一、工程概況

劉家道口樞紐位于山東省臨沂市沂河干流上，是國家治淮19項骨干工程之一，是沂沭泗河洪水東調南下關鍵性控制工程。工程等別為Ⅰ等，工程規模為大（1）型。沂河節制閘級別為1級，位于華北地震帶的郯城至廬江大斷裂帶內，相應地震基本烈度為9度，為目前國內抗震設防烈度最高的大型水閘。全閘采用露頂式16×8.5—8.2m（寬×高—水頭）弧形鋼閘門36扇，2×1000 kN液壓啟閉機啟閉。

二、技術特點

1．強地震區大型水閘工程總體設計方案綜合優選新技術。針對劉家道口節制閘工程規模大、抗震設防要求高、社會功能需求多等特點，研究綜合閘門多種跨徑、弧形閘門多種啟閉型式、水工及金屬結構抗震性能、水功能條件、生態美學建筑特點、電氣自動化程度、工程管理運用狀況、工程投資等多種因素，解決了復雜條件下水閘工程的總體設計方案的優選問題，提出了融合水功能及生態美學為一體的強地震區大型水閘的總體設計方案綜合優選新技術。

（劉家道口節制閘2×1000kN液壓啟閉機動力站泵房全景）

2．弧形閘門液壓啟閉機總體布置優化技術研究。提出以液壓啟閉機總造價為目標函數，提出了系統、準確、經濟的表孔弧門液壓啟閉機總體布置優化設計方法。可在最大可行域內獲得表孔弧門液壓啟閉機的整體布置最優，進而確定啟閉機容量和工作行程的最佳組合值。

（劉家道口節制閘大型弧形閘門及液壓啟閉機系統）

（劉家道口節制閘弧形閘門支座及混凝土錨體吊裝）

3．大型表孔弧形閘門7、8、9地震烈度多工況下整體受力及變形研究。采用空間有限元分析方法，對9度強地震區大型表孔弧形閘門進行了不同地震烈度多工況的整體受力及變形研究。驗證了9度強地震設計烈度情況下，弧形閘門門葉結構及“A”型斜支臂箱型組合截面結構設計合理性、安全可靠性。

（弧形閘門支座及混凝土錨體）

4．弧形閘門錨體支座結構研究。提出了一種新型鋼箱混凝土錨體弧門支座預應力閘墩結構，建立了數學模型及設計計算方法，解決了弧門支座與閘墩結合部位及閘墩局部受拉區混凝土抗裂問題，大幅度提高了鋼箱錨體支座的承載能力和剛度。

5．振動時效消應技術在大型弧形閘門鋼箱錨體支座中的應用研究。課題研究首次將振動時效技術應用于水利水電工程大型弧形閘門支鉸鋼梁，與傳統的熱時效相比，解決了施工工期、環境污染及多次重復消應等難題。解決了60mm、80mm、100mm超厚鋼板的箱形焊接構件的振動時效技術難題，填補了超厚鋼板、大體型焊接構件應用振動時效消除殘余應力的技術空白。

6．聲發射動態無損檢測技術在閘門靜應力原型觀測中的應用研究。課題研究首次利用聲發射動態無損檢測技術，監控檢測弧形閘門上、下主橫梁區域和支臂與門葉連接區域等重要構件中是否有危險的聲發射源，證明了弧形閘門在不斷增加荷載的過程中安全性。

（劉家道口樞紐工程全貌）

工程項目成果強地震區大型水閘金屬結構關鍵技術研究與實踐，獲得2009年山東省科技進步三等獎。劉家道口樞紐工程榮獲2011年度山東省優秀工程勘察設計一等獎；2010年中國水利工程優質（大禹）獎；2013年全國優秀水利水電工程勘測設計金質獎。劉家道口節制閘榮獲第十屆中國土木工程詹天佑獎。