[发明专利]安全闸门

说明书

技术领域

本发明涉及用于水利工程的安全闸门(hausse fusible)，该水利工程例如是水坝或防护性围堤上的河坎或泄洪道，该安全闸门包括形成水密或基本水密的壁的结构，其安装在所述水利工程上并通过重力来保持，并且可以收起，以便允许水无阻塞通过，所述结构根据重量和大小定尺寸，以便在水达到预定高度时由水驱走。

背景技术

这类安全闸门广为人知，并通常安装在跨水库安置的底坎(seuil)顶部，目的在于提高所述底坎上游的水库的水的高度。安装在水坝的底坎上的安全闸门允许提高水坝的蓄水水平，或改善所述水坝面对洪水的安全性。安全闸门也可以安装到河流边缘的围堤的泄洪道的底坎上，并且可以保护邻近区域免遭洪水，在这种情况下泄洪道安置在围堤上的所选位置，使得在发生洪水时，水在不危害邻近河流的其它区域的情况下流入临时存储水库或流入所选地面。

安全闸门可以是非溢流型或溢流型，即，在溢流型的情况下，安全闸门可以允许在闸门上游水的高度高于顶部的保留高度h_RN并且水位没有超过预定高度h_MAX时一定量的水通过闸门的顶部。在所有情况下，如果安全闸门上游水的高度在洪水期间达到预定高度h_MAX，安全闸门必须收起，以便释放水库中保留的水容量并因此防止水侵入邻近的上游区域或者毁坏围堤或水坝。

安全闸门特别应用于由填料建造的堤(levée)或围堤或水坝，或者应用于部分由填料建造且部分由混凝土或砖石建造的混合型围堤或水坝。围堤可以是穿过水道的正面围堤，或是沿水道用于保护周围陆地免遭洪水的侧面围堤。至于水坝，它可以是建立水库的任何类型的水坝，或与上述水坝相关的山凹水坝(barrage de col)。

关于上面指出类型的众多水利工程，已知的是在异常现象，例如发生威胁毁坏工程的洪水的情况下，建立有益断裂点，该有益断裂点在工程上的预定位置产生，该预订位置被选择为使工程断裂对工程自身和/或洪水淹没人员或财产造成的损失最小化。这些断裂点可以通过安全闸门形成，该安全闸门设置在所选的围堤、堤防或水坝的顶部上，或者设置在允许以必需流量排放的其它系统的顶部上。

这样的闸门包括至少一个重的坚固闸门元件，该闸门元件安放在溢流底坎顶部上，并且通过重力维持在溢流底坎顶部上，所述闸门元件具有预定保留高度h_RN并根据重量和大小来定义尺寸，因此对于预定高度h_MAX，由水施加于闸门元件的力矩达到趋向于将闸门元件保持在溢流底坎上的重力力矩，并因此在闸门上游的水位达到预定高度h_MAX时所述闸门元件失去平衡并被驱走。

显然，对于中量级的洪水，尽管水位没有达到使闸门失去平衡的预定高度h_max(其中水位实际上可以确定为等于或稍低于水的最大高度)，水可以通过由最平常的流速(débits)定义尺寸的阀门和其它设备排出，由此不会导致闸门的毁坏并且随后不会停止由所述闸门阻塞泄洪道。另一方面，在发生特大洪水的情况下，水位达到使闸门失去平衡的预定高度h_MAX，并且一个或多个闸门元件自动失去平衡，并在水的力量作用下单独被水驱走，因此不需要外部介入，所以再次给予底坎充分排放的能力。

为促使所述闸门元件在必须排出异常洪水时失去平衡和倾斜，提供了在闸门元件下面形成的闸室(chambre)中、当水位达到使闸门失去平衡的预定高度h_MAX时产生压力的装置，该装置根据水利工程师认可的术语被称为负压装置(sous-pression)。

有利地，这样的装置可以被安置为使得在水位保持低于预定高度h_MAX时在闸门元件的闸室中施加的负压保持为零或很低，并且使得在水位达到所述预定高度的瞬间，具有更大数值的负压突然施加到闸门元件上，元件的尺寸使得在这个瞬间，失稳驱动力矩大于稳定力矩。

这样的装置特别地通过管道形成，该管道称为井道，其具有通向所述闸室中的下端和位于与所述预定高度对应的高度处的上端。

现有技术的系统面临外部自然现象(浮体、波浪)的破坏和攻击问题，导致它们的功效或精密度降低。