第六章 水闸教学内容
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由于闸孔总宽度小于河道宽度，水流过闸时，先有 侧向收缩，过闸后再扩散，若布置或操作不当，出闸 水流不能均匀收缩，易形成的冲水流，淘刷河床及岸 坡。
二．底流消能工的设计
平原地区水闸，由于水位差小，下流水位变幅大， 常采用底部流消能。 （一）布置：
（二）板桩
• 桩深：透水层较薄时，插入不透水层1m以上， 透水层厚时，桩深为（0.6-1.0）倍水头；
• 材料：
❖木料(一般厚8-12cm，宽20-30cm,长3-5m) ❖钢筋砼(一般厚10-15cm，宽5-10cm,长12-15m) ❖钢板(我国少用)；
• 板桩与闸室底板连接：见P301图10；
一般与河底平齐，进水闸应高于河底、防止进沙。
（三）孔闸总净宽：
(根据设计流量、上下游水位、初拟的底板高程和堰型
确定) 1． 水流为堰流时：
L 0 m
Q
2
g
H
0
3 2
2．水流为孔流时：
L0
Q
'a 2g H 0
• 单宽流量 q 的控制：
–粉砂、细砂地基：q=5-10m3/s.m –砂址土基宽：q=10-15 m3/s.m –址土地基：q=15-20 m3/s.m –坚硬粘土地基：q=20-25 m3/s.m
角<30O； •wk.baidu.com分洪闸尽量选在凹岸或顺直河道主流侧； • 冲冲闸尽量选在河谷深槽处；
二．闸孔设计
（一）堰型选择：
• 宽顶堰： 有利于泄洪、冲砂、排泥、排冰、通航、泄流能力
稳定结构简单、施工方便，自由泄流时流量系数小， 易产生波状水跃；
• 实用堰： 有梯形的、曲线形的和驼峰形的，流量系数大，水
流条件好，可消除波状水跃，泄流能力明显受尾水位 影响，施工较复杂； （二）闸底坡高程：
1. 大型水闸：Q>1000m3/s； 2. 中型水闸：Q=100—1000 m3/s； 3. 小型水闸：Q<100 m3/s；
二．水闸的组成
1．闸室：闸门，闸板、边坡（岸墙）、底板， 胸墙，工作桥、交通桥、起闭机；
2．上游连接段：两岸翼墙及河流铺盖，引导 水流平顺入闸，护坦、防渗；
3．下游连接段：护坦、海漫、防溃槽，翼墙， 护坡，消能，均匀扩散，防冲等；
• 反滤层：排水层下部与地基接触处设反滤层
第四节 水闸的消能防冲设计
一.过闸水流的特点
1．易形成波状水跃 由于水闸的上下游水位差较小，易发生波状水跃，
尤其当底板为平底时(当底板与河床齐平时，就会出现 波状水跃)更是如此。波状水跃虽无强烈的旋滚，水面 呈波形，但消能效果差，冲刷力大，水流处于急流流 态，不宜迅速向两侧扩散。使过流宽度小，局部区域 内单宽流量q大，对河刷冲刷较大。 2．易出现折冲水流
• 过闸水位差：0.1--0.3m
(四)确定闸室宽及单孔宽：
单孔宽由闸门形式、启闭设备条件、运用要求等确 定，一般: l0=8-12m(大中型水闸)。 • 孔数：n=L0/l0 取定时，应略大于计算值，总净宽 不宜大于计算值的3%-5%； • 宜采用单数孔，便于对称开启；
• 闸室总宽度：L0=n l0+(n-1) d (d：为闸墩厚度)
4. 排水闸：江河沿岸用于排除内河低洼地积水（双向挡水作用）； 5. 挡潮闸：入海口，挡潮，泄水（双向挡水）； 6. 冲沙闸：多泥沙河流上排沙； （二） 按闸室结构分：
1. 开敞式：可排沙、漂、过木； 2. 胸墙式：用于上游水经便幅度较大，水闸净宽为低水位控制高水位时需用闸
门控制流量时；
3. 涵洞式：穿堤取水或排水； （三） 按过闸流量分：
三．土基上水闸的工作特点
1. 工作特点： (1)土基压缩性大，承载能力差，抗冲能力差，尤其细
砂易液化，可能产生较大沉降或者水均匀沉降。 造成闸室倾斜，止水破坏，底板裂缝断开等； (2)泄水时下游冲刷问题，常出现坡状水跃，折冲水流； (3)易产生渗透变形； 2. 设计要求： (1)选择恰当的闸址； (2)做好防渗设计； (3)选择与在基条件相适应的闸室结构形式； (4)做好消能防冲设计；
四．设计内容
1． 闸址选择； 2． 确定孔口形状和尺寸； 3． 功能防冲设计； 4． 防渗排水设计； 5． 稳定计算； 6． 沉降校核及地基处理； 7． 连接建筑物形式和尺寸； 8． 结构设计；
第二节 闸址选择及闸孔设计
一.闸址选择
• 适宜的地基：土壤，中砂，粗砂，砂砾石地基； • 需处理的地基：游泥层、粉细砂地基； • 拦河闸要求河岸稳定，水流顺直的河段； • 进水闸尽量选在凹岸，引水方向与河道主流夹
第六章 水闸
一 、水闸的功能与分类
（一） 按水闸原理任务分
1. 节制闸：用于拦洪,调节水位以满足上游水位或航道的需要。控制下泄流量， 保证下游河道安全；
2. 进水闸：建在河道水库、湖泊岸边，用于控制引水流量； 3. 分洪闸：建在河道一侧，用于将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区或
分洪道（如荆州南北闸）；
第三节 水闸的防渗与排水
一．水闸的防渗长度及地下轮廓布置
（一）防渗长度 L≥CH
注：L——水闸的防渗长度（水平竖起段之和）m H——上下游水位差 m C——渗经系数，由地基土的性质决定(见P294表6-1)
（二）布置： 上游——以水平铺盖为主，也可采用竖直防
渗墙 下游——以排为主，设排水孔
二．防渗及排水设施
（一）铺盖： 由相对不透水性、柔性材料铺成，通过延长渗径防渗
1. 粘土与粘壤土铺盖 • 渗透系数小于地基的100倍以上，最好达1000倍； • 铺盖长度：为闸上水头的2—4倍； • 铺盖厚度：最小厚度不得于0.5-0.75m； • 保护层——砂，块石，砂砾石 2. 沥青砼铺盖： • 渗透系数：K=10-8——10-9cm/s； • 厚度：5-10cm； • 接缝处理：多为搭接； 3. 钢筋砼铺盖： • 厚度>0.4m (连接处>0.8m )； • 用沉降逢分开，设止水；
❖靠紧底板，插入铺盖内——用于沉降量大的工 程； ❖插入底板下凹槽中——用于沉降量小的工程；
（三）齿墙
底板上下游端设齿墙，与地基相连。齿墙深 1m左右。 （四）其它防渗设施：
• 垂直防渗：砼防渗墙、灌注式水泥砂浆帷幕、 高压旋喷法防渗墙等。
（五）排水及反滤层：
• 排水：护坦或海漫底部铺0.2-0.3m厚粒径为 1-2cm的卵石、砾石或碎石。
二．底流消能工的设计
平原地区水闸，由于水位差小，下流水位变幅大， 常采用底部流消能。 （一）布置：
（二）板桩
• 桩深：透水层较薄时，插入不透水层1m以上， 透水层厚时，桩深为（0.6-1.0）倍水头；
• 材料：
❖木料(一般厚8-12cm，宽20-30cm,长3-5m) ❖钢筋砼(一般厚10-15cm，宽5-10cm,长12-15m) ❖钢板(我国少用)；
• 板桩与闸室底板连接：见P301图10；
一般与河底平齐，进水闸应高于河底、防止进沙。
（三）孔闸总净宽：
(根据设计流量、上下游水位、初拟的底板高程和堰型
确定) 1． 水流为堰流时：
L 0 m
Q
2
g
H
0
3 2
2．水流为孔流时：
L0
Q
'a 2g H 0
• 单宽流量 q 的控制：
–粉砂、细砂地基：q=5-10m3/s.m –砂址土基宽：q=10-15 m3/s.m –址土地基：q=15-20 m3/s.m –坚硬粘土地基：q=20-25 m3/s.m
角<30O； •wk.baidu.com分洪闸尽量选在凹岸或顺直河道主流侧； • 冲冲闸尽量选在河谷深槽处；
二．闸孔设计
（一）堰型选择：
• 宽顶堰： 有利于泄洪、冲砂、排泥、排冰、通航、泄流能力
稳定结构简单、施工方便，自由泄流时流量系数小， 易产生波状水跃；
• 实用堰： 有梯形的、曲线形的和驼峰形的，流量系数大，水
流条件好，可消除波状水跃，泄流能力明显受尾水位 影响，施工较复杂； （二）闸底坡高程：
1. 大型水闸：Q>1000m3/s； 2. 中型水闸：Q=100—1000 m3/s； 3. 小型水闸：Q<100 m3/s；
二．水闸的组成
1．闸室：闸门，闸板、边坡（岸墙）、底板， 胸墙，工作桥、交通桥、起闭机；
2．上游连接段：两岸翼墙及河流铺盖，引导 水流平顺入闸，护坦、防渗；
3．下游连接段：护坦、海漫、防溃槽，翼墙， 护坡，消能，均匀扩散，防冲等；
• 反滤层：排水层下部与地基接触处设反滤层
第四节 水闸的消能防冲设计
一.过闸水流的特点
1．易形成波状水跃 由于水闸的上下游水位差较小，易发生波状水跃，
尤其当底板为平底时(当底板与河床齐平时，就会出现 波状水跃)更是如此。波状水跃虽无强烈的旋滚，水面 呈波形，但消能效果差，冲刷力大，水流处于急流流 态，不宜迅速向两侧扩散。使过流宽度小，局部区域 内单宽流量q大，对河刷冲刷较大。 2．易出现折冲水流
• 过闸水位差：0.1--0.3m
(四)确定闸室宽及单孔宽：
单孔宽由闸门形式、启闭设备条件、运用要求等确 定，一般: l0=8-12m(大中型水闸)。 • 孔数：n=L0/l0 取定时，应略大于计算值，总净宽 不宜大于计算值的3%-5%； • 宜采用单数孔，便于对称开启；
• 闸室总宽度：L0=n l0+(n-1) d (d：为闸墩厚度)
4. 排水闸：江河沿岸用于排除内河低洼地积水（双向挡水作用）； 5. 挡潮闸：入海口，挡潮，泄水（双向挡水）； 6. 冲沙闸：多泥沙河流上排沙； （二） 按闸室结构分：
1. 开敞式：可排沙、漂、过木； 2. 胸墙式：用于上游水经便幅度较大，水闸净宽为低水位控制高水位时需用闸
门控制流量时；
3. 涵洞式：穿堤取水或排水； （三） 按过闸流量分：
三．土基上水闸的工作特点
1. 工作特点： (1)土基压缩性大，承载能力差，抗冲能力差，尤其细
砂易液化，可能产生较大沉降或者水均匀沉降。 造成闸室倾斜，止水破坏，底板裂缝断开等； (2)泄水时下游冲刷问题，常出现坡状水跃，折冲水流； (3)易产生渗透变形； 2. 设计要求： (1)选择恰当的闸址； (2)做好防渗设计； (3)选择与在基条件相适应的闸室结构形式； (4)做好消能防冲设计；
四．设计内容
1． 闸址选择； 2． 确定孔口形状和尺寸； 3． 功能防冲设计； 4． 防渗排水设计； 5． 稳定计算； 6． 沉降校核及地基处理； 7． 连接建筑物形式和尺寸； 8． 结构设计；
第二节 闸址选择及闸孔设计
一.闸址选择
• 适宜的地基：土壤，中砂，粗砂，砂砾石地基； • 需处理的地基：游泥层、粉细砂地基； • 拦河闸要求河岸稳定，水流顺直的河段； • 进水闸尽量选在凹岸，引水方向与河道主流夹
第六章 水闸
一 、水闸的功能与分类
（一） 按水闸原理任务分
1. 节制闸：用于拦洪,调节水位以满足上游水位或航道的需要。控制下泄流量， 保证下游河道安全；
2. 进水闸：建在河道水库、湖泊岸边，用于控制引水流量； 3. 分洪闸：建在河道一侧，用于将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区或
分洪道（如荆州南北闸）；
第三节 水闸的防渗与排水
一．水闸的防渗长度及地下轮廓布置
（一）防渗长度 L≥CH
注：L——水闸的防渗长度（水平竖起段之和）m H——上下游水位差 m C——渗经系数，由地基土的性质决定(见P294表6-1)
（二）布置： 上游——以水平铺盖为主，也可采用竖直防
渗墙 下游——以排为主，设排水孔
二．防渗及排水设施
（一）铺盖： 由相对不透水性、柔性材料铺成，通过延长渗径防渗
1. 粘土与粘壤土铺盖 • 渗透系数小于地基的100倍以上，最好达1000倍； • 铺盖长度：为闸上水头的2—4倍； • 铺盖厚度：最小厚度不得于0.5-0.75m； • 保护层——砂，块石，砂砾石 2. 沥青砼铺盖： • 渗透系数：K=10-8——10-9cm/s； • 厚度：5-10cm； • 接缝处理：多为搭接； 3. 钢筋砼铺盖： • 厚度>0.4m (连接处>0.8m )； • 用沉降逢分开，设止水；
❖靠紧底板，插入铺盖内——用于沉降量大的工 程； ❖插入底板下凹槽中——用于沉降量小的工程；
（三）齿墙
底板上下游端设齿墙，与地基相连。齿墙深 1m左右。 （四）其它防渗设施：
• 垂直防渗：砼防渗墙、灌注式水泥砂浆帷幕、 高压旋喷法防渗墙等。
（五）排水及反滤层：
• 排水：护坦或海漫底部铺0.2-0.3m厚粒径为 1-2cm的卵石、砾石或碎石。