深孔闸门

承受较大水头，门叶顶、侧及底部均需设止水的潜没式闸门。它包括工作闸门、事故闸门和检修闸门。通常认为工作水头在50m以上时为高水头闸门，25～50m为中水头闸门，小于25m为低水头闸门。

发电引水道的深孔闸门，闸后过流为有压流，流速较小，仅在启闭过程中出现过渡流态。泄水道深孔闸门，闸后过流为自由泄流，流速较大，高水头闸门水流流速达25～40m/s，甚至更大，容易引起水道及闸门段空蚀破坏和闸门振动。

深孔闸门的门型常用弧形闸门和平面闸门。发电引水道上，流速较低，闸门门槽对水流影响小，可采用平面闸门作检修闸门和事故闸门。泄水道上，由于流速较高，一般采用平面闸门作事故闸门（实际运行次数很少），用弧形闸门作工作闸门（需经常运行，无门槽，水力条件好）。

用于泄水深孔的高压弧形工作门的形式按止水装置的布置分为3种：①常规止水高压弧门。②伸缩式止水高压弧门。③压紧式止水偏心铰高压弧门。

常规止水高压弧门门叶上设置顶、侧和底止水，依靠预压缩量与孔口四周严密封水，不需设门槽，保持了水流边界的连续性。为防止弧门在启闭过程因门顶止水移位而漏水，通常需在孔口顶部胸墙上增设一道顶止水，通过工程使用，以转铰式止水适应性较好。

伸缩式止水高压弧门和压紧式止水偏心铰高压弧门的特征是：止水装置的元件均布置在沿闸门孔口弧状突扩门槽的背水面上，止水元件工作面基本上与弧门面板的曲率面相吻合，并分别依靠可控（充泄水）压力或偏心机械力使两个止水弧面挤紧接触达到止水目的。突扩跌槛式门槽的体形应进行水力模型试验验证确定。伸缩式止水弧门的支铰一般采用圆柱铰；偏心铰弧门的支铰结构较复杂，需外加一套操作偏心铰轴的液压设备，闸门启闭操作时，偏心铰铰轴位置可以微调，启闭时先转动偏心铰使门叶后移少许，止水从压紧状态松开，再行启闭闸门，到达预定开度后，微调偏心铰使门叶前移压紧止水。已建的伸缩式止水高压弧门和压紧式止水偏心铰高压弧门主要有：①吉尔吉斯斯坦托克托古尔（Токтогуль）坝内深孔出口伸缩式止水弧门孔口尺寸5.0m×6.0m，水头112.3m；中国天生桥一级水电站大坝泄洪放空底孔出口伸缩式止水弧门孔口尺寸6.4m×7.5m，水头120m。②塔吉克斯坦努列克（Нурек）坝泄洪洞偏心铰弧门孔口尺寸5m×6m，水头110m。③巴基斯坦塔贝拉（Tarbela）坝隧洞出口偏心铰弧门孔口尺寸4.88m×7.3m，水头137m。④中国龙羊峡和东江水电站大坝深、底孔偏心铰弧门分别为5m×7m和6.4m×7.5m，水头均为120m。⑤中国小浪底工程大坝孔板洞偏心铰工作弧门4.8m×5.4m，水头139.4m。

平面滚轮闸门多用于水头不超过70～80m的高水头深孔，过高的水头易导致门槽空蚀破坏。如巴基斯坦塔贝拉（Tarbela）坝隧洞进口闸门，每孔4m×13.7m，承受64～114m范围的水头，连续运行约40 d后，闸门启闭失控，门槽和隧洞受到严重空蚀，以致隧洞坍塌破坏。平面滑道闸门，也有以青铜作滑道，将门槽构件组成整体封闭外壳，承受高水头的小孔口，称为高压闸门。瑞士莫瓦桑（Mauvoisin）坝的泄水闸门，口门1.8m×3m，设计水头达200m。美国的格伦峡（Glen Canyon）坝泄水闸门，口门2.14m×3.2m，在某次春汛中，曾经出现最大水头达106m，最大流速达41m/s，运行历数月。后在检测时发现，仅门叶底部和门槽下游部位存在不严重的空蚀现象，认为是较成功的实例。

高、中水头深孔泄水闸门的两个主要问题是门槽空蚀和闸门振动。在高速水流状态下，由于边界突变或其他原因，在平面闸门的门槽处或闸门局部开启时的底槛处，都易于发生空蚀。防止深孔闸门空蚀的措施有：①使过闸水流的空穴数大于初生空穴数（不同体形的门槽其初生空穴数也不相同）。②对高水头深孔闸门，应使水流的边界尽可能不发生突变，因此需要选用合理的门槽形式。当流速在30m/s以下时，可以参照已建工程选择初生空穴数小的门槽形式；当流速大于30m/s或要求经常局部开启的闸门，由于流态复杂，则更需要参照已建工程运行经验对所选门槽形式进行水力试验加以验证；对中等水头的闸门，当流速为20～25m/s时，可采用斜坡Ⅱ型门槽；对低水头闸门，当流速小于20m/s时，才采用矩形门槽。③在水流边界易于空蚀的部位，即门槽上、下游一定的范围内，采用钢板、低水灰比的高标号混凝土等抗蚀护面材料衬护，并要求将衬护形成体形准确的平整表面。

深孔闸门在高水头和高流速下运行时容易导致振动，其原因是由于闸门顶部漏水或底部出水紊流绕流以及水流的脉动压力所引发。防止闸门振动的主要措施有：①改进止水的形式，防止顶部止水漏水。考虑闸门承受水压后可能的变形，止水橡皮应采用一定的预留压缩量。此外，还应将顶止水的压板靠橡皮头的边缘作成翘头形式，防止止水发生翻卷。②增强与漏水有关的构件的刚度，如大跨度滚轮平面闸门顶梁和底缘部件的刚度，以及弧形闸门支臂的刚度。③提高闸门与门槽的安装精度，保持启闭过程中，滚轮平面闸门的滚轮与轨道能平稳接触，以及保持弧形闸门两支铰的同心度。④改进闸门底缘形式，避免淹没出流操作。对深孔平面闸门，采取向门后补气等措施，保持流态平稳。