組成，L壓扳腳頂住P頭32a，雙P形橡膠的前一組P頭與在扳33a平齊在關門后P頭便與襯護墊50緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭便與襯護逐漸脫離。另一P頭的正面粘貼塑料條48，P頭的背面用膠粘劑51粘接在側(cè)板33c上，這樣P頭在與邊墻襯護49始終緊壓后構(gòu)成動側(cè)止水32a。
弧門的邊側(cè)止水在水頭相對較低時，用橡膠壓縮止水，基本上可以滿足止水要求，但當水頭超高后，則需要很大的太縮量才能滿足壓縮運行的止水要求，但過大的壓縮量會造成橡膠與襯護的嚴重磨損而出現(xiàn)早期失效，所以弧門關門后的靜側(cè)止水和開門時的動側(cè)止水應當分開設置，即靜側(cè)止水用橡膠最佳，而動側(cè)止水用帶塑料條的橡膠最好，因為塑料條(如聚四氟乙烯)的摩擦系數(shù)極小，這樣布置其一可以減小橡膠和襯護的磨損，其二可以減少啟閉力，其三動側(cè)止水的緊壓縮運行極有利于減小弧門的側(cè)向振動。
船閘的泄水主閥門9為單偏心點弧形閘門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33a和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門?；￠T面扳33a和側(cè)止水32弧線的圓心點29均在Q點上，而形成單偏心點弧形閥門?；￠T的頂止水34是由一塊平壓扳45d將P形橡膠47b貼壓在面板33a頂部組成，門楣46上面的擴坑64b按豎向鋪設導流柵63b，這樣便可減免門頂空化?；￠T的側(cè)止水32是用平壓板將P形橡膠47b貼壓在側(cè)板33c上組成，P頭的尾斷面與頂止水橡膠34用轉(zhuǎn)角橡膠47f呈Y形銜接封閉轉(zhuǎn)角處，并在P頭的非迎水面粘貼塑料條48，這樣關門后P頭的迎水面便與襯護50緊壓而呈靜止水，開門時塑料條則與邊墻襯護49緊壓而呈動止水。
船閘的泄水支閥門10為側(cè)偏線弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，門葉兩側(cè)的靜止水線32b由門頂至門底逐漸向面板33a的中垂線收縮而產(chǎn)生門側(cè)偏斜線58，并同時與襯護偏斜線59對應平行而構(gòu)成側(cè)偏線弧形閥門，弧門的頂止水34分為靜，動頂止水是用平壓板45d將P形橡膠47b貼壓在面板33a的頂部組成，這樣止水結(jié)構(gòu)是一船弧門最常用的頂水水結(jié)構(gòu)，在關門后P形橡膠的P頭與門楣46緊壓而止水，開門后P頭隨即與門楣脫離?；￠T的動頂止水又分為擠壓止水和彈壓止水，擠壓止水是用T形壓板45c將P形橡膠47b貼壓在門楣下段組成，其P頭正面與面板33a呈輕壓狀態(tài)，在開門時P頭正面隨摩擦拉力和水壓推力而翻卷但隨即被T形壓板的T腳擋住了P頭而構(gòu)成了翻擠壓縮的動頂止水，在關門時P頭便隨面板的摩擦拉力而翻回復原。因此P頭的壓縮磨損主要是在開門時出現(xiàn)，另外P無論在弧門關閉時或半開時均具有靜頂止水的效果。彈壓止水位于門楣中段，它是用數(shù)片重疊的板彈簧60的一端鑲?cè)腴T楣槽內(nèi)，另一邊用螺栓43a固定在門楣板上組成，板彈簧的尾部與面板33始終緊壓而向下彎曲。布置彈壓止水主要是減小水壓對擠壓止水過大的壓縮磨損，因為在無水壓時P頭背在與面板的壓縮摩擦力并不是很大，其原因是P頸段可向后伸展，但當水壓很大時P頭頸段被T形壓板的負壓所吸貼，所以使P頭背面的壓縮磨損加重。而板彈簧由于增加了T形壓板的水壓力，故擠壓止水的壓縮磨損極小?；￠T的側(cè)止水32是用L形壓板45b將雙P形橡膠47c貼壓在側(cè)板33c上組成，L壓板腳頂住P頭32a，與面板33a平齊的一組P頭其背面用膠粘劑51粘接在側(cè)板33c上，P頭的正面粘貼塑料條48、塑料條上薄下厚并與邊墻襯護49面平行，這樣P頭始終與邊墻襯護緊壓而構(gòu)成動側(cè)止水32a，另一P頭的尾斷面與轉(zhuǎn)角P形橡膠47f和頂止水橡膠34在門頂轉(zhuǎn)角處呈Y形銜接封閉，這樣關門后P頭與襯護偏斜線59緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭與襯護逐漸脫離。
船閘的充水支閥門5為底偏線弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門?；￠T靜側(cè)止水32b弧線的圓心點29在Q點上，而動側(cè)止水32和面板弧線33a的圓心點28均在O點上，這樣面板下段弧線在向靜側(cè)止水弧線收縮交匯于門底之后而形成底偏線61弧形閥門?；￠T的頂止水34是由一塊橡膠板56的一邊粘貼在下內(nèi)弧板55a頂部上和另一邊的同一面反向粘貼在面板33a頂部上組成的翻卷止水裝置。正是下內(nèi)弧板的頂面裝有板彈簧60，板彈簧上裝有壓紋滾輪62，橡膠板的長度為L=X+M+N，門楣弧線比下內(nèi)弧板略向弧內(nèi)突出，這樣關門后門楣，雙層橡膠板和面板便緊壓在一起，即間隙u＜o，開門后則u＞o為底偏線弧形閥門若水頭反向時則u始終都小于零，并且上內(nèi)弧55b，下內(nèi)弧和外弧55c板的弧長都相等(注下內(nèi)弧板為1/2門葉弧長)，橡膠扳的正面為柔軟層38b并與面板相貼，反面為光滑耐磨層38a并刻印有網(wǎng)格，橡膠板兩邊的柔軟層比耐磨層略向外寬出。弧門的側(cè)止水32是用兩塊平壓板45d分別將兩條P形橡膠47d按前后順序貼壓在側(cè)板33c上組成，與面板平齊的一組P形橡膠的P頭正面與橡膠板的柔軟層平齊，P頭尾斷面與頂角橡膠47e平齊并粘接，這樣關門后P頭與襯護墊50緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b、開門時P頭與襯護墊逐漸脫離。后組P形橡膠的P頭尾斷面與頂橡膠平齊并粘接，方頭和頂角橡膠47d、47e的P頭均粘貼塑料條48，頂角橡膠在頂板33b上固定，這樣P頭在與邊墻襯護49始終緊壓后構(gòu)成動側(cè)止水32a?；￠T的底止水31是用兩塊平壓板45d將L形橡膠47g的腿和腳分別貼壓在門葉底板33d和面板33上組成，L形橡膠腿厚腳薄，其腿與腳的夾角a略小于門葉的夾角d。反弧門的底止水一般采用平板橡板貼壓在門葉底板上并向外伸出10mm左右以利壓縮止水，當弧門在小開度時，膠皮與底坎之間的縫隙射流容易造成彎矩作用而使橡皮拉長變?yōu)長形，同時在關門時受摩阻力而使橡皮拖拉而彎曲成L形，因此直接采用L形橡膠則L腳可使受彎曲的腳隨時彈回，因而提高了橡膠耐水流沖擊的強度，由于L腳和壓板貼壓在已經(jīng)收縮的底偏線面板上，所以不會碰撞門楣。
弧形閥門3、5、9、10的啟閉裝置是由與門葉33頂部連接的吊耳35與吊耳鉸接的吊桿36與吊桿聯(lián)接的活動接頭40，與活動接頭聯(lián)接的活塞桿41組成。當活塞桿升降時，門葉便圍繞水平支鉸軸28上、下轉(zhuǎn)動?；￠T的啟閉機室23設置在閘墻18腰部的擋水墻板42內(nèi)，吊桿采用皮筒38翻卷封水，皮筒下口包封吊桿，并用下箍37a固定，皮筒上口包封在擋水墻板內(nèi)固定的錐形套管39上，并用上箍37b固定，在錐形套管內(nèi)預留一段皮筒的M段，錐形套管與皮筒的錐度吻合，皮筒的外層為光滑耐磨層38a，內(nèi)層為柔軟層38b，皮筒的長度為L=X+M+N，其中X為翻卷段，等于吊桿升降高度的1/2,M為過渡段，N為固定段。皮筒X段內(nèi)包罩的吊桿部分應纏繞和套入膠帶套53，皮筒下口與上口的比值為D/d＞1、且水壓越大比值越小，皮筒的錐度比值越大則活塞桿左右擺動的角度a就越大，大錐度皮筒的上口厚度B要大于下口厚度b，同時皮筒下口為向內(nèi)翻卷后再包封吊桿或活塞桿上的活動套管54，皮筒上口的斷面形狀也可為非圓形狀。船閘的啟閉機室一般設在閘面，但當水頭增加后那么吊桿也隨之加長，同時隨著閥門高程的降低也要加長，這樣兩頭加長便形成了超長吊桿，吊桿加長后其桿徑也必然增加，那么吊桿加上閥門其總重量也就增大了，最后促使啟閉機的容量增大，例如三峽船閘的3號閘首閥門其吊桿的長度近80m若采用皮筒封水至少可以減掉30m長的吊桿，甚至更多。皮筒止水若u＜o時則可耐幾百米的深水壓力，并且承受運行振動的條件較好。由于啟閉機的故障率較多，所以啟閉機室需有相應的檢修空間和通道，并設置活動接頭，以方便隨時拆裝。
弧形閥門3、5、9、10的止水橡膠47和壓板45在門葉33上用螺栓43a固定時，螺栓頭用孔帽蓋44a罩住，帽蓋的四周用點焊固定，用沉頭螺釘43b固定時，螺釘頭用帽蓋片44b蓋住，帽蓋用膠粘劑51固定，錐端螺釘43c直接固定在帶有螺孔52的壓板上，其相應的橡膠孔為錐孔，但錐端螺釘只與門葉板頂緊好可，以保持壓板與橡膠板在門葉上的雙面的平行和止水橡膠的貼壓均勻，橡膠板上的小孔和錐孔可用電熱桿燙烙孔，但定位大孔則禁用燙烙孔和燙擴孔。
船閘的水頭若小于5米時為低水頭船閘，在5-15米時屬于中水頭船閘，在大于15米時屬于高水頭船閘，當超過40米的“臨界水頭”時，則屬于超高水頭船閘，但目前的船閘其水頭一般在達到30米左右時，閘室便進行分級，構(gòu)成連續(xù)的梯級船閘或帶中間水渠的分散單級船閘。
而超高水頭船閘在超過“臨界水頭”后則不需進行閘室的分級，但船閘若有省水要求或水頭特超高時，閘室則可以進行有限地分級，這樣既可以節(jié)省投資，又可滿足船舶快速過壩的指標。所以超高水船閘特別適用于高壩的通航，其大型船閘的水頭可超過80米以上，小型船閘的水頭可超過120米以上，若以三峽五級船閘為例與同規(guī)模的單級和分散二級的超高水頭船閘相比，按單向上行過壩，每通過一次船舶其綜合指標如表2所示過閘用水單級船閘按雙向過閘率的1.8除算，(18)指平均速度。
由于三峽五級船閘的中間級閘室在雙邊輸水時空化數(shù)較低，單邊輸水時會發(fā)生空化，并且至今尚無改進的有效措施，但若采用超高水頭船閘中的局部輸水布置方式可解決空
化問題，例如在正弧門前設豎井，或反弧門前豎井和導流柵等，便可提高空化數(shù)，并使工作水頭提高到49.5米，以利減小補水厚度和更加方便地運行，所以超高水頭船閘也適用于相對較低的高水頭單級或梯級船閘。
超高水頭船閘的閘門井和閘室的輸水系統(tǒng)可適用于中、高壩電站的導流，泄流和排沙孔道，特別是在孔道較短時，也能有益地布置消能系統(tǒng)，若消能井按階梯形式布置，則水流消能可按要求達到90％以上。
超高水頭船閘的輸水閥門，即偏心點，側(cè)偏線弧形閥門，可代替偏心鉸弧形閥門，并適用于高壩電站的中孔，底孔泄流閥門和排沙閥門。
由于連續(xù)船閘的過閘管理復雜，過壩時間太長，工程量巨大，并且通航保證率低，可靠度差，故障多，所以自七十年代以來除多瑙河的《鐵門雙線連續(xù)二級船閘》建成后，國外未見再興建的連續(xù)梯級船閘，并且未來規(guī)劃中的船閘，則重點研究的是設中間水渠的船閘，然而由于空化、氣蝕、振動和水錘等船閘水力學問題難以解決，所以船閘基本上還是限制在“臨界水頭”以內(nèi)，而超高水頭船閘以其簡單、系統(tǒng)的輸水理論，解決了高水頭的消能，排氣和控制輸水流量等關鍵性技術(shù)問題，使船閘的適應水頭具有突破性的提高。
權(quán)利要求
1.一種超高水頭船閘，包括引航道、閘首、閘室和輸水系統(tǒng)；閘首內(nèi)設有工作閘、閥門、檢修閘、閥門及啟閉機和輔助設備，其特征在于a閘室20是由帶閘門的上閘首2與兩側(cè)閘墻18以及帶閘門組11的下閘首12環(huán)繞組成的擋水建筑物；閘門組11是由多道閘門排列組成的，每道閘門的頂部設有胸墻16，在閘門組關門之后便形成了一個個封閉的閘門井15，在閘門井的底部設有長孔道8，在頂部的閘墻壁上設有溢水孔口24a，閘門組按水梯型式布置，水級的劃分是根據(jù)船閘的總水頭除以閘門的道數(shù)來確定的，閘門組中各閘門的啟閉均為同步運行，閘門井與閘室的充、泄水同時運行；b閘門井輸水系統(tǒng)的布置型式為在閘墻18的底邊設置一條長孔道8，孔道的頭部與上游引航道1相通，腰部與閘門井底15相通，尾部與下游引航道14相通，在孔道的頭部設有進水閥門25，腿部則與溢水孔道24b的尾端相通，并在溢水孔道的中部和底部分別設有排水閥門27，排水閥門按從上至下的開門順序運行，在長孔道的鵝頸段8b和淹沒段8c中分別設有消能井4b，消能井的底面與魚鉤形孔道8a鉤尖上的壺咀26相通，在壺咀口邊上豎立由導流管63a圍成的圓形導流柵63b，導流柵位于消能井之中并與井面的高度相同，消能井的底側(cè)面為轉(zhuǎn)向孔口8d；調(diào)壓井4a位于淹沒段孔道，長孔調(diào)壓井4e位于排水段孔道，并在長孔調(diào)壓井中設有分段隔墻17a；c閘室輸水系統(tǒng)的布置型式為在兩側(cè)閘墻18的底部各設置一條主長廊道6，廊道的頭部與上游引航道1相通，腰部與閘底19相通，尾部與下游引航道14相通，在胸部與腿部中分別串聯(lián)輸水主閥門3、9，調(diào)壓井4a和調(diào)壓平門7，分支閥門5、10和泄水池13以及并聯(lián)的分支廊道22，在分支廊道中分別設置了分支閥門和瓶口21，瓶口燕尾與分流隔墻17b的頭部銜接，輸水弧門之后均為突擴坑64b的體型，調(diào)壓井分別位于弧門前后，調(diào)壓井還可與弧門井4c或平門井4d分別合并成為一個井，其井中的平門或弧門均可輔助主門輸水，調(diào)壓井與廊道呈十字交叉相通，其井底穿過廊道的突出尾段為井坑64a，在井坑和擴坑的表面上均按水流向平鋪導流柵63b，并與廊道的壁面平齊，導流柵的厚度或?qū)訑?shù)隨擴坑的加深而增加，在調(diào)壓井的底口面上平鋪導流管63a，泄水池13位于主長廊道的尾部，在泄水池的頂部邊壁上設有溢水孔道口24a，并在溢水孔道24b的頂部設有多孔豎井4；d船閘的輸水方式為局部的單個閥門采用快速開啟，整體的閥門組采用間隙開啟；正常輸水的程序為先快速開啟兩邊的主閥門3、9，間隙后再快速或調(diào)節(jié)開啟兩邊的首支閥門5a、10a，間隙后再調(diào)節(jié)和快速開啟兩邊的尾支閥門5b、10b；單邊和安全輸水的程序為保持單個閥門的快速開啟方式，相應地延長閥門組的間隙開啟時間；事故關門的處理程序為按輸水的反向程序依次關閉各道閥門；單道閥門的雙邊輸水方式為變速開啟，單邊輸水方式為快速開啟；e船閘的充、泄水主閥門3、9為偏心點弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，弧門面板33a弧線和動、靜側(cè)止水32a、32b弧線的圓心點29均在Q點上形成偏心點弧形閥門；f船閘的充水支閥門5為底偏線弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，弧門靜側(cè)止水32b弧線的圓心點29在Q點上，而動側(cè)止水32a弧線和面板33a弧線的圓心點28均在O點上，這樣面板下段弧線在向靜側(cè)止水弧線收縮交匯于門底后便形成了底偏線61弧形閥門；g弧形閥門3、5、9、10的啟閉裝置是由門葉33頂部連接的吊耳35、與吊耳鉸接的吊桿36，與吊桿聯(lián)接的活動接頭40，與活動接頭聯(lián)接的活塞桿41組成弧門的啟閉機室23設置在閘墻18腰部的擋水墻板42內(nèi)，吊桿采用皮筒38翻卷封水，皮筒的下口包封吊桿，并用下箍37a固定，皮筒上口包封在擋水墻板內(nèi)固定的錐形套管39上，并用上箍37b固定；h船閘的泄水主、支閥門9、10為側(cè)偏線弧形閥門，它是由與雙支臂30頭部連接的弧形門葉33和尾部連接的支鉸軸28組成的扇形狀鋼結(jié)構(gòu)弧門，門葉兩側(cè)的靜止水線32b由門頂至門底逐漸向面板33a的中垂線收縮而產(chǎn)生門側(cè)偏斜線58，并同時與襯護偏斜線59對應平行而構(gòu)成側(cè)偏線弧形閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高水頭船閘，其特征在于充水主閥門3的頂止水34是用Z形壓板45a將P形橡膠47b貼壓在頂板33b上組成，C形橡膠47a鑲?cè)隯形壓板槽內(nèi)并用螺絲43固定，C形橡膠的齒口含住P形橡膠的P頭，口唇上留有過水孔57；弧門的側(cè)止水32是用L形壓板45b將雙P形橡膠47c貼壓在側(cè)板33c上組成，L壓板腳頂住P頭32a，雙P形橡膠的前一組P頭與面板33a平齊，在關門后P頭便與襯護墊50緊壓而構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭便與襯護逐漸脫離，另一P頭的正面粘貼塑料條48,P頭背面用膠粘劑51粘接在側(cè)板33c上，這樣P頭在與邊墻襯護49始終緊壓后構(gòu)成了動側(cè)止水32a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高水頭船閘，其特征在于泄水主閥門9的頂止水34是由一塊平壓板45d將P形橡膠47b貼壓在面板33a頂部組成，門楣46上面的擴坑64b中按豎向鋪設導流柵63b；弧門的側(cè)止水32是用平壓板將P形橡膠47b貼壓在側(cè)板33c上組成，其P頭的尾斷面與頂止水橡膠34用轉(zhuǎn)角橡膠47f呈Y形銜接封閉轉(zhuǎn)角處，并在P頭的非迎水面粘貼塑料條48，這樣關門后P頭的迎水面與襯護墊50緊壓而止水，開門時塑料條與邊墻襯護49緊壓而止水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高水頭船閘，其特征在于泄水支閥門10的頂止水34分為靜動頂止水結(jié)構(gòu)，靜頂止水是用平壓板45d將P形橡膠47b貼壓在面板33a頂部組成，在關門后P頭與門楣46緊壓封水，開門后P頭與門楣隨即脫離；弧門的動頂止水又分為擠壓止水和彈壓止水，擠壓止水是用T形壓板45c將P形橡膠47b貼壓在門楣下段組成，開門時P頭的背面與面板擠壓止水，關門時P頭的正面與面板轉(zhuǎn)壓；彈壓止水位于門楣中部，它是用數(shù)片重疊的板彈簧60的一頭鑲?cè)腴T楣槽內(nèi)另一邊用螺栓43a固定在門楣護板上組成，板彈簧的尾部與面板33a始終緊壓面向下彎曲；弧門的側(cè)止水32是用L形壓板45b將雙P形橡膠47c巾壓在側(cè)板33c上組成，雙P形橡膠的前一組P頭頂面民面板33a平齊，P頭背面用膠粘劑51粘接在側(cè)板33c上，P頭正面粘貼塑料條48，塑料條上薄下厚直到與邊墻襯護49面平行，這樣P頭始終與邊墻襯護緊壓而構(gòu)成動側(cè)止水32a，另一P頭的尾斷面與頂止水橡膠34用轉(zhuǎn)角P形橡膠47f呈Y形銜接封閉轉(zhuǎn)角處，這樣在關門后P頭與襯護偏斜線59緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭便與襯護逐漸脫離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高水頭船閘，其特征在于充水支閥門5的頂止水34是由一塊橡膠板56的一邊粘貼在下內(nèi)弧板55a頂部和另一邊的同一面及向粘貼在面板33a頂部上組成的翻卷止水裝置，上內(nèi)弧板的頂面裝有板彈簧60，板彈簧上裝有壓紋滾輪62，橡膠板的長度為L=X+M+N，門楣弧線比下內(nèi)弧板略向弧內(nèi)突出，這樣關門后門楣，雙層橡膠板和面板便緊壓在一起，即間隙u＜0，開門后則u＞0，若水頭反向時則u始終都小于零，并且上內(nèi)弧55b下內(nèi)弧和外弧板55c的弧長都相等，橡膠板的壓面為柔軟層38b并與面板相貼，反面為光滑耐磨層38a并刻印有網(wǎng)格，橡膠板兩邊的柔軟層比耐磨層略向外寬出弧門的側(cè)止水32是用兩塊平壓板45d分別將兩條P形橡膠47d按前后順序貼壓在側(cè)板33c上組成，靠面板前一組P形橡膠的P頭頂面與面板平齊，P頭正面與橡膠板的柔軟層38b平齊，P頭尾斷面與頂角P形橡膠47e平齊并粘接，這樣關門后P頭與襯護墊50緊壓構(gòu)成靜側(cè)止水32b，開門時P頭與襯護逐漸脫離，后組P形橡膠的P頭尾斷面與頂角橡膠各平并粘接，方頭和頂角P形橡膠47d47e的P頭均粘貼塑料條48，頂角橡膠在頂板33b上固定，這樣P頭在與邊墻襯護49始終緊壓后構(gòu)成動側(cè)止水32a；弧門的底止水31是用兩塊平壓板45d將L形橡膠47g的腿和腳分別貼壓在底板33d和面板33a上組成，L形橡膠腿厚腳薄，其腿與腳的尖角a略小于門葉的尖角a。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高水頭船閘，其特征在于在錐形套管內(nèi)應預留一段皮筒的M段，錐形套管與皮筒的錐度吻合，皮筒的外層為光滑耐磨層38a，內(nèi)層為柔軟層38b，皮筒的長度為L=X+M+N，皮筒X段內(nèi)包罩的吊桿部分纏繞或罩上膠帶套53，皮筒下口與上口的比值為D/d＞1，且水壓越大比值則愈小，皮筒的錐度比值愈大則活塞桿左右擺動的角度a愈大，大錐度皮筒的上口厚度B要大于下口厚度b，同時皮筒下口為向內(nèi)翻卷后再包封吊桿或活塞桿上的活動管54，皮筒上口的斷面形狀也可為非圓形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高水頭船閘，其特征在于弧形閥門3、5、9、10止水橡膠47和壓板45在門葉33上用螺栓43a固定連接，螺栓頭用孔帽蓋44a罩位，帽蓋的四周用點焊固定，用沉頭螺釘43b固定時，螺釘頭用帽蓋片44b蓋住，帽蓋的四周用膠粘劑51固定，錐端螺釘43c直接固定在帶有螺孔52的壓板上，其相應的橡膠孔為錐孔，錐端螺釘只與門葉板頂緊。
全文摘要
一種超高水頭船閘,是由引航道閘首、閘室和輸水系統(tǒng)以及相應的設備組成,閘室是由帶閘門的上閘首、與兩側(cè)閘墻以及帶閘門組的下閘首環(huán)繞組成的擋水建筑物,閘門組利用閘門井來分解水壓,輸水系統(tǒng)利用閥門組來控制流速和流量,輸水閥門利用鉸點和弧線的位移完善止水結(jié)構(gòu),啟閉機采用翻卷封水來縮短吊桿的長度,并采用局部快速開啟、整體間隙開啟的輸水方式來消蝕減振,因而在超高水頭、超大流量的條件下也能安全輸水和縮短輸水時間,同時也達到了簡單、安全的通航標準。
文檔編號E02B1/00GK1215113SQ98121640
公開日1999年4月28日 申請日期1998年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月26日
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