北京中水科工程集团有限公司

一、主要功能与先进性

整体式合页活动闸，简称合页闸，是一种低水头挡水建筑物，采用独特的整体式底铰支座结合小角度运动油缸支撑，通过液压泵站提供动力驱动油缸伸缩，使闸体绕底轴在一定角度范围内转动，从而实现立闸挡水，降闸泄水的功能。

针对日益增长的水生态文明建设、全面推行河湖长制、中小河流治理、建设幸福河湖等的迫切需求，合页闸技术及产品以其新颖的结构，先进的技术，美丽的外观、简便的施工，广泛的适用条件等特点，得到了客户的一致认可。

其先进性主要体现在以下几点：

（1）独创的整体式合页活动闸新型结构

合页闸采用液压三铰点变幅机构原理，将液压缸、闸体、底铰支座通过基础连接板构成一个整体的空间力系。液压缸独特的小角度支撑，在液压泵站驱动下，使得液压缸与闸体倒伏方向一致，避免过流水体对液压缸的冲击，有效延长液压缸的使用寿命。  

（2）寒冷地区退冰专用液压系统

将 “一退一升”研制思路融入电气液压控制系统中，通过应用研发的专用液压组件，结合冰压力增长特性，确定超压卸压时序，实现闸体微幅退让，释放冰胀压力，闸体在液压电控联控监测下做出退让动作一定次数后，再通过电液系统强制升闸，完成闸前破冰动作。从根本上解决冬季冰冻而引起的静冰压力增加对闸体及液压系统带来的损害，破解了现有技术冰期无除冰设施蓄水难，设备易损坏等问题。

（3）无动力降闸技术

水利工程行洪安全高于一切，通过模块化专用液压阀路与电控或人工液位等监测技术集成，研制出有电、无电、有人职守及无人职守等多情景下无级变速无动力降闸技术，满足应急行洪需求，保障了汛期的行洪安全。无动力降闸速度从30s到30min可调节。

（4）闸顶部的挑水扰流装置，塑闸型造水景

闸顶的挑水扰流装置，可分化梳理水流造景，形成美丽瀑布，打造水景观；可消除或降低闸体背水侧负压，有效缓解闸体因负压而产生的震动，延长合页闸的使用寿命；避免了闸顶过流时，水体对液压缸体的直接地冲击和腐蚀，提高了液压元件的使用寿命；防止贴壁流，冬季防止闸体背水侧形成的冰盖对油缸的附加荷载。

该技术已获得专利40余项，其中发明13项，实用新型专利24项，外观专利2项，软件著作权2项；发表论文8篇；工法1项；企标1项；2次入选水利部先进技术推广指导目录；通过水利部新产品鉴定；荣获2017年水科院科学技术奖应用成果一等奖，中国水科院组建60周年“优秀成果奖（产品类）”。 “济宁市引水入城南跃进提水站工程”获得山东省“鲁水杯”优质水利工程。获得北京市科委补助资金80万元，水科院研发资助150万元。

整体式合页活动闸三维图

二、技术指标

主要关键技术指标如下：

1. 闸体材质：Q235或Q345钢板；

2. 闸体形状：折线形、直线形、弧线形、异形（定制）；

3. 闸体高度：1.5~5m；

4. 单扇宽度：依据门高，单扇闸门宽度6~11m不等；

5. 启闭结构：单作用柱塞缸、双作用活塞杆；

6. 控制形式：手动控制，PLC本地控制，计算机远端控制，手机APP实时监视/监控；

7. 单扇闸体升降时间：30s~3min;

8. 可选功能：挑水扰流装置，自动报警功能，超水位降闸功能、无动力降闸功能，冬季运行等。

主要技术特点如下：

1．结构设计新颖，安全可靠；

合页闸采用液压三铰点变幅运动机构原理，将液压缸、闸体、底轴铰接座通过基础连接板构成一个整体的空间力系，且液压缸小角度支撑闸体，液压缸的倒伏方向与闸体倒伏方向一致，结构设计合理，安全可靠。

2.操作灵活，升降闸快速，可实现任意高度挡水及无动力降闸；

可对单扇或多扇闸体进行控制，操作灵活多样。河道长度不受限制。单扇闸体起升时间1m/min，通过无动力降闸系统，可在30s~30min变速调节全线闸体降闸，满足洪水期应急降闸的要求。可实现闸体任意高度挡水调节，行洪能力强。

3．施工简单，运维方便；

合页闸基础无坑槽，无需设置闸墩或排架，土建施工简单。后期运行维护方便，省钱省力。

4．景观效果好，控制形式多样；

暗藏式支撑，闸面整齐，闸面可喷涂不同色彩、图案、标语，闸顶挑流装置，既可形成美丽瀑布，亦可减振护缸防冰盖。针对不同需求配备手动操作、电控操作、电脑远程监控、手机APP等控制系统，可建立远程服务器，实现异地自动报警功能。

三、主要应用领域

合页闸作为新型拦水闸，具有安全性高、操作灵活，适用性广、耐久性好、管护简单等特点。其特有的寒冷地区退冰专用液压系统，破解了现有技术冰期无除冰设施蓄水难，设备易损坏等问题，开拓了北方地区冰期无除冰措施条件下蓄冰成湖的先河；其快速升降坝及无动力降坝功能，研制出有电、无电、有人职守及无人职守等多情景下无级变速无动力降闸技术，无动力降闸速度从30s到30min可调节，占领了洪水安全管理的制高点，特别适用洪水涨落快速山区河道及城市河道；其独立升降功能及灵活的运行调度模式，单扇、多扇同时升坝、降坝，对多泥砂、多漂浮物的河道尤为适用；系列化景观化闸型的开发以及自动化异地实时监控功能的开发，满足了城市景观河道水系建设和智能化管理的市场需求。

合页闸与生态河道建设相结合，以河道水利建设为中心，以河流水环境功能与生态景观功能改善为出发点，并基于先进的技术特点，合页闸可适用于多种地质条件及水力工况条件，在国内外拦蓄高度1米～5米的河道景观、灌溉蓄水、水库扩容、河湖生态蓄水等水利水电、水生态文明建设及城镇化建设等项目均可广泛应用。还特别适用于洪水涨落快速的山区及冰期蓄水，多漂浮物、多泥沙淤积的河道。

合页闸关键技术成果与全部技术产品目前已实现产业化，构建起适宜不同工况条件、不同地质条件、不同区域和经济条件的系列化成套技术装备体系，满足传统水闸功能的同时，也兼具满足智慧水务、水生态文明、海绵城市、建设幸福河湖等现代化水利建设与管理的多元化需求。

山东龙口项目（195.4m*2m）--双向挡水

兰西项目（92.3m*3.6m）--冬季运行

安图项目（54m*1.5m）--景观蓄水

缅甸Kintat项目（183m*1.5m）--灌溉蓄水

四、应用案例

合页闸自2011年开始进行研发设计，已经历9年之久的研发设计，目前合页闸的关键技术成果已实现产业化，生产加工标准化，构建了适应不同工况条件、不同地质条件、不同区域和经济条件的系列化成套技术装备体系，合页闸技术成果已陆续在我国山东、贵州、陕西、安徽、湖北、东北三省等多省、市自治区以及亚洲国家如缅甸、泰国、孟加拉完成推广建设四十余座，市场认可度颇高。截至目前，合页闸推广应用累计面积达到1.1亿多平方米，累计实现合同额过2.0亿元，年平均增幅超过25%。

以敦化牡丹江河流域梯级合页闸建设为例，2014年～2016年陆续建设了6座景观合页闸，是同类产品中唯一经过了六年以上无除冰设施条件下，经历严冬蓄冰运行正常的工程项目。项目完工后，美观的闸型结合人工瀑布，自成一景。枯水期挡水，在市区内形成湖面，冬季形成宽阔天然冰场。一方面改善了城区的生态环境，蓄水后地下水位影响范围扩大，增加地下水调节水量，从而增加供水水源，拦蓄河川径流，增加供水效益；另一方面增加了旅游景观，吸引游客，促进了敦化市旅游事业的发展和经济繁荣。

2014年敦化项目（220m*2m）--插花式泄水

2015年敦化项目六鼎山标段（188m*2m）---完工全景照

以贵州铜仁松桃水电站为例，为抬高蓄水高度，将原有翻板闸改建合页闸，通过控制闸体开度及扇数调节下泄流量，大大降低原有翻板闸泄水无法控制导致下游城市被淹的风险，另一方面也增加发电量，带来很大的经济效益。

2018年贵州铜仁项目（90m*5m）--抬高水位，水电站增容

国外合页闸项目的建设目的多以蓄水灌溉为主，如缅甸梅泽丽拦河闸灌溉工程（261米长，2米高），及金达（Kintat）水库扩容项目（183米长，1.5米高），均在河床式溢流堰顶加建合页闸，实现汛期降闸行洪，枯水期升闸蓄水，增加库容，扩大灌溉面积。以梅泽丽项目为例，项目建成后新增拦蓄水量60万方，灌溉面积96777英亩（58.8万亩），提升了灌溉保证率，为当地农作物增产约10%。增收约6000万元，增加当地农民收入，促进当地经济发展。

缅甸梅泽丽项目（261m*2m）---蓄水灌溉