第六章 船闸水工建筑物(1-2).
(完整版)水工建筑物整理考点(2)
水工建筑物考试大纲(20124011)第一章绪论目前我国水利水电工程高坝建设的历史之最：世在建的最高双曲拱坝：锦屏一级水利枢纽工程，高305m。
界最高的面板堆石坝：水布垭面板堆石坝，高233m。
世界上最高碾压混凝土坝：龙滩水利枢纽，高216.5m。
最大的枢纽工程:三峡大坝各种水工建筑物的作用：一般(1)挡水建筑物：如坝、堤防、水闸及施工围堰等。
(2)泄水建筑物：如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔，设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。
(3)输水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等。
(4)取(进)水建筑物：如深式进水口、进水塔和各种进水闸等。
(5)整治建筑物：如丁顺坝、潜坝、导流堤、防波堤、护底、护岸等。
专门(1)水力发电建筑物：如水电站厂房、前池、调压井等。
(2)农田水利建筑物：如专为农田灌溉用沉沙池、冲沙闸等。
(3)水运建筑物：如船闸、升船机、鱼道、过木道等。
水工建筑物、水利枢纽的定义：水工建筑物：为满足防洪、发电、灌溉、供水、航运等任务在河流的适宜段修建的建筑物。
(完成各项任务所需要的建筑物)水利枢纽：对于开发河川水资源来说，常须在河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的水工建筑物，以控制水流并便于协调运行和管理，这一多种水工建筑物组成的综合体就称为水利枢纽。
（不同类型水工建筑物组成的综合体）防洪工程的措施，水利工程的优缺点：防洪工程的基本措施：（1）上拦：治本，拦蓄洪水控制泄量；（2）下排：治标，疏通河道，提高行洪能力。
（3）两岸分滞：设蓄滞洪区分洪减流。
（4）应着重关注水土保持。
（5）同时建立洪水预报、预警系统和洪水保险制度。
水利工程优缺点（1）工作条件的复杂性。
（2）受自然条件制约，施工难度大。
（3）对自然环境及社会环境影响大。
①利：兼顾发电、灌溉、供水、养殖、旅游、治理旱涝灾害等。
②弊：库区：淹没、滑坡坍岸、水库淤积、生态变化、水温变化、水质变化、气象变化、诱发地震、卫生条件恶化。
水工建筑物知识点整理
名词解释：aij：J号单位荷载对i点的径向线变位。
安全储备： (R-S) ＞0 其中：R-结构抗力；S-作用效应。
不平衡剪力：脱离体两侧的剪力的差值。
侧槽式溢洪道：侧槽式溢洪道是岸边溢洪道的一种型式，溢流堰设在泄槽一侧，沿等高线布置，水流从溢流堰泄入与轴线大致平行的侧槽后，流向作90°转弯，再经泄槽或隧洞流入下游。
弹性抗力：当衬砌承受荷载向围岩方向变形时将受到围岩的抵抗，把这个抵抗力称为弹性抗力。
弹性抗力：当衬砌受到某些主动力的作用而向围岩方向变位时，会受到围岩的限制而产生反作用力。
是一种被动力，能协助衬砌分担外荷载，是有利的。
低水头水工建筑物：一般指水头不超过30m的水工建筑物，主要有水闸、低坝、橡胶坝、船闸等，多数建在软基上，也有建在岩基上的。
地下轮廓线：水闸闸基不透水的铺盖，板桩及底板等与地基的接触线，即闸基渗流的第一根流线，称为水闸的地下轮廊线。
反滤层：反滤层一般由1～3层级配均匀，耐风化的砂、砾、卵石或碎石构成，每层粒径随渗流方向而增大。
反滤的作用是滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗透变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。
防渗长度：把不透水的铺盖、板桩和底板与地基的接触线，是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线，其长度称为防渗长度。
拱冠梁：贯穿各层拱圈顶点的悬臂梁。
拱效应：在心墙坝中，非粘性土坝壳沉降速度快，较早达到稳定，而粘土心墙由于固结速度慢，还在继续沉降，坝壳通过与心墙接触面上的摩擦力作用阻止心墙沉降，这就是坝壳对心墙的拱效应。
拱效应使心墙中的铅直应力减小，甚至由压变拉，从而使心墙产生水平裂缝。
固结灌浆：采用浅孔低压灌注水泥浆对坝基加固处理的办法。
管涌：坝体和坝基土体中部分颗粒被渗流水带走的现象，是土坝渗流变形的一种形式。
海漫：是水闸紧接护坦之后，还要继续采取的防冲加固措施，其作用是进一步消减水流的剩余能量，保护护坦和减小对其下游河床的冲刷。
回填灌浆：是为了充填围岩与衬砌之间的空隙，使之紧密结合，共同工作，改善传力条件和减少渗漏。
船闸水工建筑物设计规范(doc 8页)
船闸水工建筑物设计规范(doc 8页)2．2．2 在综合性枢纽中，位于挡水前沿的闸首和闸室等挡水建筑物的级别应与枢纽中其他挡水建筑物级别一致。
3．1．1 船闸结构计算应考虑运用、检修、完建、施工和特殊工况等情况，并应符合下列规定。
3．1．1．1 运用情况应考虑下列最不利的水位组合：(1)上游或墙前为上游最高通航水位，下游或墙后为相应的最低水位或排水管水位；3．2．1 船闸结构设计应进行下列验算和计算：(1)结构整体抗滑、抗倾和抗浮稳定性验算；(2)地基承载力验算和地基沉降计算；(3)渗透稳定性验算；(4)结构各部位强度计算和限裂验算；(5)边坡整体稳定性验算；(6)其他验算或计算。
3．3．1* 当采用式(3．2．2-1)验算岩基船闸或采用式(3．2．3-1)和式(3．2．3-2)计算土基船闸抗滑稳定时，抗滑稳定安全系数Kc应符合表3．3．1的规定。
抗滑稳定安全系数Kc 表3．3．13．3．2* 当采用式(3．2．2-2)验算基岩船闸抗滑稳定时，抗滑稳定安全系数Kc′应符合表3．3．2的规定。
抗滑稳定安全系数Kc′ 表3．3．2荷载组合安全系数基本组合①≥3.0②≥2.5①≥2.5特殊组合②≥2.33．3．3* 当采用式(3．2．8)计算船闸结构的抗倾稳定时，抗倾稳定安全系数K0应符合表3．3．3的规定。
抗倾稳定安全系数Ko 表3．3．33．3．4* 当采用式(3．2．9)计算船闸结构的抗浮稳定时，抗浮稳定安全系数Kf应符合表3．3．4的规定。
抗浮稳定安全系数Kf 表3．3．4水工建筑物级别安全系数1、2≥1.13、4、5≥1.053．3．6* 土基上的分离式闸墙结构，地基不得出现拉应力。
3．3．7* 岩基上分离式船闸结构地基反力的最小应力σmin应大于零。
3．4．1 在闸首、闸室和导墙等结构间，新旧建筑物间及地基土质、高程突变处，均应设置伸缩一沉降缝。
4．1．5 地基设计应包括承载力、稳定性和沉降的计算。
船闸第六章 船闸水工建筑物(8-10学时)-(二、闸首、地基梁、防渗排水)2014-5-17
3、横向荷载的分配
由于闸首结构的整体作用，横向荷载必 然通过闸首边墩扩散、传递到底板的一 定范围内，而使直接受荷部位实际承受 的弯矩减少。 水头较高的船闸这种分配效应更加明显。 中小水头一般不考虑横向荷载的分配。 1）门推力的横向分配 将线荷载，简化为若干集中力，考虑向 下45度扩散效应，进行分配。 式中 hi——横向力Syi距闸首底板中心 轴的距离，m ；li ——横向力Syi 在闸首 底板处的分布长度，m。
1）门前段：满足检修门槽、廊道进口以及最小结构长度的需要
2）门龛段（门库段），与门型有密切的关系 a)人字门
d：门龛深度(m) 一般为门厚加0.4~0.8m b)横拉门 c)三角门
3）门后段（支持段）， 满足门推力作用下稳定、强度要求，并应考虑廊道出口布置尺寸需 要
2、边墩宽度
底部宽度：门龛深度、廊道宽度、阀门井尺寸有关，一般2~3倍廊 道宽度。顶部宽度：启闭设备的布置，及其他需要，顶部可设悬臂 加宽。
第六章 船闸水工建筑物
渠化工程
河海大学港海学院港航系Fra bibliotek6.4 船闸闸首结构
6.4.1 闸首结构布置与构造
土基上，为了避免边墩的不均匀沉降而影响闸门的正常工作，一般 采用整体式。岩基上，常采用分离式。 闸首的尺度，往往由布置需要决定的。输水系统、闸门、阀门及其 启闭机械的布置，有无帷墙也有很大的差别
1、闸首的长度
闸首结构的计算内容：
1）闸首结构稳定验算包括：整 体抗滑、抗倾、抗浮、渗流稳定
性和地基承载力等验算。
2）强度验算包括：边墩强度、 底板强度、局部强度等验算。 3）沉降计算
1、整体抗滑稳定计算
（反映了空间性，考虑了横向回填土摩擦力） 抗滑稳定安全系数按下式计算：
第六章 船闸水工建筑物
三、分离式闸室结构计算（续） a a 2) 薄型锚筋衬砌墙： p (2.4ln 1.1) 4t 2t Z （1）锚筋断面： F mZ L （2）钢筋锚固长度： d R mZ L （3）锚孔深度： d R 5．混合式闸墙： 6．分离式闸室的底板计算： M ( q) b b 2 3 双铰底板计算： b V P ( q)b 2
l0．地震力：当设计烈度为6度时，可不进行抗震计算，但应适当采取抗震 构造措施；设计烈度为7~9度的船闸应进行抗震设计。9度以上专项研究 。 （1）地震惯性力； （2）地震土压力；（3）地震水压力。
Pc
二、计算情况及荷载组合 1．计算情况 作用在船闸结构上的荷载，可能以不同组合方式出现。在设计计算时，一 般都选取起控制作用的组合方式进行计算。 最不利荷载组合的工作情况通常称为计算情况，主要有运用、检修、完建 、施工和特殊工况等，可根据工程的具体情况分析选取。 (1)运用情况。在船闸运转过程中，闸室内的水面可能与上游水位或下游水 位齐平；若为多级船闸时，则为闸室的高水位或低水位。在设计时，应 研究以下几种可能发生的最不利水位组合。 ①闸室内为上游最高通航水位，墙后地下水取可能出现的最低地下水位 或墙后排水管水位。②闸室内为下游最低通航水位，墙后取可能出现的 最高地下水位或墙后排水管水位。③当船闸与其他水工建筑物并列布置 时，相邻建筑物进行检修的不利水位；④可能出现的最大水位差的其他 不利组合。 (2)检修情况。船闸检修时，可能的最不利水位组合，是将闸室内的水完全 抽干，墙后地下水处于检修期可能出现的最高水位，并有闸面活荷载的 作用。
cos
三、设计应具备的基本资料 设计阶段：初步设计、技术设计和施工详图三阶段 不同的设计阶段规定了不同的设计任务和要求，为完成所规定的任务，需 具备相应的可靠资料。船闸水工建筑物设计的基本资料包括过闸客货运 量、船型、自然条件、航道状况、建筑材料来源、施工条件等。 为保证设计的质量必须具备以下基本资料： (1)船闸自上游引航道至下游引航道范围的水上、水下地形图。有时还应包 括上游锚地及下游锚地范围的地形图。 (2)整个船闸范围的地质纵横剖面图。 (3)水文、气象资料，包括各种特征水位，河流泥沙淤积f青况以及气温、 水温、风向、风速等资料。 (4)整个船闸范围的地质综合报告，包括工程和水文地质条件、地基的承载 能力、岩石风化程度，持力层深度、地震烈度以及建筑材料性能、取料 场地等； (5)施工条件及施工设备等的有关资料。
第六章 水闸
1.流体力学方法（了解）
������2 ℎ ������������ 2 ������2 ℎ + 2 ������������
= 0（拉普拉斯方程）
渗透坡降 ������ =
������ ������
（2）莱茵法 莱茵于1934年根据更多的实际工程资料认为：沿闸基渗流轮廓线单位长 度消耗的水头并不相同，单位水平渗流消耗的水头只为单位铅直渗流的 1 3 。 如全部折算为铅直渗流，则折算后渗流长度 ������′ 为：
������′ = ������1 + ������2 3
������
∵ ������′ ≥ ������ ′ ������
∴
������ 3
+ 18 ≥ 4.0 × 10 − 3 = 28
������ ≥ 30 m 答：铺盖的长度至少为30米。
10.00
3.00 0.00
−1.00 −2.00
������ ������ 3
15
������
排水起点
四、地下轮廓线的布置
������ ������
→ 加大������ → 加铺盖 + 板桩 + 排水设备后移 】
3. 粉砂地基【地震时易流动 → 打封闭板桩】 4. 有承压水的地基【排水】
渗透压力图解（延长铺盖）
延长前
延长后
闸底板渗透压力减小，渗径延长
渗透压力图解（排水设备前移）
移动前
移动后
闸底板渗透压力减小，渗径缩短
④挡潮闸
作用：①阻止海潮沿河流上溯，免使土地盐碱化； ②汛期受潮水顶托，易造成内滞（可抽排）。 启闭运用条件：涨潮时（关闸挡水）、退潮时（开闸泄水）。 特点：受双向水头作用。
水工建筑物知识点总结
第一章绪论1.水利枢纽与水工建筑物的基本概念为满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物，而不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
第二章水工建筑物设计综述1.水工建筑物的分类和水工建筑物的分级水工建筑物按承担任务分：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物（导流堤、护岸、护底等）、专门建筑物（水闸、船闸、升船机等）将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
水利水电工程的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
2.水利工程的特点（1）工作条件复杂（2）受自然条件制约，施工难度大（3）效益大，对环境影响也大（4）失事后果严重（5）个别性强3.作用效应组合、作用效应分析方法作用：指外界环境对水工建筑物的影响。
主要作用有：重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效应：建筑物对外界作用的响应。
如：应力、变形、振动等荷载：在进行结构分析时，如果一开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用称为荷载，也叫直接荷载。
直接荷载如：自重、水荷载间接荷载：在进行结构分析时，无法用一个明确的外力来表示，其作用及产生的作用效应只能在结构分析中同步求出。
建筑物的作用效应分析方法：○1数学模型：物理模型（模型试验）○2经验类比○3解析法、差分法、有限元第一类正常运用情况下的基本组合、第二类为施工检修组合、第三类为非常情况下的特殊组合作用效应组合4.水工建筑物安全储备的表达方法、设计准则安全储备：1.单一安全系数法；2.分项系数极限状态设计法极限状态：当整个结构(包括地基)或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求时，称此种特定状态为该功能的极限状态。
船闸水工建筑物设计规范标准
目次1 总则2 基本规定2.1 一般规定2.2 建筑物级别2.3 基本资料3结构设计原则3.1 一般规定3.2 结构计算3.3 安全系数3.4 建筑物分缝4 地基4.1 一般规定4.2 地基承载力验算4.3 土坡和地基稳定验算4.4 地基沉降计算4.5 地基处理5 防渗与排水5.1 一般规定5.2 防渗与排水设施5.3 渗流计算6. 荷载6.1 荷载计算6.2 荷载组合7 闸室结构设计7.1 一般规定7.2 重力式闸墙结构设计7.3 扶壁式闸墙结构设计7.4 衬砌式闸墙结构设计7.5 混合式闸墙结构设计7.6 板桩和地下连续墙结构设计7.7 悬臂式闸墙结构设计7.8 底板设计7.9 整体式闸室结构设计8 闸首结构设计8.1 一般规定8.2 整体式闸首设计8.3 分离式闸首设计9 导航和靠船建筑物及护坡和护底设计9.1 一般规定9.2 导航和靠船建筑物设计9.3 护坡和护底设计10 观测设计10.1 一般规定10.2原型观测设计附录A摩擦系数和粘聚力附录B岩土分类附录C地基承载力验算附录D查表法确定地基容许承载力附录E地基垂直附加应力计算附录F阻力系数法附录G常用材料重度附录H主动土压力近似计算附录J双铰底板地基反力计算附录K本规范用词用语说明附加说明本规范主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理人员名单附条文说明1总贝U1.0.1为适应船闸工程建设的需要，统一船闸水工建筑物设计的技术要求，提高船闸设计水平，做到技术先进、经济合理、安全可靠和适用耐久，制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建、扩建和改建内河l~VII级船闸水工建筑物设计，低于级的船闸和海船闸水工建筑物设计可参照执行。
1.0.3本规范采用定值单一安全系数法。
1.0.4船闸水工建筑物设计应积极慎重地采用新技术、新结构和新材料。
1.0.5本规范应与船闸工程设计的其他规范配套使用。
1.0.6船闸水工建筑物设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2012渠化工程考试复习题
第一章绪论1.河流渠化是指在天然河流上建筑一系列拦河闸坝和通航建筑物，利用闸坝雍水作用增加上游河段的通航水深，利用通航建筑物来克服筑坝后所形成的水位落差，以达到改善通航条件的目的。
2.根据渠化河段是否连续，河流渠化分为：连续渠化和局部渠化；根据渠化水头的大小，河流渠化又可分为：高坝渠化和低坝渠化。
3.通常采用航道整治、疏浚和渠化等工程措施来改善天然河流的航行条件。
4.河流渠化的影响:A增加航道尺度，改善河流航行条件，提高航道通过能力，缩短航程。
B水位提高，产生滑坡，坍塌C 水库封冻时间慢，水体热量增大D流速小，改变鱼类的生长条件。
第二章渠化工程规划1.渠化工程的基本任务就是要确定梯级的数目、枢纽的位置以及雍水的高度，也就是要拟定河流的渠化梯级开发方案。
2.渠化工程规划的原则是什么（1）综合利用水资源，是遵循渠化工程规划必须遵循的一条重要原则（2）统一航道标准的原则；（3）应遵循经济规律，减小因工程建设带来的副作用；（4）贯彻近期与远期结合的原则；（5）渠化工程规划不仅要考虑和平时期民用客货运输的需要，还要考虑战争时期军用船舶和军用物资运输的需要；（6）渠化工程规划应尽量采用先进的技术和科学的管理方法，使内河航运的运输能力、质量、效率及成本各个方面逐步实现现代化。
3.渠化工程规划的程序：预可行性研究阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段。
4.渠化工程规划的内容:A渠化河流航道等级的拟定B渠化枢纽坝址选择以及梯级布置方案的拟定C枢纽的平面布置以及其主要技术经济指标的计算D进行梯级布置方案的比较以及开发程序的确定5.渠化工程规划资料A渠化河段的经济营运资料B渠化河段的航道资料C渠化河段的地质情况D地形资料E水文、泥沙、气象资料。
第三章渠化枢纽1.为了综合利用水资源，在渠化工程中，通常需要建造不同的水工建筑物，并把它们有机地组合在一起，以发挥枢纽更高的使用效果，这些建筑物的综合体称为渠化枢纽。
2.渠化枢纽一般由挡水建筑物，泄水建筑物，通航建筑物，水电站，坝岸连接及护岸建筑物组成。
水工建筑物课件-水闸资料
五、水闸设计内容和所需基本资料（了解）
（一）水闸的设计内容
➢闸址选择； ➢确定孔口形式和尺寸； ➢防渗、排水设计； ➢消能、防冲设计； ➢稳定计算； ➢沉降校核； ➢地基处理； ➢选择两岸连接建筑的型式和尺寸； ➢结构设计等。
（三）水闸设计所需基本资料
➢ 河流规划 ➢ 运用要求 ➢ 地形、地质、水文、气象、泥沙、地震烈度 ➢ 建筑材料 ➢ 施工及交通运输条件等。
g—重力加速度，m/s2。
⑵ 孔流情况：
L0
Q
a 2gH
（ 6–2）
式中: a——闸门开度或胸墙下孔口高度，m；
、μ——宽顶堰上孔流的淹没系数和流量系数，
可由《水闸设计规范》(SL265–2001) 的附表查得。
过闸单宽流量q直接影响消能防冲的工程量和工程造价。闸 孔总净宽L0↑，q↓；闸孔总净宽L0↓，q↑。 为此，需要结合河床或渠道的土质情况、上下游水位差、 下游水深等因素，选用适宜的最大单宽流量qmax。 q的选用：
过水能力：与上下游水位、底板高程、闸孔净宽相互关联， 需对不同方案进行技术经济比较后确定。
4.确定闸室单孔宽度和总长度
闸室单孔宽度l0：根据闸门型式、启闭设备条件、闸孔
一、水闸的类型
1、按承担任务分类（图6–1）
（1）节制闸（拦河闸） 一般拦河而建，枯水期截断河道，抬高水位，以
利于上游航运或进水闸引水，洪水期用以控制下泄流 量。节制闸在灌溉渠系中位于干、支渠分水口附近。 （2）进水闸（取水闸）
在河道、水库或湖泊的岸边，建闸引水，并控制 入渠流量。有开敞式及涵洞式两种，常建在渠首。
❖ 葛洲坝二江泄洪闸：共27孔，闸高33m，最大泄量达 83900m3/s，居全国之首，1988年至今运行良好。
水工建筑物简介
个中间闸首，将闸室分为前后两部分。见图 10-5。
图10–5
具有中间闸首的船闸
1–中间闸首；2–上闸首；3–下闸首；4–前闸室； 5–后闸室
（3）井式船闸
当水头较高，且地基良好时，
为减少下游闸门的高度，可选用井式船闸。
见图10-5。在下闸首建胸墙，胸墙下留有过闸
量少，一次提升高度大。本节侧重介绍船闸。
一、船闸 （一）组成
船闸由闸室、闸首和引航道组成，见图10-1。
图10–1
船闸示意图
1–闸室；2–上闸首；3–下闸首；4–闸门；5–阀门； 6–输水廊道；7–门龛；8–检修门槽；9–上游引航道；10–下游 引航道
（1）闸室——介于上、 下闸首及两侧边墙间一个供过坝 （闸）船队（舶）临时停泊的场所。
船闸的等级而定，对Ⅰ、Ⅱ级船闸，应不小于设计最大船队
（舶）满载吃水深的1.5倍。引航道的横断面一般为梯形，边坡 依土质稳定条件来确定，通常为1：2～1：3。 引航道平面布置示意图如图10–8 。
图10–8
引航道平面布置示意图
1–闸室；2–闸首；3–引航道
（五）过闸时间、
通过能力和耗水量
二、升船机
界上最大的平衡重式升船机是三峡工程升船机，最大
垂直行程113m，承船箱尺寸120m×18m×3.5m（水
深），可通过3000t级的客货轮，通过时间约为40分钟， 设备总起重能力达11800t。
（3）浮筒式升船机[图10–10（c）]。将金属浮筒
浸在充满水的竖井中，利用浮筒的浮力来平衡升船机活
动部分的重量，电动机仅用来克服运动系统的阻力和惯 性力。这种升船机工作可靠，支撑平衡系统简单，但提 升高度不能太大，且浮筒井及一部分设备经常处于水下， 不便于检修。目前世界上最大的浮筒式升船机是德国的 新亨利兴堡升船机，提升高度14.5m，承船厢尺寸 90m×12m，厢内水深3.0m，载船吨位1350t。
水工建筑物名词解释
水工建筑物名词解释水工建筑物是指建筑工程中与水相关的建筑物，主要包括水库、堤坝、船闸、渠道、港口、码头等。
这些建筑物的主要功能是调节、利用和控制水资源，提供灌溉、供水、航运等需要。
1. 水库：是储存大量水资源的人造水体，通常通过拦截河流或水源来实现水资源的储备和调度。
水库主要用于提供农业灌溉、城市供水、发电等用途，同时也可以抵御洪水、调节流量等。
2. 堤坝：是建于河流或湖泊上的人造土石构筑物，用于防洪、调节河流水量和提供供水。
堤坝按照用途可分为农田堤坝、河床堤坝和水库堤坝。
3. 船闸：是水上交通中用于调节水位、控制船舶通行的水路工程。
船闸通过开关闸门，改变船舶所在区域的水位高低，使船舶可以安全通过。
4. 渠道：是人工开凿或构筑的输水渠，用于引水灌溉农田或供应城市用水。
渠道按照用途可分为灌溉渠道、引水渠道和排水渠道。
5. 港口：是水上交通的重要场所，提供船舶靠泊、装卸货物、进出口贸易等服务。
港口通常包括码头、船坞、集装箱储运区和相关设施。
6. 码头：是港口中用于船只靠岸和装卸货物的区域，通常由混凝土或钢结构建造，配有吊车、集装箱堆场、货物堆放场等设施。
7. 水闸：是水工建筑物中用于控制水流的设施，通常用于河流的调节、分洪和提供水源。
水闸通过开启或关闭闸门，调整水流量和水位。
8. 水坝：是用于拦截河流、形成蓄水区的工程构筑物。
水坝在截流的同时，也可以用来发电、供水和控制洪水，是水资源调节和利用的重要手段。
9. 排涝设施：是用于排除积水、防止水浸的建筑设施，主要包括排水管道、沟渠和泵站等。
排涝设施通常用于排除地下水位过高、降低洪水水位等目的。
10. 养护设施：是用于维护水工建筑物并确保正常运营的设施，主要包括检修门、输水管道、防渗设施和防腐设施等。
这些设施可以延长水工建筑物的使用寿命和提高安全性。
水工建筑物重点知识总结
水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。
3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类：（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。
*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点（了解）（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点)（1）水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等（2）水工建筑物的分级永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物 永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…分级依据：工程等别、作用、重要性 级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。
3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)（1）承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。
水工建筑物船闸结构计算讲义PPTPPT
2、阻力系数法
阻力系数法的基本原理是将建筑物地基内的整个渗流区域大 致按等势线位置分成几个基本渗流段形，各段渗流水头损失与各 段的阻力系数成正比。 主要计算步骤： （1）地基分段
将地基沿渗流流程，一般可通过板桩角点和尖点的等水头线进 行分段（图6-8、图6-9）。地基分段可归纳为进出口段、内部垂 直段和水平段。三种基本段形。
二、荷 载 计 算
1、土压力 土压力是作用在船闸上的主要荷载之一。计算土压
力时，应根据地基性质、结构类型及回填土性质等因素 判别土压力的计算状态。根据分析、观测并结合 船闸建 设具体情况复算，基本可以分为以下三种状态：
（1）土基上的重力式、扶壁式、悬臂式等结构，墙后填土应按 主动土压力计算；
（2）土基上设斜桩和带横撑的直桩基础上或岩基上的重力式、 扶壁式、悬臂式、混合式结构等，以及一般的整体式结构， 由于墙身变位受到限制，主动极平衡状态一般难以发生，墙 后填土应按静止土压力计算；
三、渗 流 计 算
通常，船闸的渗流计算可简化为平面问题进行。工 程设计中，常用的方法有渗径系数法和阻力系数法。 1、渗径系数法
渗径系数法是一种简化的方法。该法是将船闸下的 地下防渗轮廊线，化引为水平的计算轮廊线，即将板 桩、齿墙等垂直的下轮廊线按比例化引为水平长度而 展开，然后绘制渗透压力图形，从而可以求出各相应 段的渗透压力值，如图6-7 ：
200
500<DW≤1000
100
3000<DW≤5000
250
船舶系缆力在建筑物长度方向上的分布与船舶撞击力相同。
4、波浪压力
计算波浪压力，首先要确定波浪的大小即波浪要 素——波高和波长。受风浪作用的船闸建筑物，当无 可靠波高、波长资料时，根据船闸所处的位置，可参 照下列方法进行计算：
水工建筑物教学课件
通过技术手段，如无人机、遥感探测等，巡检范围更广，更快更准确地发现问题，提高安 全性。
水工建筑物的案例分析
三峡大坝
是世界最大的水电站和水利 项目，是抗洪和供水的主要 调节工程。
南水北调
是中国目前规模最大、工程 技术最复杂的调水工程。
黄河勘测工程
是中国河流工程中规模最大、 成功率最高、技术难度最大 的综合型勘测工程。
3 水流状态
4 安全与环境保护
主要考虑水流速度、水质、水位和入流流 量等的规律，根据设计要求和实际情况进 行处理。
要充分考虑因洪水、地震、腐蚀等可能出 现的危险，防范环境污染和生态破坏。
水工建筑物的施工过程
1
钢筋混凝土坝
基础开挖-钢筋绑扎-混凝土浇筑-炮眼开挖-坝面修理-溢洪道施工
2
砌石坝
基础处理-砌体结构-堵缝灌浆-坝顶处理-溢洪道施工
水工建筑物教学课件PPT
让我们一起探索水工建筑物的世界吧！本课件将从定义、设计、施工、维修 等方面为您全面介绍水工建筑物的知识点。
水工建筑物的定义和分类
水坝
是拦截洪流、调节水流、提供水源和水力发电 的重要基础设施。
泄洪设施
是防止水库决堤和防洪调度的关键措施，通常 采用溢洪道、泄洪孔、闸门等形式。
船闸和运河
结语和总结
水工建筑物是人类智慧和工程学的结晶，在各种应用领域都具有广泛的应用价值。我们要充分利用科技 手段，执着追求新的发展，让更多更好的水工建筑物走进人们的生活和灾害预防。
3
取水工程
导流设备安装-进口闸门安装-溢流口安装-取水孔开挖-引水隧道掘进-外环境处理
水工建筑物的维修与检测
定期巡检
定期对水工建筑物进行外观和内部设备的检查，确保设施正常运行，并及时处理设备故障、 泄漏和裂缝等问题。
船闸水工建筑物设计规范
目次1总则2 基本规定2.1一般规定2.2 建筑物级别2.3 基本资料3结构设计原则3.1 一般规定3.2 结构计算3.3 安全系数3.4 建筑物分缝4 地基4.1一般规定4.2地基承载力验算4.3土坡和地基稳定验算4.4地基沉降计算4.5地基处理5 防渗与排水5.1一般规定5.2防渗与排水设施5.3渗流计算6.荷载6.1 荷载计算6.2 荷载组合7 闸室结构设计7.1 一般规定7.2 重力式闸墙结构设计7.3 扶壁式闸墙结构设计7.4 衬砌式闸墙结构设计7.5 混合式闸墙结构设计7.6 板桩和地下连续墙结构设计7.7 悬臂式闸墙结构设计7.8 底板设计7.9 整体式闸室结构设计8 闸首结构设计8.1 一般规定8.2 整体式闸首设计8.3 分离式闸首设计9 导航和靠船建筑物及护坡和护底设计9.1 一般规定9.2 导航和靠船建筑物设计9.3 护坡和护底设计10 观测设计10.1 一般规定10.2 原型观测设计附录A 摩擦系数和粘聚力附录B 岩土分类附录C 地基承载力验算附录D 查表法确定地基容许承载力附录E 地基垂直附加应力计算附录F 阻力系数法附录G 常用材料重度附录H 主动土压力近似计算附录J 双铰底板地基反力计算附录K 本规范用词用语说明附加说明本规范主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理人员名单附条文说明1总则1.0.1为适应船闸工程建设的需要，统一船闸水工建筑物设计的技术要求，提高船闸设计水平，做到技术先进、经济合理、安全可靠和适用耐久，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建、扩建和改建内河I~VII级船闸水工建筑物设计，低于级的船闸和海船闸水工建筑物设计可参照执行。
1.0.3 本规范采用定值单一安全系数法。
1.0.4 船闸水工建筑物设计应积极慎重地采用新技术、新结构和新材料。
1.0.5 本规范应与船闸工程设计的其他规范配套使用。
1.0.6 船闸水工建筑物设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
水工建筑物各章总结
第一章绪论1. 什么是水利工程？水利工程的根本任务及分类？答：水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而兴建的各项工程，总称为水利工程；根本任务：除水害、兴水利；分类：1）按其承担的任务分：防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、城市供水及排水工程、航道及港口工程、环境水利工程等；2）按水利工程对水的作用可分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水处理工程等。
2. 什么是水工建筑物？什么是水利枢纽？二者之间是什么关系？答：水工建筑物：为了满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物；水利枢纽：不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽；二者关系：两者关系是个体与整体的关系，水工建筑物是个体，水利枢纽是整体。
3. 水工建筑物按作用分哪几类？答：水工建筑物按作用可分为：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物、专门建筑物。
4. 水利工程的特点是什么？答：1）工作条件复杂；2）受自然条件制约，施工难度大（施工条件复杂）；3）效益大，对环境影响也大；4）失事后果严重。
5. 水利工程分等指标内容有哪些？答：1）水库总库容；2）保护城镇及工业区；3）保护农田面积；4）水电站装机容量；5）灌溉面积；6）排涝面积；7）城市供水。
6. 水利枢纽如何分等？水工建筑物如何分级？答：首先，按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分五等；然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级，分五级。
7. 什么是永久性建筑物、临时性建筑物、主要建筑物、次要建筑物？答：永久性建筑物：指工程运行期间使用的建筑物；临时性建筑物：指工程施工期间使用的建筑物；主要建筑物：指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物；次要建筑物：指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大，并易于修复的建筑物。
船闸水工建筑物6-1 概述
为提高其结构的可靠性，宜将有下列情况 之一的，按表所列级别提高1级采用。 (1)当最大水头超过15m； (2) 建筑物失事后将使下游引起巨大损失。 (3) 采用实践经验较少的新型结构。
第六章 船闸水工建筑物 6-1 概述
一、船闸水工建筑物设计的基本要求 进行船闸水工建筑物设计时，首先需考虑以下的基本要 求： (1)在选择结构型式时，根据自然条件、地质条件、建筑 材料来源情况、受力特征、对结构的使用要求以及施工 条件等比较确定。 (2)闸首、闸室等挡水建筑物，必须满足稳定和强度要求。 当闸室采用透水闸底，须认真做好防渗排水设计。 (3)溢洪船闸在布置和结构上须有相应的安全措施。 (4)对损坏后难以修复的隐蔽工程和水下工程，如排水、 止水设施等，设计时须周密考虑。 (5)为掌握施工期结构工作状态，可根据具体情况布置和闸级别 设计最大船 舶吨位 3000 2000 1000 500 300 100 50 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
船闸水工建筑物级别划分
船闸级 别 Ⅰ Ⅱ、Ⅲ Ⅳ、Ⅴ Ⅵ、Ⅶ 闸首、闸室 1 2 3 4 永久性建筑物 导航、靠船建筑物 3 3 4 5 临时性建筑 物 4 4 5 -
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第二节 作用于船闸的荷载计算分析
一、作用荷载
作用于船闸水工建筑物上的荷载包括： （1）建筑物自重、水重及建筑物内部或上部填料重; （2）闸门、阀门及其它设备的重量; （3）土压力; （4）静水压力; （5）扬压力（包括浮托力及渗透压力）; （6）船舶荷载 （7）活荷载 （8）波浪压力 （9）水流力 （10）地震力 （11）其他
库仑主动土压力计算：
对于无粘性多层土或折线墙背，当 -15 时： hn 1 / 土压力： // E (e e )
n
2
n
n
cos
（6-1） （6-2） （6-3）
E nx
1 / // (e nx e nx )h n 2
1 / // E ny (e ny e ny )h n tg 2 1 1 (90 ) ( ) 2 2
对无粘性土： 当 =0， 45 或墙身为L型结构时，
2
主动土压力可按朗肯公式计算。主动土压力系数
k ax
对粘性土： 粘性土主动土压力根据经验可采用楔体 极限平衡图解法、公式法； 也可将凝聚力 换算为内摩擦角（即等代内摩擦角）,按无 粘性土计算主动土压力。对于土质较差或回 填不密实的粘性土，可不计凝聚力。
n 1 i 1
/ e nyห้องสมุดไป่ตู้
(k q q ri h i )k ay
n
（6-9）
// e ny
(k q q ri h i )k ay （6-10）
i 1
以上式中
cos kq cos( )
cos 2 ( i ) sin( i ) sin( i ) 2 ] cos( ) cos( )
0.01~0.05
静止土压力：当墙体静止不动，此时的土压 力为静止土压力
土压力的影响因素
• • • • • • 墙的形式和墙体的刚度； 墙表面的荷载； 墙背的倾斜度及粗糙度 墙的变形和位移 填土的性质 地下水的情况
闸室结构与土压力状态
（1）土基上的重力式、扶壁式、悬臂式等结构，墙 后填土应按主动土压力计算； （2）土基上设斜桩和带横撑的直桩基础上或岩基上 的重力式、扶壁式、悬臂式、混合式等结构，由于 墙身变位受到限制，主动极限平衡状态一般难以发 生，墙后填土应按静止土压力计算； （3）整体式结构不论是建在土基上还是岩基上，墙 后土压力均按静止土压力计算； （ 4 ）墙高大于 15m 的整体式及悬臂式钢筋混凝土结 构，观测表明，结构上部产生大于静止土压力的附 加土压力，因此应按附加土压力的影响进行分析研 究。
第六章 船闸水工建筑物(1-2)
第一节 概述 第二节 作用在船闸结构上的荷载
第一节 概述
• 一、建筑物级别的划分 根据通过船闸的设计最大船舶吨位，船闸 可分为七级； 根据船闸级别及各部分建筑物在工程中的 作用和重要性，船闸水工建筑物划分为5级。
表6-1 船闸分级指标
船闸级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
设计最大船舶吨 位
3000
2000
1000
500
300
100
50
表6-2 船闸水工建筑物级别划分
船闸级别 水工建筑物级别 永久性建筑物 闸首、闸室 Ⅰ Ⅱ、Ⅲ Ⅳ、Ⅴ Ⅵ、Ⅶ 1 2 3 4 导航、靠船建筑物 3 3 4 5 4 4 5 临时性建筑物
为提高其结构的可靠性，宜将有下列情况之一的， 按表6-2所列级别提高1级采用。 (1)当最大水头超过15m； (2)当建筑物失事后，将使下游城镇、田地、工矿区 或其他国民经济部门遭受严重灾害或引起巨大损 失，以及临时性建筑物失事可能引起永久性建筑 物遭受严重破坏。 (3)水工建筑物的工程地质条件特别复杂，或采用实 践经验较少的新型结构。
ka
cos 2 cos( )[1
k ax k a cos( )
k ay k a sin( ) / tg
墙背外摩擦角 δ影响因素：填土性质、墙背型式、 粗糙程度等 墙背外摩擦角取值： (1)仰斜的混凝土或砌体墙背采用1/2~2/3） 阶梯 型采用（2/3~1） ； (2)垂直的混凝土或砌体墙背采用（1/3~1/2） ( 3 )俯斜的混凝土或砌体墙背采用（0~1/3） 。
二、荷载计算
3．土压力
三种土压力状态： 主动土压力 静止土压力 被动土压力
主动土压力：当墙体发生背离填土方向 产生水平位移，填土达到主动极限平衡状态， 此时的土压力为主动土压力；
△／Ｈ＝0.001~0.005
被动土压力：当墙体发生向着填土方向 位移或变形，填土达到被动极限平衡状态， 此时的土压力为被动土压力； △／Ｈ＝
i 1
n
作用在垂直面上，第n层土上、下端处 / // e e 的水平分土压力强度 nx 、nx 为：
/ e nx
(k q q ri h i )k ax
i 1
n
n 1
（6-7）
e (k q q ri hi )k ax
// nx i 1
（6-8）
作用在水平面上，第n层土上、下端处的 / // e e 垂直分土压力强度 、 为： ny ny
（6-4）
其中
sin
sin 1 sin
为第二破裂面与垂线的夹角
主动土压力计算：
图6-1
主动土压力计算（库仑法）
/ // e e 土压力强度 n 、n 为：
/ en
(k q q ri h i )k a cos
i 1
n 1
（6-5）
// en
(k q q ri h i )k a cos （6-6）
二、 设计应具备的基本资料 船闸水工建筑物设计的基本资料包括过闸 货运量、船型、自然条件、航道状况、建 筑材料来源、施工设备及施工条件等。
(1)船闸自上游引航道至下游引航道范围的水上、水下地
形图。有时还应包括上游锚地及下游锚地范围的地形图； (2)整个船闸范围的地质纵横剖面图。 (3)水文、气象资料。包括各种特征水位，河流泥沙淤积 情况以及气温、水温、风向、风速等资料； (4)整个船闸范围的地质综合报告，包括工程和水文地质 条件、地基的承载能力、岩石风化程度，持力层深度、地 震烈度以及建筑材料性能、取料场地等； (5)施工条件及施工设备等的有关资料。