本發明涉及水工鋼閘門，具體涉及一種通航河口減阻和泄水的浮箱式閘門及使用方法。

背景技術：

1、隨著極端天氣發生頻率的增加，海平面逐年上升，加之城市建設導致地面沉降，河口地區防潮標準在不斷提高。擋潮閘口是水利工程中的重要設施，主要用于調控潮汐、防洪排澇、防止海水倒灌以及保護河口生態環境，此外，還需滿足船舶通航的要求。

2、河口地區常用的擋潮閘門有提升式、翻板式和浮體式。對于有船舶通航需求的河道，提升式閘門啟閉力大，高水頭時需大型啟閉機，且凈空受限，難以滿足通航要求；翻板式閘門控制精度低，翻板鉸鏈處易淤積，不適用于水深較大的通航環境；浮體閘根據浮力驅動升降，適合潮汐頻繁的河口。但是常規的浮體閘整體剛性不足，抗風浪能力弱；強潮流或漂浮物可能卡住浮箱，導致閘門無法正常升降，運行穩定性欠佳；閘門與底板、側墻的接觸面易因變形出現縫隙，導致咸水滲漏，密封性差，易漏水；依賴浮力自動控制，難以像液壓或電動閘門一樣精準調節開關，調節所需時間長，調控精度低。

3、中國實用新型專利cn217781919u(公開日期2022年11月11日)公開了一種通航河道超大跨度擋潮閘門，包括：左、右門槽和浮箱式擋潮閘門體，浮箱式擋潮閘門體通過拖船運送至河道中央擋潮位置處且其左、右側部分別對應地插入左、右門槽內，由左、右門槽進行限位；設置在浮箱式擋潮閘門體內的由若干隔板分隔成的浮箱艙，通過注排水系統對其內部進行注水或排水，來調節擋潮閘門體的內部水量以控制閘體的浮沉。其設置有導向和定位裝置，解決運行穩定性的問題；通過獨立控制浮箱艙的注排水，調控阻水和排水速度。

4、上述現有技術在拖行至閘口的過程中，由于閘門自身規格大，拖行困難；加之水流阻力，拖行時的穩定性較差，容易傾覆；且只能整體作用，調控阻排水的效率和精度不高。

5、金偉在《浮箱式塢門結構優化設計研究》(大連理工大學碩士學位論文，2020年)中介紹了一種浮箱式塢門，涉及船塢設備制造領域。船塢是修造船用的塢式建筑物，灌水后可容船舶進出，排水后能在干底上修造船舶，而塢門是用于封堵船塢口的水密閘門。用甲板把浮塢門分成上中下三段，浮塢門包含不同功能的艙室。開有閘閥的溢流艙在最上層，艙內外水域相連。水泵艙和壓載水艙均設在中甲板和下甲板之間，固定壓載則設在下層艙室內，即固定壓載艙。上浮過程中，溢流艙內的水隨著浮塢門上浮而逐漸由它的閘閥孔排到塢門外，使得塢門慢慢浮起，使塢門更穩定；下沉時，流進溢流艙內的水抵消了下沉過程中產生的浮力，也起到了加強安全性和穩定性的作用。干船塢浮箱式塢門可滿足通航需求、亦可承受較大水平荷載，平時放在門庫，用時通過拖船拖帶。故河口擋潮閘可借鑒船塢浮箱式塢門，采用分區浮箱式閘門的形式。

6、現有技術中的浮塢門整體剛性大，抗風浪能力強，解決了大跨度擋潮閘的穩定性和安全性方面的問題，但是拖帶困難，加上自身體量大，啟閉不夠靈活便捷，無法對水量進行精確調控。有鑒于此，本技術提供一種通航河口減阻和泄水的浮箱式閘門及使用方法。

技術實現思路

1、本發明針對現有技術中大跨度擋潮閘門拖帶困難、閘門啟閉不靈活、無法精準調控的問題，提供一種通航河口減阻和泄水的浮箱式閘門及使用方法，所述閘門及使用方法能減少拖帶過程中的水阻，實現快速穩定地拖運，靈活啟閉閘門，達到精準高效擋潮、泄水的目的。

2、一種通航河口減阻和泄水的浮箱式閘門，其特征在于：

3、正面呈矩形長條，其長度根據閘口寬度進行設置，包括不同功能的艙室、閘孔、可啟閉的若干個小閘門及配套用于啟閉小閘門的起吊系統。

4、所述艙室根據功能不同分為壓載水艙、水泵艙、潮汐艙和起吊艙；

5、所述閘孔間隔均勻設置，布置在浮箱式閘門中部；

6、所述小閘門與前述閘孔位置上下對應，上方設置有起吊系統；

7、所述起吊系統包括起吊艙、龍門架和卷揚機，為小閘門在閘孔和龍門架之間上下滑移的通道，控制小閘門開啟閉合。

8、進一步的，所述壓載水艙分為可調壓載水艙和固定壓載水艙，布置在浮箱式閘門的中部兩端和下部。固定壓載水艙布置在中部兩端和下部兩端，起壓載作用；可調壓載水艙布置在下部中間，用于調節浮力。所述水泵艙布置在浮箱式閘門中部中間，位于可調壓載水艙正上方，并與之相連，水泵艙內的水泵對可調壓載水艙進行排注水，使浮箱式閘門整體上浮和下沉；所述潮汐艙布置在浮箱式閘門上部，上設孔洞使內外水連通，水可自由進出潮汐艙以保證浮箱式閘門所受浮力穩定，使潮汐艙內水的自流速度與閘門的下沉速度和起浮速度相適應。浮箱式閘門的輕載吃水線(閘門全重加固定壓載)應控制在潮汐艙底板以下。

9、進一步的，所述起吊系統通道上下連通，左右封閉，壁側安置有滾輪、軌道。起吊艙位于閘孔正上方，龍門架位于起吊艙之上，為門架型結構，包含支架和門架，其露出起吊艙高度大于小閘門自身高度，為小閘門檢修和維護提供操作界面。龍門架上設置卷揚機，卷揚機大小根據小閘門的重量設計。

10、進一步的，所述起吊系統側向軌道的軌道、龍門架門楣及閘孔底檻均采用焊接構件，所有埋件止水面全部采用復合不銹鋼板。

11、進一步的，一種通航河口減阻和泄水的浮箱式閘門的使用方法，其特征在于：

12、接收到風暴潮來臨信息時，進行擋潮，包含以下步驟：

13、s1：開啟小閘門，排空壓載水艙。啟動卷揚機，側面滾輪沿起吊艙兩側軌道向上提升小閘門，關閉卷揚機，小閘門固定在龍門架頂部門楣處；水泵艙內水泵將可調壓載水艙內水體排空，使浮箱式閘門上浮，控制浮箱式閘門的輕載吃水線(閘門全重加固定壓載)在潮汐艙底板以下。

14、s2：采用拖船將浮箱式閘門拖運至閘口。所述拖船以四艘為一組，根據不同的閘口寬度配置不同組數，每組安排一艘拖船沿前進方向進行拖拽，三艘拖船在后退方向進行頂推，頂推拖船分布均勻，拖船拖拽繩索作用位置在浮箱式閘門浮心以下，頂推位置避開閘孔水流湍急處。當浮箱式閘門需要轉彎時，由后方頂推拖船控制方向，轉彎半徑較大處拖船控制方向同步頂推，轉彎半徑較小處則只控制方向保持原位。

15、s3：滿倉壓載，關閉小閘門。拖船將浮箱式閘門拖運至閘口指定位置后，通過壓載水艙內的注水閥門對壓載水艙進行注水壓載，以穩定浮箱式閘門。浮箱式閘門下沉進入閘口門檻后，通過鋼絲繩進一步固定，啟動卷揚機，小閘門經過起吊艙下降至進入閘孔艙底檻。待閘門上下游形成水位差說明小閘門已成功關閉。

16、s4：風暴潮退潮時，上下游水位差逆轉時進行泄洪排水。啟動卷揚機，提升小閘門，通過調節小閘門上下的位置來控制泄洪排水速度。當兩側水位齊平后，小閘門完全打開，關閉卷揚機，小閘門固定在龍門架頂部門楣處。水泵艙內水泵將可調節壓載水艙內水體排空，使浮箱式閘門上浮，松開鋼絲繩，待浮箱式閘門完全上浮后通過拖船拖拽出閘口門檻，拖移至不影響航道通行的位置。

17、相對于現有技術，本技術的技術方案具有如下的優點和效果：

18、1.現有技術中浮箱式閘門通常采用整體拖運的形式，由于大跨度浮箱式閘門自身規格大，水流阻力巨大，拖行困難。本技術通過拖運前排空壓載水艙，減少浮箱式閘門自重，開啟小閘門，減少拖運途中的水流阻力，提高拖運速度；

19、2.現有技術中浮箱式閘門移動不便，容易因管理與成本問題長期處于某一狀態，而無法靈活調整工況。本技術采用均勻布置的多個閘孔和小閘門及兩側豎向設置的帶有導軌、滑輪的起吊系統，達到快速靈活啟閉的效果；

20、3.現有技術中浮箱式閘門只能整體使用，只有全開啟或全關閉兩種工作狀態。本技術通過調整浮箱式閘門上的小閘門的開啟程度，達到精準調控泄水流量的效果；

21、4.現有技術中浮箱式閘門拖行時雖可采用泄水的方式減小水阻，但拖行過程中還是容易因為風力、水環境或拖拽點不合適等原因導致閘門不穩定，造成傾覆。本技術通過合理布置艙室及調節水艙水位，控制閘門重心，合理組織拖船，保證拖帶過程和擋潮泄洪過程中整體的穩定性和安全性。

22、以上僅為對本技術技術方案的概述，為使本技術的技術手段可以依照說明書的內容予以實施，并且使本技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更清晰易懂，以下對本技術的實施例配合附圖進行詳細地介紹。根據下文結合附圖對本技術具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本技術的上述及其他目的、特征和優點。