资源简介
中华人民共和国水利行业标准
SL/T 545—2026
替代 SL 545—2011
水利水电工程铸铁闸门技术规范
Technical specification for cast iron sluice gates in water resources and hydropower projects
2026-03-21 发布 2026-06-21 实施
中华人民共和国水利部发布
前言
根据水利技术标准制修订计划安排,按照 SL/T 1—2024 《水利技术标准编写规程》的规定,对SL 545—2011《铸铁闸门技术条件》进行修订,并更名为《水利水电工程铸铁闸门技术规范》。
本标准共9章,主要技术内容有:
---铸铁闸门的设计要求;
——铸铁闸门的制造和安装要求;
——铸铁闸门标识、运输及存放要求;
——铸铁闸门检验及验收的要求。
本次修订的主要内容有:
---调整了标准的适用范围;
——增加了术语章节;
——补充完善了铸铁闸门设计要求;
——增加了铸铁闸门安装技术要求;
——补充完善了铸铁闸门检验要求。
请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别专利的责任。
本标准所替代标准的历次版本为:
----SL 545-2011
本标准批准部门:中华人民共和国水利部
本标准主持机构:水利部水利工程建设司
本标准解释单位:水利部水利工程建设司
本标准主编单位:水利部水工金属结构质量检验测试中心
本标准参编单位:上海勘测设计研究院有限公司安徽省六安恒源机械有限公司
目次
1 总则 1
2 术语 3
3 基本规定 4
4 设计 5
4.1 一般规定 5
4.2 荷载 5
4.3 材料及容许应力 5
4.4 结构及零部件设计 7
4.5 控制系统 10
5 制造 11
5.1 一般规定 11
5.2 铸造 11
5.3 机械加工 11
5.4 装配 12
5.5 涂装 12
6 安装 13
7 检验 14
8 标识、运输及存放 18
9 验收 19
标准用词说明 20
标准历次版本编写者信息 21
条文说明 23
1 总则
1.0.1 为规范铸铁闸门技术要求,保证铸铁闸门质量,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于水利水电工程及其他水工程铸铁闸门的设计、制造、安装及验收。
1.0.3 铸铁闸门的设计、制造及安装,应符合安全、环境保护及节能等有关规定,宜采用经过验证的新技术、新工艺和新材料。
1.0.4 本标准主要引用下列标准:
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 1176 铸造铜及铜合金
GB/T 1184 形状和位置公差未注公差值
GB/T 1220 不锈钢棒
GB/T 1348 球墨铸铁件
GB/T 1591 低合金高强度结构钢
GB 6514 涂装作业安全规程涂漆工艺安全及其通风 GB/T 9439 灰铸铁件
GB/T 14173 水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范 GB/T 17241.1 铸铁管法兰第1部分: PN 系列
GB/T 17241.2 铸铁管法兰第2部分: Class 系列 GB 30981 工业防护涂料中有害物质限量
GB 50343 建筑物电子信息系统防雷技术规范
SL 74 水利水电工程钢闸门设计规范
SL/T 105 水工金属结构防腐蚀技术规范
SL/T 582 水工金属结构制造安装质量检验检测规程 SL/T 721 水利水电工程施工安全管理导则
SL/T 722 水工钢闸门和启闭机安全运行规程
AQ 7016 铸造安全规范
1.0.5 铸铁闸门的设计、制造、安装及验收除应符合本标准规定外,还应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
下列术语及其定义适用于本标准。
2.0.1 铸铁闸门 cast iron sluice gate
设置在水工建筑物的过流孔口,门板和门框均为铸铁材质的闸门。
2.0.2 门板 gate leaf
铸铁闸门中可移动的板式或板肋式挡水结构。
2.0.3 门框 gate frame
安装在水工建筑物中用于支承门板的固定结构件。
2.0.4 导轨 guide rail
连接在门框两侧上部的导向结构,门板可在其间移动,实现闸门的打开和关闭。
3 基本 规定
3.0.1 铸铁闸门应按照批准的设计图纸和技术文件制造。设计图样应包括总图、装配图及主要零件图。
3.0.2 铸铁闸门所用材料及外购件的品种、规格、性能应符合设计要求及国家现行有关标准的规定,并应具有质量合格证明文件。
3.0.3 海水和腐蚀性污水环境下的铸铁闸门,门板和门框等部件,宜采用耐蚀合金铸铁。
3.0.4 防腐涂料的挥发性有机化合物及其他有害物质含量应符合GB 30981的规定。
3.0.5 采用铸铁门框和钢结构门体的复合闸门,其铸铁门框应符合本标准的规定;钢结构门体设计应符合SL 74的规定,其制造、安装及验收应符合GB/T 14173的规定。
3.0.6 铸铁闸门的运行维护及安全评价宜按 SL/T 722 的有关规定执行。
3.0.7 铸铁闸门制造和安装应符合SL/T 721关于安全的规定。
4 设计
4.1 一般 规定
4.1.1 水利水电工程采用铸铁闸门时,应符合下列条件之一:
1 设计水头不大于6.0 m。
2 设计水头为6.0m~12.0 m, 且孔口宽度或直径不大
3.0 m.
4.1.2 铸铁闸门结构设计和验算应采用容许应力法。
4.1.3 铸铁闸门具备防洪功能时,应设置备用电源或其他应急启动方式。
4.1.4 潜孔式铸铁闸门门后不能充分通气时,应在紧靠闸门下游的孔口顶部设置通气孔。
4.1.5 孔口宽度大于600 mm 时,门板上端宜设置安装用吊环或吊孔。
4.1.6 铸铁闸门的启闭力计算应符合 SL 74 中平面闸门启闭力计算的相关规定。
4.2 荷载
4.2.1 铸铁闸门的荷载计算、荷载组合应符合 SL 74的规定。
4.2.2 闸门有双向挡水要求时,应分别按正向、反向工作水头验算。
4.2.3 闸门有局部开启过流工况时,设计荷载应考虑动力系数, 动力系数宜取1.1~1.2。
4.2.4 地震设计烈度大于或等于VⅡ度时应考虑地震荷载。
4.3 材料及容许应力
4.3.1 设计水头不大于6.0 m且孔口宽度不大于3.0 m 的铸铁闸门,可采用HT200、HT250 等灰铸铁;设计水头大于6.0 m
5
或孔口宽度大于3.0 m 的铸铁闸门,宜采用QT 400、QT 450 等球墨铸铁。
4.3.2 铸铁闸门部件主要材料及其标准可参照表4.3.2采用。
表4.3.2 铸铁闸门部件主要材料及其标准
部件 名称
材料
材料标准
门板、门框和导轨、楔块、吊耳
HT 200、HT 250
GB/T 9439
QT 400、QT 450
GB/T 1348
止水密封条
ZCuSn 5Pb5Zn5
GB/T 1176
12Cr 13、06Cr 19Ni10
GB/T 1220
螺栓、螺钉、螺母
12Cr 13
Q235
GB/T 700
Q355
GB/T 1591
预埋钢板、地脚螺栓
4.3.3 铸件材料的物理性能参数可按表4 . 3 . 3采用。
表4.3.3 铸件材料物理性能参数
铸件类别
弹性模量E
/MPa
剪切模量G
线胀系数α
/(K⁻¹)
灰铸铁
1.35×10³
0.4×10³
1.0×10⁻³
球墨铸铁
1.45×10°
0.7×10⁵
1.2×10⁻⁶
4.3.4 铸件容许应力应符合表4.3.4的规定。
表4.3.4 铸件容许应力单 位:MPa
应力种类
符号
铸件牌号
HT 200
HT 250
QT 400
QT 450
轴心抗压和弯曲抗压
[σ。]
110
140
210
250
弯曲抗拉
[σ w]
30
35
95
115
抗剪
[r]
20
70
85
局部承压
120
170
局部紧接承压
[oa
40
50
75
90
6
4.4 结构及零部件设计
I 门板
4.4.1 门板的抗拉、抗压和抗剪强度应满足容许应力要求;挠度不应大于构件计算跨度的1/1500。
4.4.2 门板板面厚度应满足铸造工艺的最小厚度要求,且不应小于按公式(4.4.2)的计算值。门板板面计算厚度可按四边固定的弹性薄板承受均布荷载考虑。
(4.4.2)
式中 δ——门板板面的计算厚度 (mm);
a——门板板面计算区格的短边长度 (mm);
K,—— 支承板长边中点弯曲应力系数,平板加强肋闸门
Ky 取0.5,拱形闸门 K, 取 0.35~0.5;
q——门板板面计算区格中心的水压力强度 (MPa); [σ ]—铸件材料的弯曲抗拉容许应力 (MPa);
C——腐蚀裕度,取2.0 (mm).
4.4.3 孔口宽度大于400 mm时,门板宜设置横肋和纵肋。横肋布置时应验算其正应力、剪应力和挠度,纵肋应按构造要求布置。横肋和纵肋应与面板整体铸造。
4.4.4 带肋平板闸门宜按简支梁验算其强度、挠度。验算时, 应考虑面板作为横肋的翼缘参与计算,有效宽度取与其相邻两横肋中心距的一半。
4.4.5 拱形闸门宜采用等截面两铰拱验算其强度、挠度。
4.4.6 平板闸门的梁格宜布置在迎水面,拱形闸门的拱面宜布置在迎水面。
Ⅱ 门框 与导 轨
4.4.7 门框、导轨的抗拉、抗压、抗剪强度应按最大设计水头
7
验算。
4.4.8 门框、导轨的厚度应在计算厚度基础上增加2.0mm的腐蚀裕度,所取厚度同时应满足铸造工艺的最小厚度要求。
4.4.9 门框与管口采用法兰连接时,门框法兰应符合 GB/T
17241.1 或 GB/T 17241.2的规定,法兰螺孔应对称均匀布置在法兰的垂直中心两侧。
4.4.10 门框法兰与墙管法兰之间应设置止水垫片,止水垫片应符合 GB/T 17241.1 或GB/T 17241.2的规定。
4.4.11 导轨可与门框整体铸造,也可与门框采用螺栓连接。
4.4.12 铸铁闸门在全开位置时,导轨的顶端应高于门板的中心线。
4.4.13 门框、导轨宜采用二期混凝土安装。
4.4.14 在一期混凝土中预留铸铁闸门安装槽口时,槽口尺寸应满足铸铁闸门安装调整和二期混凝土浇筑的需要。预留槽口的深度不宜小于200 mm、宽度不宜小于500 mm。
4.4.15 槽口内一期混凝土中与门框和导轨安装相对应的位置宜设置预埋钢板,且与导轨等高。预埋钢板后应设置锚筋,并与一期混凝土的钢筋牢固连接。
Ⅲ 止水
4.4.16 设置止水密封条时,应分别设置于门框和门板的相应位置。
4.4.17 单件止水密封条加工后的厚度不应小于6.0mm, 宽度 不应小于15.Omm。
4.4.18 止水密封条应与开槽加工后的门框和门板采用环氧树脂粘接,并用沉头螺钉固定。
4.4.19 采用橡胶底止水结构时,应保持止水结构的连续性。橡胶水封的物理力学性能应符合 SL 74的相关规定。
4.4.20 常用止水摩擦副间摩擦系数可按照表4.4.20采用,相应工作面的粗糙度 Ra 不应大于3.2μm.
8
表4.4.20 常用止水摩擦副间摩擦系数
材料
系数值
青铜对青铜
0.20
工程塑料合金对不锈钢
0.15
不锈钢对青铜
0.30
IV 吊耳或吊块螺母匣
4.4.21 门板的上端应设吊耳或吊块螺母匣。吊耳或吊块螺母匣受力的合力应与闸门重心垂线重合。
4.4.22 孔口宽度在1.5m 以下规格的铸铁闸门,吊耳或吊块螺母匣宜与门板整体铸造;孔口宽度大于1.5m时,吊耳或吊块螺母匣可用螺栓与门板连接。
4.4.23 吊耳或吊块螺母匣应做下列验算:
1 吊耳孔壁的局部承压、抗拉强度。
2 吊耳销轴的抗弯、抗拉强度。
3 吊块螺母匣的抗剪、局部承压强度。
V 楔紧装置、紧固件与销轴
4.4.24 门板与门框两侧应设置可调节的楔紧副,其可采用楔块与楔块或楔块与偏心销的结构型式。
4.4.25 承受双向水头的铸铁闸门宜在门板与门框顶部、底部设置可调节的锁紧楔紧副。采用平底式布置时不宜在底部设置锁紧楔紧副。
4.4.26 楔紧副应验算抗拉、抗压和抗剪强度。
4.4.27 销轴与螺栓等紧固件应按最大荷载验算。
VI 埋件
4.4.28 埋件应满足门框和导轨安装时的固定要求,可选择预埋锚筋或预埋钢板的方式。
4.4.29 埋件采用预埋钢板时,预埋钢板和地脚螺栓的规格及间距应符合表4.4.29的规定。
9
表4.4.29 预埋钢板和地脚螺栓的规格及间距单位:mm
孔口短边长度或直径L
预埋钢板
地脚螺栓
厚度
宽度
螺栓规格
螺栓间距
L<500
≥10
M12
≤350
500≤L≤1600
≥12
100
M16
≤400
1600
≥14
M20
≤450
3000
≥16
≤500
L,4000
M24
4.4.30 埋件采用预埋钢板时,其背面应加焊锚筋,锚筋的直径不应小于12 mm, 锚筋间距可取200 mm~ 250 mm.
4.5 控制 系统
4.5.1 铸铁闸门应设置现地控制设备。采用电力驱动启闭机时应设置备用电源或手动操作机构。
4.5.2 铸铁闸门有远程控制要求时,应符合下列规定:
1 应具备现地控制与远程控制切换功能。
2 应设置闸门开度检测及控制装置,闸门开度应实时显示, 闸门运行至预设开度及全开和全关位置时,应能自动停止运行。
3 宜设置水位和流量监测装置。
4.5.3 控制系统的电气保护与安全防护应符合下列规定:
1 水下或露天电气设备的防护等级应为IP68, 室内电气设备的防护等级不应低于IP54。
2 系统应具有过流保护、过压保护及超载保护等功能。
3 电气系统及设备防雷保护应满足GB 50343的规定。
4 安装在野外的测控设备,应采取防护措施。
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5 制造
5.1 一般 规定
5.1.1 门板、门框应在铸造时附带同炉或同体试棒。
5.1.2 灰铸铁件的化学成分和力学性能应符合 GB/T 9439的规 定。球墨铸铁件的化学成分和力学性能应符合 GB/T1348 的规定。铜合金铸件的力学性能应符合GB/T 1176规定。
5.1.3 门板、门框和导轨等主要铸件应时效处理。
5.1.4 铸件应铲平浇口、冒口、多肉和锐边,清除毛刺、氧化皮、锈迹、粘沙、结疤、油污和炉渣。
5.1.5 铸造过程中的安全与环保应符合 AQ 7016 等的相关规定。
5.2 铸造
5.2.1 孔口宽度在2 . 0m 以下时,门板和门框均应整体铸造; 孔口宽度在2 .0m 及以上时,门板和门框可分节铸造。
5.2.2 不应有裂纹、冷隔、缩孔等影响铸件使用性能的缺陷。
5.2.3 铸件毛坯加工面上可存在加工余量范围内的表面缺陷。
5.2.4 铸件表面气孔、疏松与砂眼的总面积不应超过其所在面面积的3%。在100 mm ×100 mm 的范围内缺陷不应多于2处, 且不应呈蜂窝状。
5.2.5 铸件毛坯表面缺陷深度不应超过该处壁厚的1/8,且不大于3.0mm。单个缺陷直径不应大于10.0mm。
5.3 机械 加工
5.3.1 门板、门框和导轨的尺寸应符合设计要求,加工面的平面度应符合 GB/T 1184 中公差等级9的要求。
5.3.2 止水工作面应进行整体加工。
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5.3.3 止水密封条机械加工后,密封面不应有接刀痕迹、划痕、 裂纹和气孔等缺陷。
5.3.4 止水密封条表面粗糙度和楔紧面表面粗糙度 Ra 不应大于3.2μm。
5.3.5 吊耳孔应镗削加工。组装式门板的连接孔应配钻,组装式的门框连接处应设置定位装置。
5.3.6 铸铁闸门机械加工后的几何尺寸等质量要求应符合表7.0.3 的规定。
5.4 装配
5.4.1 闸门处于全闭位置时,门板与门框的各楔紧面应相互楔紧。用0. 1mm的塞尺沿各楔紧面测量间隙,塞尺通过的长度累积不应大于各楔紧面长度的50%。
5.4.2 闸门处于全闭、平放、无外加荷载条件下,用塞尺测量止水密封面间隙,间隙值不应大于0.1mm。
5.4.3 门板止水密封条下边缘与门框止水密封条宜平齐。
5.4.4 组装式门板节间止水面间隙不应大于0.2mm。
5.4.5 导轨与门框采用螺栓连接时,工作面错位不应大于 0.2mm .
5.4.6 门板与门框的侧面间隙不宜大于1.5mm。
5.4.7 门板与门框和导轨组装后,应进行3次全行程启闭试验, 全运行范围内应运行平稳、无卡阻。
5.5 涂装
5.5.1 铸铁闸门的涂装应满足设计文件及合同要求,涂装施工及检验应符合SL/T 105 的相关规定。
5.5.2 涂漆工艺安全及其通风净化应符合 GB 6514 的有关规定。涂料储存及调配场所应具有通风条件并配置消防器材,喷漆室、作业有限空间配置的灯具和各类电气设备应具有防爆功能。
5.5.3 铸铁闸门在涂装过程中不应涂抹腻子等装饰材料。
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6 安装
6.0.1 闸门安装前应具备出厂合格证明材料。
6.0.2 安装前,施工单位应对铸铁闸门规格型号进行复核。
6.0.3 铸铁闸门应采用门板和门框呈装配状态的整体安装方式。
6.0.4 铸铁闸门安装前应复核槽口及埋件的位置和尺寸,一期、 二期混凝土的结合面应凿毛并清理干净。
6.0.5 铸铁闸门安装过程中门板应处于全闭状态,楔紧副应楔紧。铸铁闸门安装质量要求应符合表6.0.5的规定。
表6.0.5 铸铁闸门安装质量要求单位: mm
项次
检验 项目
质量 要求
里程
最大允许偏差±5.0
高程
闸门中心线与孔口中心线的偏差
最大允许偏差±3.0
门框垂直度(上下游方向)
≤2.0
门框垂直度(左右方向)
6.0.6 门框和导轨在浇筑二期混凝土过程中不应发生变形或移位。
6.0.7 二期混凝土浇筑应达到设计强度的70%后方可拆模。拆模后应复测铸铁闸门安装位置和形位公差。
6.0.8 铸铁闸门安装后,应在无水情况下做3次全行程启闭试验。闸门应启闭顺畅,无卡阻、振动和异常响声。启闭试验后止水密封面间隙值不应大于0.1mm。
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7 检验
7.0.1 铸铁闸门制造、安装质量检验检测项目应符合本标准及设计文件的规定。
7.0.2 铸铁闸门制造、安装检验检测用的仪器和设备应符合计量器具检定/校准的规定。
7.0.3 铸铁闸门制造质量检验应符合表7.0.3的规定。
表7.0.3 铸铁闸门制造质量检验
检验项目
质量要求
检验方法
规格型号
应符合设计要求
测量尺寸,查阅资料
闸门外观
无裂纹、缺角和掉边
目视检查
铸件表面质量
应符合第5.2.2条、第 5.2.4条、第5.2.5条的规定
铸件化学成分和力学性能
灰铸铁应符合GB/T 9439,球墨铸铁应符合
GB/T 1348的规定
应符 合 G B / T 9439或GB/T 1348 的规定
闸门外形
尺寸
/mm
孔口短边长度或直径L≤800
钢卷尺测量
孔口短边长度
或直径
800
最大允许偏差±4.0
1200
孔口短边长度或直径
L>2000
最大允许偏差±7.0
14
续表7.0.3
横肋厚度
T≥16
最大允许偏差±1.5
钢板尺或钢卷尺测量
横肋高度 /mm
H<50
50≤H≤120
最大允许偏差±2.0
H>120
最大允许偏差±2.5
横肋间距
D<200
200≤D≤400
钢板尺或钢卷尺
测量
D>400
最大允许偏差±6.0
吊耳中心与门板中心距离偏差
≤1.5mm
钢卷尺或钢直尺测量
门板板面厚度
不应小于设计厚度
厚度卡尺或钻孔
止水密封条厚度
应符合设计要求,且不允许负偏差
钢板尺或游标卡
尺测量
止水密封条宽度
应符合设计要求,最大允许偏差±10%
钢板尺或游标卡尺测量
止水密封面间隙
≤0.1m m
塞尺测量
节间止水面间隙
≤0.2mm
15
门板与门框侧面间隙
≤1.5 mm
16
止水密封条表面粗糙度Ra
≤3.2μm
粗糙度对比试块或粗糙度仪测量
17
楔紧面表面粗糙度Ra
18
涂层外观
涂层外观均匀一致,无流挂、妓泡、漏涂等缺陷
19
涂层厚度
涂层测厚仪测量
渗漏试验
通过 任意 1 m 长度 的止水范围内渗漏量不应大于1.25 L/min
闸门全闭,门框孔口向上平放,门框孔口内注满清水。 用量筒、秒表等器具检测
7.0.4 铸铁闸门安装质量检验应符合表7 . 0 .4的规定。
表7.0.4 铸铁闸门安装质量检验
最大允许偏差±5.0mm
全站仪和钢卷尺测量
水准仪测量
闸门中心线与孔口中心线的偏差
最大允许偏差±3.0mm
钢卷尺或钢直尺测量
≤2.0mm
闸门运行性能
闸门启闭过程应顺畅,无明显偏斜、卡阻和振动.无异常响声
视听检查
≤0.1mm
闸门在承受正向工作水头压力时,通过任意1m长
度的止水范围内渗漏量不应
大于1.25 L/min;承受反向工作水头压力时,通过任意1m长度的止水范围内
渗漏量不应大于2.5 L/min
量筒和秒表测量
7.0.5 铸铁闸门安装后,应对控制系统功能进行试验。
7.0.6 铸铁闸门的检验,除应符合本标准规定外,还应符合 SL/ T 582的相关规定。
8 标识、运输及存放
8.0.1 铸铁闸门应有标识,并应包括下列内容:
1 制造厂名或厂标。
2 产品名称。
3 产品编号。
4 产品型号或主要技术参数。
5 制造日期。
8.0.2 铸铁闸门应呈装配状态运输。运输时门板、门框和导轨应固定牢固,并应采取安全防护措施。
8.0.3 铸铁闸门附件应成套装箱。产品合格证、使用说明书及装箱单等文件应齐全。
8.0.4 铸铁闸门存放应设置可靠的支承,并应采取防止损坏和锈蚀的措施。
9 验收
9.0.1 出厂验收应提交下列资料:
1 设计文件、图纸及设计变更通知。
2 主要材料的化学成分和力学性能检测报告。
3 外购件及外协件的质量证明书。
4 制造质量检验记录或报告。
5 重大缺陷处理记录。
9.0.2 安装验收应提交下列资料:
1 设计文件、变更通知及竣工图纸。
2 安装质量检验记录或报告。
3 铸铁闸门及控制系统试运行记录。
4 重大缺陷处理记录。
9.0.3 铸铁闸门出厂验收和安装验收完成后,验收各方应形成验收会议纪要。
标准 用词 说明
标准用词
严格 程度
必须
很严格,非这样做不可
严禁
应
严格,在正常情况下均应这样做
不应
宜
允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做
不宜
可
有选择,在一定条件下可以这样做
标准历次版本编写者信息
SL 545—2011
本标准主要起草人:靳红泽韩志刚李东风宋江毅
王翠萍崔双保
21
SL/T545- 2026
条文 说明
修订 说明
SL/T 545—2026《水利水电工程铸铁闸门技术规范》,经水利部2026年3月21 日以第6号公告批准发布。
本标准在修订过程中,编制组根据新阶段水利高质量发展对铸铁闸门的要求,总结了我国水利水电工程铸铁闸门在设计、制造、安装及检验中存在的问题和实践经验,融合了水利标准发展新理念,同时参考了有关部门规章、规范性文件等进行修订。
为便于广大设计、施工、科研、管理等单位人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,《水利水电工程铸铁闸门技术规范》编制组按照章、节、条、款、项的顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明。本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力, 仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。
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1 总则 26
2 术语 27
3 基本规定 28
4 设计 29
5 制造 33
6 安装 35
7 检验 36
8 标识、运输及存放 37
9 验收 38
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本章是在原标准第1章和第2章的基础上补充、修改而成。
1.0.3 新增。本条是针对铸造行业特点新增的。铸铁闸门生产涉及高能耗、高排放工艺。本条旨在引导企业在生产过程中积极落实国家“双碳”战略目标以及环境保护要求。强调新技术、新工艺和新材料应经过验证,是为了防止未经工程实践验证的技术盲目进入水利市场,确保技术创新与工程安全并重。
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本章为新增章节。通过界定铸铁闸门及其核心部件的术语定义,旨在统一行业技术认知,确保标准执行的准确性。
2.0.1 重点明确了“铸铁闸门”是指门板与门框均为铸铁材质的闸门。这主要是为了在工程实践中,将纯铸铁闸门与“铸铁门框+钢结构门体”的复合闸门进行技术区分。对于复合闸门,其技术要求在3.0.5条中已有明确规定,即铸铁件执行本标准,钢结构件执行钢闸门相关标准。
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本章是在原标准3.1技术资料的基础上补充、修改而成。
3.0.3 新增。耐蚀合金铸铁是通过在铸铁基体中加入 Ni、Cr、 Cu等元素提高铸铁的耐蚀性,可以提高铸件在海水、腐蚀性污水环境中的耐蚀能力。
3.0.5 新增。在水利工程实践中,采用铸铁门框与钢结构门体组成的复合闸门,可以有效结合铸铁材质耐磨损、耐腐蚀以及钢结构强度高、重量轻、大跨度、适应性强的优点。由于铸铁材料 (脆性材料)与钢材(塑性材料)在受力机理、加工工艺及质量检验标准上存在本质差异,单一标准难以覆盖,故本条明确采取 “分类引用”的原则:铸铁门框作为本标准的主体部件,其材质性能、铸造质量及机械加工要求要严格执行本标准的规定;钢结构门体在性质上属于钢闸门范畴,其结构设计要遵循SL 74《水利水电工程钢闸门设计规范》中关于强度、刚度及稳定性的计算要求;其制造、安装及验收要遵循GB/T14173《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》,以确保焊接质量、防腐处理及整体几何精度的规范性。
3.0.6 新增。本条内容引导运行维护工作参照SL/T 722《水工钢闸门和启闭机安全运行规程》执行,构建了铸铁闸门从建设到运行管理的完整链条。
3.0.7 新增。为了执行国家有关安全生产的规定,切实保障人民生命财产安全,同时与SL/T721《水利水电工程施工安全管理导则》保持协调,本次修订增加了此条规定,体现了水利高质量发展的要求。
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4.1 一般 规定
本节为新增章节。
4.1.1 3.0 m 跨度和12.0 m水头界限是基于铸铁材质(灰铸铁)抗拉强度低、脆性大的物理特性,结合数十年的设计统计分析得出的安全阈值。铸铁破坏具有无预警的断裂性特征,设定此边界旨在强制引导大跨度、高水头工况下优先选用韧性更强的钢闸门。
4.1.2 原标准仅对铸铁闸门主要部件设计及验算时规定了安全系数,本次修订明确了将容许应力法作为铸铁闸门设计及验算方法。
4.1.3、4.1.4 本次修订过程中根据《水利工程建设标准强制性条文(2020年版)》规定,结合铸铁闸门的工程实际,新增了两条保障铸铁闸门运行安全的要求。
4.2 荷载
4.2.1 SL 74对荷载计算、荷载组合做了详细规定,铸铁闸门承载形式与钢闸门相似,本次修订明确铸铁闸门设计过程中有关荷载计算、荷载组合的方法参照SL 74 执行。
4.3 材料及容许应力
本节是在原标准3.2的基础上补充、修改而成。
4.3.1 新增。本条规定了铸铁闸门主材的选型原则,旨在通过匹配材料力学性能与工况载荷,提升结构的本质安全水平。灰铸铁(如 HT200、HT250)具有良好的铸造工艺性能、耐磨性及减振性,但其抗拉强度较低且具有显著的脆性。根据我国中小型
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水利工程的长期运行实践,在设计水头不超过6.0m 且孔口宽度不大于3.0m的条件下,闸门构件的弯曲应力在材料的可控范围内,采用灰铸铁在满足强度要求的同时具有较好的经济性。 随着设计水头或孔口宽度的增加,闸门面板及加强肋所承受的弯矩显著增大。球墨铸铁(如 QT400、QT450)通过球化处理, 其抗拉强度、屈服强度及冲击韧性均优于灰铸铁,力学性能接近碳素钢。在本条规定的较大工况下,选用球墨铸铁能够有效避免因材料脆性导致的突发性断裂风险,提高大尺寸或高水头闸门的结构可靠性。
4.3.4 新增。本次修订结合工程实际,新增了铸件不同应力种类下的容许应力规定,方便设计选用。
本节是在原标准3.3的基础上补充、修改而成。
4.4.2 新增。多年来,铸铁闸门门板厚度设计计算沿用 SL 74 中关于平面钢闸门初选面板厚度的计算方法。由于铸铁和钢板的拉伸性能存在较大差异,本标准门板厚度计算公式对SL 74 中计算公式的弹塑性调整系数进行了修正,并增加了腐蚀裕度。
4.4.17 新增。止水密封条厚度是保障闸门止水可靠性的关键。 设定“不小于6.0mm” 的下限,是考虑到密封条需采用沉头螺钉固定,需预留足够的紧固厚度以防运行中密封条脱落或失稳。 同时,该厚度也考虑了止水密封条在全生命周期内多次研磨维护的消耗。止水密封条宽度规定是基于水工金属结构密封接触应力的典型验算结果。若宽度过小,在高水头下密封条易产生塑性变形。
4.4.23 新增。本条规定了铸铁闸门起吊部件结构强度的验算要求。起吊部件(吊耳或螺母匣)是连接门体与启闭机的关键受力构件,承担着闸门自重、设计启闭力及可能产生的动荷载。由于铸铁材料具有显著的脆性且抗拉、抗剪强度相对较低,起吊部位在应力集中处极易发生突发性断裂,属于工程安全的高风险点。
1、2 规定针对采用销轴连接的工况。吊耳孔壁受拉断面较小,且销轴在承受启闭力时会产生弯矩。通过验算孔壁局部承压和抗拉强度,以及销轴的抗弯、抗拉性能,可有效防止吊耳断裂或销轴失效导致的闸门脱落事故。
3 规定针对螺杆式启闭机常用的螺母匣连接方式。起吊力主要通过螺母匣的台阶或支撑面传递,产生较大的剪切应力和局部挤压应力。验算其抗剪和局部承压强度,是确保螺杆传动系统稳固、防止连接机构剪断失效的必要技术手段。
4.5.1 本条规定了闸门操作的可靠性和应急要求。现地控制是保障安全运行的第一道防线,操作人员通过现地观察可以及时应对异常工况。考虑到水利工程多位于野外,电网受极端天气影响存在停电风险,故规定电力驱动时必须具备手动机构或备用电源,以确保在失去主电源时仍能通过应急手段启闭闸门,保障防洪与排涝安全。
4.5.2 本条规定了远程控制及自动化的技术要求。
1 切换功能旨在明确操作权属,防止远程误操作对现地检修作业人员造成伤害。
2 开度检测及限位控制是实现无人值守和自动化的技术基础。设定自动停止功能(限位保护)是为了防止启闭机发生“冲顶”或因过度闭合导致铸铁门体受损。
3 水位和流量监测是水利数字孪生及精准调度的重要数据来源。使用“宜”字是考虑到不同工程的规模与管理需求差异, 对于重要断面或需精确控制下泄流量的闸门,优先配置相应监测装置。
4.5.3 本条规定了控制系统在复杂水工环境下的电气安全与物理防护要求。
1 防护等级 ( IP)的选择:考虑到铸铁闸门常处于高湿度、
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易受水沫喷溅甚至可能被淹没的恶劣环境,电气设备的密封性能直接关系到系统的可靠性。水下或露天安装的设备(如行程开关、传感器、现地控制箱等)规定采用IP68 等级,旨在确保其在长期潮湿或极端强降雨、短期淹没情况下仍能保持内部干燥, 防止电气短路。室内设备规定不低于 IP54, 是为了防范泵站、 机房内常见的灰尘积聚及意外水溅带来的风险。
2 铸铁闸门在运行中可能由于泥沙淤积、漂浮物卡阻或导轨锈蚀等原因产生阻力异常。设置超载保护可有效防止电机因过载而烧毁;过流与过压保护则是为了应对野外电网电压波动及系统内部故障,通过自动切断电源保护昂贵的测控元件不受损。
3 水利工程通常分布在开阔的河流、水库附近,属于雷电多发区域。采用GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 作为技术依据,要求系统具备感应雷及电磁脉冲防护能力,是确保电子控制模块(如PLC、传感器信号转换器)在雷雨季节稳定运行的关键。
4 野外防护措施的范畴:对于安装在偏远野外的监测设备 (如开度计、水位计),除技术层面的电气防护外,还应考虑实体保护措施。这包括设置金属保护罩、加锁控制箱及防非法拆卸的加固措施,旨在降低设备被盗窃、人为破坏或野生动物干扰的概率,从而维持监测数据的连续性并降低管理成本。
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5 制造
5.1.1 对同炉或同体试棒的要求是确保检测结果是铸件质量的真实反映。
5.1.2 由于GB/T 9439《灰铸铁件》和GB/T 1348《球墨铸铁件》中已将机械性能修改为力学性能,为保持标准之间的协调性,本次修订对原标准3.2.1做了编辑性修改。
5.1.4 依据GB/T 9439 及 GB/T 1348 中灰铸铁与球墨铸铁关于表面质量的要求,同时结合铸铁闸门工程实际,对铸件的表面质量提出要求。
5.1.5 铸造行业具有工作环境危险、排放严重的特点,随着国家对安全与环保的重视,新增了保障铸造过程安全与环保的要求。
5.2 铸造
5.2.2~5.2.5 新增。为保障铸铁闸门质量,对铸件不允许存在的缺陷类型和允许存在的缺陷及其尺寸进行了规定。
5.3 机械 加工
5.3.1~5.3.4 新增。为保障铸铁闸门的止水效果,增加了铸铁闸门止水面机械加工的要求。
5.3.5 新增。为保障铸铁闸门装配及安装质量,增加了铸铁闸门吊耳孔及组装式门板和门框的机械加工要求。
5.3.6 新增。为保障铸铁闸门后续装配及安装质量,增加了铸铁闸门机械加工检验项目及质量要求。
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5.4 装配
5.4.5 新增。结合工程实际,为保障导轨与门框的安装质量, 同时考虑到导轨与门框机加工能达到的精度,增加工作面错位值的要求。
本节是在原标准3.5的基础上删减、修改而成。
5.5.2 修订。为了保障铸铁闸门涂装过程中的作业安全,对涂装场所的安全及通风设施要求做了修订。
5.5.3 新增。为了保障铸铁闸门质量,不得通过涂抹腻子等方式掩盖铸件表面缺陷。
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6 安装
本章为新增章节。
6.0.4 在一期混凝土凿毛后浇注二期混凝土,能使一期、二期混凝土结合更加紧密,提高混凝土结构稳定性。
6.0.6 为了保障门框和导轨的安装质量,安装单位需要采取固定措施,避免门框和导轨在浇注混凝土时发生变形,同时整体不发生移位。
本章是在原标准3.6的基础上补充完善而成。
7.0.3、 7.0.4 新增。本次修订补充完善了铸铁闸门制造及安装的检验项目和质量要求,并针对每个检验项目给出检验方法,便于铸铁闸门的质量控制及检验的执行。
7.0.5 新增。为了确保闸门控制系统正常工作,在安装后对控制、采集、监测、通信等功能进行调试,以满足设计功能及使用要求。
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8 标识、运输及存放
本章是在原标准第4章的基础上删减、修改而成。
8.0.2 修订。考虑到铸铁材质易碎、易崩角的特点,细化了运输过程中的支承与固定要求,防止因搬运不当导致构件结构受损。
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9 验收
9.0.1 出厂验收是质量控制的关键节点,旨在确认产品在离开制造基地前已达到设计要求。化学成分及力学性能报告是判定铸铁材质合格的核心依据;外购件(如密封面材料、紧固件等)的质量直接影响闸门整体性能,必须确保其来源可追溯。重大缺陷处理记录的提交,是为了评估修复工艺对结构安全性的潜在影响,确保验收方拥有充分的知情权。
9.0.2 安装验收侧重于考核闸门与土建工程的配合精度以及现场运行的平稳性。竣工图纸要真实反映施工过程中的设计变更。 闸门及控制系统试运行记录是验证闸门在实际工况下启闭是否顺畅、止水是否严密、限位是否准确的关键证据,是判定安装质量是否合格的最直接依据。

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