水闸概述
水闸介绍
水闸介绍第一节概述水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有挡水和泄水的作用，用以调节水位、控制流量，以满足水利事业的各种要求。
一、水闸的种类:1.按水闸所承担的任务分类:水闸的类型及位置示意图●节制闸（或拦河闸）：拦河或在渠道上建造。
枯水期用以拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求；洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。
位于河道上的节制闸称为拦河闸。
●进水闸：建在河道、水库或湖泊的岸边，用来控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要。
进水闸又称取水闸或渠首闸。
●分洪闸：常建于河道的一侧，用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入预定的湖泊、洼地，及时削减洪峰，保证下游河道的安全。
●排水闸：常建于江河沿岸，外河水位上涨时关闸以防外水倒灌，外河水位下降时开闸排水，排除两岸低洼地区的涝渍。
该闸具有双向挡水，有时双向过流的特点。
●挡潮闸：建在入海河口附近，涨潮时关闸不使海水沿河上溯，退潮时开闸泄水。
挡潮闸具有双向挡水的特点。
●排沙闸、排冰闸、排污闸：为排除泥沙、冰块、漂浮物等而设置的。
2.按闸室结构形式分类●开敞式水闸：闸室上面不填土封闭的水闸。
一般有泄洪、排水、过木等要求时，多采用不带胸墙的开敞式水闸，多用于拦河闸、排冰闸等；当上游水位变幅大，而下泄流量又有限制时，为避免闸门过高，常采用带胸墙的开敞式水闸，如进水闸、排水闸、挡潮闸多用这种形式。
●涵洞式水闸：闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称封闭式水闸。
涵洞式水闸常用于穿堤取水或排水的水闸。
洞内水流可以是有压的或者是无压的。
二．水闸的工作特点1.稳定方面：关门挡水时，水闸上、下游较大的水头差造成较大的水平推力，使水闸有可能沿基面产生向下游的滑动，为此，水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。
2.防渗方面：由于上下游水位差的作用，水将通过地基和两岸向下游渗流。
渗流会引起水量损失，同时地基土在渗流作用下，容易产生渗透变形。
严重时闸基和两岸的土壤会被淘空，危及水闸安全。
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。
水工建筑物课件-水闸
（二）水流特点
1、初始消能困难（下游无水或水深较浅）；
2、易产生波状水跃；
3、易产生折冲水流（扩散角太大，不均匀开启）。
综合分析——水闸泄流时，虽流速不高，但由于土基抗
冲能力较低，也可能引起水闸下游的冲刷。水闸下游常出 现的波状水跃和折冲水流（教材P316，图6–11、12），进 一步加剧对河床和两岸的淘刷。因此，消能防冲设施要在 各种运用情况都能满足设计要求。
2.闸底板高程的选定
基本要求：底板应置于坚实土层上，尽量利用天然地基。 相关因素：水闸的任务、过流流量、上下游水位、河床地 质条件、工程总投资等。
底板高程选定：⑴ 底板高程高：闸室宽度大，两岸连接 建筑物相对较低；适于小型水闸，其两岸连接建筑在整个
工程量中所占比重较大，因而总造价可能是经济的。 ⑵ 底 板高程低：闸室单宽流量大，将加大消能防冲工程量；闸 门高度增加，启闭设备容量增加，基坑开挖增加（大、中 型）。适于大中型水闸，其闸室工程量所占比重大，适当 降低底板高程，常常是有利的。
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。
已知条件：Q设、▽上、▽下、初拟的▽底板、堰型。 ⑴ 堰流情况： L0
Q
m 2 g H 0 2
3
（ 6–1）
式中：Q——设计流量，m3/s； L0——闸孔总净宽，m； H0——计入行近流速水头在内的堰顶水头，m; ζ、ε、m——淹没系数、侧收缩系数和流量系数，可根据 《水闸设计规范》(SL265–2001)的附表查得； g—重力加速度，m/s2。
水闸工作原理
水闸工作原理
水闸是一种用于调节水位、控制水流的水利工程设备。
水闸的工作原理是通过改变水流通道的开启程度，调节水位的高低，从而控制水流的流量和方向。
水闸通常由水闸门和水闸座构成。
水闸门是一个可开闭的大型金属构件，通过液压或手动装置来控制，可以将水闸门开启到不同的程度。
水闸座则是水闸门的承托部分，固定在水闸基座上。
通过改变水闸门的开启程度，可以调节水流通道的截面积，进而控制水流量的大小。
当水闸门关闭时，水闸门与水闸座紧密贴合，形成一个密封的水闸截面，阻止水流通过。
当需要调节水位或控制水流时，可以逐渐打开水闸门，使水流通过水闸门进入或排出。
水闸门的开启程度决定了水流通道的截面积和水流速度，从而影响水流量的大小。
在实际运行中，水闸通常由水源或水库供水，通过调节水闸门的开启程度，可以控制水位的升降，实现对下游水位的调节。
此外，水闸还可以用于防洪、引水、灌溉等用途，对于提高水利工程的效益具有重要作用。
总结来说，水闸的工作原理是通过改变水流通道的开启程度，调节水位的高低，从而控制水流的流量和方向，以满足不同的水利调控需求。
水闸和船闸知识
水闸、船闸知识水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠道及水库、湖泊岸国。
水闸一般由闸室、上游连接段三部分组成。
水闸按功能分节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、冲沙闸等。
按闸室结构形式可分为开敞式、胸墙式及涵洞式等。
按过闸流量大小可分为大型（过闸流量100m/s以上）、中型（过闸流量100~1000m2/s）、小型（过闸流量100m2/s 以下等。
闸室是水部的主体，包括：闸门，闸墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、启闭室等。
闸门是用来挡水和控制过闸墩用以分隔闸孔和支撑闸门、胸墙、工作桥、交通桥。
底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲的作用。
工作桥和交通桥用来安装启闭室设备、操作闸门和联系两岸交通。
门按型式分平面闸门与弧形闸门。
平面闸门是灌区水工建筑物中最常用的闸门；有双扉式与升卧式闸门，材料有木材、钢筋砼与钢闸门，启闭可采用螺杆式、卷扬式和液压式；平面闸门有制造、安装、管理和维护比较简单等特点，现我市新建（重建）中小型水闸多采用卷扬式平面钢闸门，东河水闸采用的是液压式平面钢闸门。
弧形闸门通常是采用圆弧形的门体，用支臂连接于支乘较上，一般铰心就是弧形门体的圆心。
由于弧形闸门的设计、施工、安装和维护一般比较复杂，使用较小；我市军分区节制闸采用的是混凝土自动翻滚弧形闸门。
闸墩可分为国墩、中墩与分缝墩，承受闸门传来的水压力，支撑堤顶桥梁和训闭设备，边墩还承受大堤传来的土压力。
闸墩有浆砌石、钢筋砼、砼空箱与框架式等结构，以前的水闸闸墩很多采用浆砌石结构，现我市新建（重建）的水闸闸墩多采用钢筋砼结构。
闸室底板有水平底板和低实用堰底析，水平底板用的较多。
横缝设在闸墩中间， 2 开的，称为分离式底板。
底板厚度须满足强度的要求，大、中型水闸可取（）L0(L0为闸孔净宽），最薄不小于0.6米，但小型水闸也有用到0。
3米的。
底板结构有浆砌石、混凝土（竹筋混凝土）、钢筋砼等；现我市新建（重建）的水闸底板采用钢筋砼结构。
水闸的概念
水闸的概念1. 定义水闸是一种用于控制水流的设施，通常由拦河堰、溢流堰、泄洪孔等组成。
它可以调节河流、运河、水库等水体的水位，以实现灌溉、航运、排涝等多种目的。
2. 关键概念2.1 拦河堰拦河堰是构筑在河道上的一道阻挡物，用于截断水流，形成一定高度的积水区域。
拦河堰通常由混凝土或钢筋混凝土建造而成，具有一定的强度和稳定性。
它起到了防止洪水泛滥和调节水位的作用。
2.2 溢流堰溢流堰是安装在拦河堰上方或侧面的结构，用于控制水位超过一定限制时的流量。
当水位超过溢流堰高度时，多余的水将从溢流口倾泻而出，以防止积水区域内发生洪灾。
2.3 泄洪孔泄洪孔是安装在拦河堰或溢流堰上部的出水口，用于控制水位过高时的泄洪流量。
泄洪孔通常通过调节开启程度来控制流量，从而实现对水位的调节和排涝功能。
2.4 控制系统水闸的关键组成部分是控制系统，它由传感器、执行机构和控制器等设备组成。
传感器用于监测水位、流量等参数，将数据传输给控制器；控制器根据设定的参数和逻辑判断，通过执行机构来调节拦河堰、溢流堰和泄洪孔等部件的开启程度，以实现对水位和流量的精确控制。
2.5 水闸类型根据不同的功能和用途，水闸可以分为多种类型，包括：•河道水闸：用于调节河道水位，并保护沿岸地区免受洪灾侵袭。
•船闸：用于船只通过两个不同水位的河段或运河段。
•水库闸门：用于调节水库蓄水量、供给农田灌溉或发电。
•排涝闸门：用于排除积水区域内过剩的降雨或地下水。
3. 重要性3.1 水资源管理水闸在水资源管理中起着重要的作用。
通过控制水位和流量，水闸可以合理分配水资源，保证农田灌溉和城市供水的需求。
同时，它还可以调节河流的生态环境，维护河道的稳定性和生物多样性。
3.2 防洪减灾洪水是自然灾害中最常见的一种，对人类和环境造成巨大的损失。
水闸作为防洪工程的重要组成部分，可以调节河道流量，控制洪峰过程，减轻洪水对下游地区的影响。
它还可以通过泄洪功能排除降雨过剩和积聚的地表水。
04.第四章-水闸
水闸修建在河、渠堤之下时，便成为涵洞式水闸。根 据水力条件的不同，可分为有压式和无压式两类。
（三）按过闸流量大小分类
大（1）型水闸。过闸流量大于5000m³/s。 大（2）型水闸。过闸流量1000~5000m³/s。 中型水闸。过闸流量为1000~100m³/s。 小（1）型水闸。过闸流量为20~100m³/s。 小（2）型水闸。过闸流量小于20m³/s。
建闸后，为便于行人或车马通行，通常也在 闸墩上设置交通桥。交通桥的位置应根据闸室稳 定及两岸交通连接的需要而定，一般布置在闸墩 的下游侧。
四、分缝与止水
（一）分缝方式与布置
除闸室本身分缝以外，凡是相邻结构荷重相 差悬殊或结构较长、面积较大的地方也要设缝分 开。
（二）止水设备
凡是具有防渗要求的缝中都应设置止水设备。 对止水设备的要求是：①应防渗可靠；②应能适 应混凝土收缩及地基不均匀沉降的变形；③应结 构简单，施工方便。
（2）节制闸。在河道上或渠道上建造，枯水期用以抬高水位满足上游 取水或航运的需要；洪水期控制下泄流量，保证下游河道安全。
（3）冲沙闸。主要建在多泥沙河道上，用于排除进水闸、节制闸前或 渠道淤积的泥沙，减少引水水流的含沙量。
（4）分洪闸。建于天然河道的一侧。用来将超过下游河道安全泄量的 洪水泄入湖泊、洼地等滞洪区，以削减洪峰保证下游河道安全。
四、水闸的等级划分和洪水标准
见书中表格。
第二节 水闸的孔口尺寸确定
一、底板型式选择
闸底板型式有宽顶堰和低实用堰两种。 （1）平底板宽顶堰具有结构简单、施工方便、有利于排 沙冲淤、泄流能力比较稳定等优点；其缺点是自由泄流时 流量系数小，闸后比较容易产生波状水跃。 （2）低实用堰有WES低堰、梯形堰和驼峰堰等型式，其 优点是自由泄流时流量系数较大，可缩短闸孔宽度和减小 闸门高度，并能拦截泥沙入渠；缺点是泄流能力受下游水 位变化的影响显著，当淹没度增加时，泄流能力急剧下降。
水利工程之水闸(1)
• 排沙闸、排冰闸、排污闸：为排除泥沙、冰块、 漂浮物等而设置的。
水利工程之水闸(1)
2.按闸室结构形式分类 • 开敞式水闸：闸室上面不填土封闭的水闸。一般有
泄洪、排水、过木等要求时，多采用不带胸墙的开 敞式水闸，多用于拦河闸、排冰闸等；当上游水位 变幅大，而下泄流量又有限制时，为避免闸门过高， 常采用带胸墙的开敞式水闸，如进水闸、排水闸、 挡潮闸多用这种形式。 • 涵洞式水闸：闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又 称封闭式水闸。涵洞式水闸常用于穿堤取水或排水 的水闸。洞内水流可以是有压的或者是无压的。
水利工程之水闸(1)
水利工程之水闸(1)
• 水闸的消能防冲措施包括：选择合适的过闸单宽流 量；选择合理的消能方式及措施，采取必要的防冲 措施。水闸的消能防冲措施主要由建在闸室下游的 消力池、辅助消能工、海漫、防冲漕及下游翼墙组 成。
• 1.水闸的消能方式：底流消能是一种通过在闸下产 生一定淹没度的水跃来保护河床免遭冲刷的消能方 式。
水利工程之水闸(1)
闸下防渗与闸室结构
• 水闸的防渗排水设施。水闸的防渗设施主要是 指在水闸中起到防渗作用的水平防渗体（如铺 盖）、垂直防渗体（如板桩、防渗墙和齿墙） 等，排水设施主要是指铺设在下游护坦、浆砌 石海漫底部或闸室板下游段起导渗（反滤、排 水）作用的沙砾石层。
• 防渗排水设施的布置形式，都是以承受单向水 流的水闸来进行布置的。对于平原地区的排水 闸及海边的挡潮闸，一般是双向过水的水闸， 应以水位差较大的一向为主进行双向防渗排水 设施。
水利工程之水闸(1)
• 3.下游联接段：具有消能和扩散水流的作 用。一般包括护坦、海漫、下游防冲槽、 下游翼墙及护坡等。下游翼墙引导水流 均匀扩散兼有防冲及侧向防渗等作用。 护坦具有消能防冲作用。海漫的作用是 进一步消除护坦出流的剩余动能、扩散 水流、调整流速分布、防止河床受冲。 下游防冲槽是海漫末端的防护设施，避 免冲刷向上游扩展。
水闸1-4(new)
抗浮：
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3.布置
(1)下挖式消力池、突槛式消力池和综合式消力池是底流式消 能的三种主要形式 。 (2)下挖式消力池与闸室底板之间直接用斜坡段连接即可，规 范规定消力池斜坡段坡度不应陡于1：4。 (3)倾斜段不宜设排水孔，护坦后部设铅直排水孔以降低池底 板渗透压力，并在该部位底面铺设反滤层。
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三.辅助消能工 1.作用： (1)加大水流阻力； (2)加强水流紊动和撞击； (3)稳定水跃； (4)利于扩散水流 2.类型： 消力墩，池首坎，消力梁，散流墩等
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四.上下游防护
1.闸下防冲设施： （a）海漫： 紧接护坦，进一步消除余能，调整流速分布， 达到不冲流速； 要求：抗冲、有一定柔性、表面粗糙、透水； 材料：浆砌石、干砌石； 长度：按经验公式计算。
河床土质 Ks 粉砂,细砂 14～13 中砂,粗砂, 粉质壤土 12～11 粉质粘土 10～9 坚硬粘土 8～7
堰流式闸孔 孔流式闸孔
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三、 底板高程 除考虑运用条件外，还要考虑地质条件和经济要求。 ⒈运用条件： 底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓ 节制闸与河底齐平或略高；进水、分洪闸比河底略高 （防泥沙），排涝闸低。 ⒉经济要求： 底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓， 但增大闸身和两岸结构高度，消能防冲费用↑，泥 沙淤积。 ⒊地质条件：避免复杂地基处理；抗冲刷能力q
*规范： 《水闸设计规范》（SL265-2001） 《水闸施工规范》（SL27-91) 《水闸工程管理设计规范》（SL170-96) 《水闸技术管理规程》（SL75-94) 《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）
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第二节 水闸的孔口设计
一、 水闸孔口设计的主要内容 1.确定闸孔型式 2.拟定闸底板高程（即堰顶高程） 3.计算孔口尺寸及溢流前沿总宽 4.泄流能力验算 二 、水闸的闸孔型式（开敞式） 根据水流流态分 : 堰流式,孔流式
水闸
6.4 水闸的消能、防冲设计
❖类型 ①干砌石海漫：常用于海漫后段(Fig6-18) ②浆砌石海漫：常用于海漫前段 ③混凝土板海漫：板中设排水孔，下设反滤或垫层 ④钢筋砼板海漫：流速较大时采用
⑤其它形式海漫：铅丝笼海漫(Fig6-19)
3 海漫的长度
❖影响因素：单宽流量、水位差、地质条件、尾水深度、海 漫粗糙度……
6.3 水闸的防渗、排水设计
三、防渗及排水设施
❖ 防渗设施 铺盖 板桩 齿墙
❖排水设施
铺设在护坦、浆砌石海漫及闸底板下面的起导渗作 用的砂砾石层
6.3 水闸的防渗、排水设计
（一）铺盖
❖ 目的：延长渗径 ❖ 要求：相对不透水以防渗，具柔性以适应地基变形 ❖ 材料：粘土、粘壤土、沥青混凝土，有时可用钢筋
横轴旋滚进一步消能
6.4 水闸的消能、防冲设计
（二）消力池的深度、长度、底板厚度的确定
❖深度：试算，选取最不利的流量对应的深度；要求水跃起点
位于消力池前端或斜坡坡脚
❖消力池长度
Lsj Lj
Ls L
6.9h
j
hc
ห้องสมุดไป่ตู้
0.7
~
0.8
❖消力池底板厚度：由抗冲、抗浮要求确定
6.4 水闸的消能、防冲设计
6.5 闸室的布置与构造
五、交通桥、工作桥、检修便桥 1 交通桥
❖设在水闸下游一侧 ❖板式结构：跨度<3～6m常用 ❖T型梁结构：跨度=6～20m常用 ❖预应力钢筋砼结构：跨度>20m常用 ❖多用单跨简支
2 工作桥
❖板式结构：小型水闸常用 ❖装配式梁板结构：大中型水闸常用 ❖采用固定式启闭机和活动式启闭机的工作桥高度不同
❖ 上游连接段
水闸PPT课件
四、地基沉降校核
由于土基压缩变形大，容易引起较大的 地基沉降。较大的均匀沉降可能会使闸顶部高程 不足；过大的不均匀沉降，将导致闸室倾斜、产 生裂缝、止水破坏，甚至断裂等。因此在研究地 基稳定时，应进行地基的沉降校核，以保证水闸 的安全和正常运用。
五、地基处理
水闸地基处理的目的是：提高地基的承 载能力和稳定性；减小或消除地基的有害沉陷，
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二、闸底板高程的选定
一般情况下，节制闸、泄洪闸、进水闸或冲沙闸 的闸底板高程宜与河（渠）底齐平，以便多泄（引）水， 多冲沙；多泥沙河流上的进水闸、分水闸及分洪闸，在 满足引水、分水或泄水的条件下，闸底板高程可比河 （渠）底略高些；排水闸（排涝闸）、泄水闸或挡潮闸， 闸底板高程应尽量定得低些。
（3）下游连接段。主要作用是将下泄水流平顺引入 下游河道，有消能防冲及防止发生渗透破坏的功能。一 般包括护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等。
四、水闸的等级划分和洪水标准
见书中表格。
第5页/共48页
第二节 水闸的孔口尺寸确定
一、底板型式选择
闸底板型式有宽顶堰和低实用堰两种。 （1）平底板宽顶堰具有结构简单、施工方便、有利于排沙冲淤、泄流 能力比较稳定等优点；其缺点是自由泄流时流量系数小，闸后比较容易产 生波状水跃。 （2）低实用堰有WES低堰、梯形堰和驼峰堰等型式，其优点是自由泄 流时流量系数较大，可缩短闸孔宽度和减小闸门高度，并能拦截泥沙入渠； 缺点是泄流能力受下游水位变化的影响显著，当淹没度增加时，泄流能力 急剧下降。
（7）淤沙压力。根据水闸上、下游可能淤积的厚度 及泥沙重度计算确定。
（二）荷载组合 设计水闸时，应将可能同时作用的各种
荷载进行组合。荷载组合分为基本组合与特殊组 合两类。基本组合由基本荷载组成；特殊荷载由
水闸简介
《水闸施工规范》（SL27-91)
《水闸工程管理设计规范》（SL170-96) 《水闸技术管理规程》（SL75-94) 《水闸安全鉴定规定》（SL214-98)
2009.09
南京
主 要 内 容
1 概 述 水闸的类型、组成及构造 水闸的孔口尺寸 闸室安全和地基处理 水闸室消能防冲 闸下防渗 闸室结构与两岸连接建筑物 其他闸坝建筑物
一般
2009.09
南京
概
表2
工程等别 Ⅰ Ⅱ
述
水闸
水闸枢纽建筑物级别划分
永久性建筑物级别 主要建筑物 1 2 临时性建筑物 别 次要建筑物 级 3 3 4 4
Ⅲ
Ⅳ Ⅴ
3
4 5
4
5 5
5
5 \
南京
2009.09
概
2、洪水标准
述
水闸
平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的防 洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考 虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。
L j 6.9(h hc）
2009.09 南京
c
水闸消能防冲
③消力池底板（护坦）厚度：
要求满足抗浮和抗冲要求，且不小于0.5m。
水闸
抗冲：
t k1 q H
t k2 U W Pm
抗浮：
b
k1为消力池底板计算系数，可采用 0.150.20；k2为消力池底板安全系数， 可采用1.11.3
0 c s
2 h 8 q b1 0.25 c hc （ 1 1 ）（ ） 3 2 ghc b2
水闸
(1)
(2)
q h T h 0 2 2 g
3 c 2 0 c 2
水闸
第六章水闸一、水闸的功能与分类水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。
关闭闸门，可以拦洪、挡潮、抬高水位以满足上游引水和通航的需要；开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙或根据下游用水需要调节流量。
水闸在水利工程中的应用十分广泛。
二、水闸的组成部分水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成1、闸室是水闸的主体，包括：闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。
2、上游连接段，包括：两岸的冀墙和护坡以及河床部分的铺盖，有时为保护河床免受冲刷加做防冲槽和护底。
用以引导水流平顺地进入闸室，保护两岸及河床免遭冲刷，并与闸室等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
3、下游连接段，包括：护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡等。
用以消除过闸水流的剩余能量．引导出闸水流均匀扩散，调整流速分布和减绥流速，防止水流出闸后对下游的冲刷。
第二节闸址选择和闸孔设计水闸的防渗、排水设计水闸建成后，由于上、下游水位差，在闸基及边墩和翼墙的背水一侧产生渗流。
渗流对建筑物不利，主要表现为：①降低了闸室的抗滑稳定及两岸翼墙和边墩的侧向稳定性；②可能引起地基的渗透变形，严重的渗透变形会使地基受到破坏，甚至失事；③损失水量；④使地基内的可溶物质加速溶解。
防渗、排水设计的任务在于拟定水闸的地下轮廓线和做好防渗、排水设施的构造设计。
一、水闸的防渗长度及地下轮廓的布置(一)防渗长度的确定不透水的铺盖、板桩及底扳与地基的接触线，即是闸基渗流的第一很流线，称为地下轮廓线，其长度即为水闸的防渗长度。
根据《水闸设计规范》(SDl33—84)规定，为保证水闸安全，所需的防渗长度可按式(6—3)拟定。
(二)地下轮廓的布置水闸的地下轮廓可依地基情况并参照条件相近的已建工程的实践经验进行布置。
1、按照防渗与排水相结合的原则：①在上游侧采用水平防渗，如：铺盖；或垂直防渗，如：齿墙、板桩、混凝土防渗墙、灌浆帷幕等．延长渗径以减小作用在底板上的渗透压力．降低闸基渗流的平均坡降；②在下游侧设置排水反滤设施．如：面层排水、排水孔、减压井与下游连通，使地基渗水尽快排出．防止在渗流出口附近发生渗透变形。
水利工程之水闸
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水利工程之水闸
• 水闸的消能防冲措施包括：选择合适的过闸单宽流 量；选择合理的消能方式及措施，采取必要的防冲 措施。水闸的消能防冲措施主要由建在闸室下游的 消力池、辅助消能工、海漫、防冲漕及下游翼墙组 成。
• 1.水闸的消能方式：底流消能是一种通过在闸下产 生一定淹没度的水跃来保护河床免遭冲刷的消能方 式。
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水利工程之水闸
两岸连接建筑物
• 水闸的岸墙和翼墙通常称为两岸连接建筑物。当水闸 与河岸或土坝等连接时，需设置这种专门的连接建筑 物。直接挡住河道两岸坡填土的挡土墙叫翼墙，在水 闸边墩之后的挡土墙叫岸墙。其作用如下：
• 1.挡住两岸坡的填土，保证河岸填土的稳定及免遭受河 流的上、下游护坡。
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水利工程之水闸
• 1.上游联接段：主要作用是引导水流平稳 地进入闸室，同时起防冲、防渗、挡土 等作用。一般包括上游翼墙、铺盖、护 底、两岸护坡及上游防冲槽等。上游翼 墙的作用是引导水流平顺地进入闸孔并 起侧向防渗作用。铺盖主要起防渗作用， 其表面应满足抗冲要求。护坡、护底和 上游防冲槽（齿墙）是保护两岸土质、 河床及铺盖头部不受冲刷。
• 橡胶坝属薄壁柔性结构，是随着高分子合成材 料的发展而出现
• 的一种新型水工建筑物。1957年世界上首座橡 胶坝诞生于美国洛杉矶，坝高1.52m，长6.1m， 坝袋胶布厚为3mm，强度为90kN /m。此后世 界各国相继开始兴建橡胶坝。我国于1965年下 半年开始进行橡胶坝的研制建设工作，于1966 年6月建成我国第一座橡胶坝——北京右安门 橡胶坝，坝高3.4m，坝顶长37.6m，该橡胶坝 曾两次更换坝袋，至今运行正常。
水闸介绍
水闸的防渗排水设计（一）
引言：水闸的防渗排水设计任务在于经济 合理地拟定闸的地下（及两岸）轮廓线型 式和尺寸，以消除和减小渗流对水闸产生 的不利影响，防止闸基和两岸产生渗透破 坏。
地下轮廓线
地下轮廓线
上游铺盖、板桩及水闸底板等不透水部分 与地基的接触线，即图中折线0、1、 2．．．．．．15、16是闸基渗流的第一条 流线，亦称地下轮廓线，其长度称为闸基 防渗长度。
4.沉降方面：土基上建闸，由于土基的压缩性大，抗剪 强度低，在闸室的重力和外部荷载作用下，可能产生较 大的沉降影响正常使用，尤其是不均匀沉降会导致水闸 倾斜，甚至断裂。在水闸设计时，必须合理地选择闸型、 构造，安排好施工程序，采取必要的地基处理等措施， 以减少过大的地基沉降和不均匀沉降。
水闸的组成
● 齿墙：为增强护坦的抗滑稳定性，常在消力池的末 端设置齿墙，墙深一般为0.8~1.5m,宽为0.6~0.8m。
辅助消能工
为了提高消力池的消能效果，除尾槛外，还可设置消力 墩、消力齿等辅助消能工，以加强紊动扩散，减小跃后 水深，缩短水跃长度，稳定水跃和达到提高水跃消能效 果的目的。
水闸的消能防冲设计（二）
● 分洪闸：常建于河道的一侧，用来将超过下游河道安全泄量的 洪水泄入预定的湖泊、洼地，及时削减洪峰，保证下游河道的安 全。
● 排水闸：常建于江河沿岸，外河水位上涨时关闸以防外水倒灌， 外河水位下降时开闸排水，排除两岸低洼地区的涝渍。该闸具有 双向挡水，有时双向过流的特点。
● 挡潮闸：建在入海河口附近，涨潮时关闸不使海水沿河上溯， 退潮时开闸泄水。挡潮闸具有双向挡水的特点。
侧向防渗措施
侧向防渗排水布置（包括刺等情况综合 考虑，并应与闸基的防渗排水布置相适应， 使在空间上形成防渗整体。
水闸闸门知识点总结大全
水闸闸门知识点总结大全一、水闸概述水闸是一种用于控制、调节和封闭水流的工程设施，主要用于防洪、排涝、航运和水利灌溉等领域。
水闸的主要构成部分是闸门，它可以根据需要调节水位和水流量，达到控制水流的目的。
二、水闸的作用1. 防洪：水闸可以限制河流水位，减少下游地区的洪水威胁。
2. 排涝：水闸可以调节水位，排除积水，保证农田和城市的排水畅通。
3. 航运：水闸可以调节航道水深，保证船只的通行。
4. 水利灌溉：水闸可以用于灌溉系统的水流调节，满足农田灌溉的需要。
三、水闸的分类根据不同的工程目的和功能，水闸可以分为不同类型：1. 依据作用分：防洪闸、排涝闸、航运闸、灌溉闸等。
2. 依据闸门形式分：平板闸、提升闸、旋转闸等。
3. 依据闸门材质分：金属闸、混凝土闸、橡胶闸等。
4. 依据启闭方式分：手动闸、电动闸、液动闸等。
四、水闸闸门的结构1. 闸门框架：支撑闸门的主体结构，通常由钢材或混凝土制成。
2. 闸门叶片：控制水流的主体部分，可以根据需要调节角度和高度，通常由金属或橡胶制成。
3. 闸门启闭机构：控制闸门启闭的装置，通常包括电动机、减速器、液压缸等。
4. 导流设施：用于引导水流，保证水流稳定。
5. 密封装置：用于防止水流泄漏，保证水闸的密封性。
五、水闸闸门的特点1. 压力大：水闸受到的水压巨大，需要具有较强的承压能力。
2. 耐磨性强：闸门长期受到水流的冲刷，需要具有较强的耐磨性。
3. 密封性好：要求闸门具有良好的密封性能，防止水流泄漏。
4. 启闭灵活：闸门的启闭机构需要具有灵活可靠的性能，以便及时调节水位。
5. 耐腐蚀：闸门长期处于水中，需要具有一定的耐腐蚀能力。
六、水闸闸门的维护与管理1. 定期检查：对水闸闸门的结构、启闭机构等进行定期检查，发现问题及时修复。
2. 清理堵塞物：清除闸门表面和周围的积泥、垃圾等杂物，保证闸门启闭的畅通。
3. 润滑维护：对启闭机构进行定期的润滑维护，保证其启闭灵活可靠。
4. 紧固检查：对闸门的固定螺栓、橡胶密封条等进行定期检查，确保其紧固可靠。
《水利工程概论》第四章-5 水闸
闸室的结构
水闸的闸室由底板、闸墩、闸门、启闭机和工作桥、公 路桥、胸墙等组成.
闸室的结构
闸底板
闸底板作为闸室的基础，将闸室及上部结构重量传到 地基上。 闸底板作为地下轮廓线的组成部分，降低通过地基的 渗透水流的渗透坡降。
底板分为分离式底板和整体式闸底板
闸室的结构
适用条件 : 承载能力较大的中等密实地基; 松软地基或闸孔宽度较大时，宜采用分离式闸底板,闸墩底板采用桩基础。
两岸联结建筑物
两岸连接建筑物在水闸工程中所占比重较大，有的可 达工程总造价的15%~40%，闸孔愈少，所占比重相对 越大。
两岸连接建筑物的作用： 1) 挡土，保护两岸土体的稳定，免受水流的冲刷； 2) 导流，使水流平顺地通过水闸； 3) 防渗，阻止侧向绕渗。
两岸联结建筑物
上下游翼墙
上游翼墙的功能是挡土、平顺引导水流，与铺盖共同 承担防渗的作用。下游翼墙的功能是挡土、引导出闸水 流沿翼墙均匀扩散。
消能防冲
当尾水深度小于跃后水深1.5m以上时，可采用综合式消力池。
消能防冲
辅助消能工的作用：加强扰动，增加消能效果，以减少池深和池长。 其形式有：
在闸室下游接一水平段，并在其后设一道小坎，以防止波状水跃。 在消力池的前部或后部设消力墩，形成对水流的反力作用。
消能防冲
防冲加固措施
(1)海漫 作用:消除余能,调整流速,保护下游河床免受冲刷。
按其形式分为打入混凝土预制桩和钻孔灌注混凝土桩.
按受力形式分为摩擦桩和支承桩.
闸室安全和地基处理
地基处理
7. 高压旋喷灌浆法 利用高压作用,使水、空气、水泥浆等介质向周围土层喷 射,对土体产生冲切、搅拌 、掺和 ,改变原土层结构、组成. 在喷管一定范围内形成新的混合凝结体.
水闸的教学知识点总结
水闸的教学知识点总结1.水闸的基本概念水闸是一种用于控制水流的设施，主要用于防洪、灌溉和水能利用等方面。
水闸通常由闸门、闸墩、闸槽、闸壳、启闭机构、溢流设施等组成。
闸门是水闸的主要构件，用于控制水流的开关，根据闸门的不同形式和运动方式，水闸可以分为平板闸、滑门闸、卷帘闸、拱门闸等类型。
2.水闸的分类根据用途和工作原理的不同，水闸可以分为防洪闸、灌溉闸、水能利用闸等类型。
防洪闸主要用于控制河流的水位，防止洪水泛滥。
灌溉闸用于调节渠道的水流，以满足农田灌溉的需要。
水能利用闸则是用来控制水流，以便发挥水流的动力作用，实现发电等用途。
根据闸门的不同形式和运动方式，水闸还可以分为平板闸、滑门闸、卷帘闸、拱门闸等类型。
3.水闸的设计原理水闸的设计需要考虑多个因素，包括水文地质条件、工程用途、施工条件、维护管理等。
在设计中，需要根据所在地区的水文地质条件，确定水流的流量、水位、流速等参数，以确定闸门的尺寸、形状和运动方式。
4.水闸的施工技术水闸的施工需要遵循一定的标准和规范，包括材料选择、结构设计、施工工艺、安全管理等方面。
在施工中，需要注意闸门的尺寸、材质、密封性能等，保证其能够正常运行，并且具有良好的防洪效果。
5.水闸的维护与管理水闸的维护与管理是水利工程建设的重要环节，直接关系到水闸的使用寿命和防洪效果。
维护工作包括定期巡查、保养检修、设备更换等内容，需要有专门的维护人员进行管理和操作。
水闸作为一种重要的水利工程设施，对于防洪、灌溉和水能利用等方面具有重要的作用。
掌握水闸的基本概念、分类、设计原理、施工技术、维护与管理等知识是非常有必要的，可以帮助我们更好地了解水闸的作用和使用方法，从而更好地运用水利资源，促进经济的发展和社会的进步。
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水闸分类示意图
按闸室结构形式分类
开敞式水闸
闸室上面不填土、不封闭的水闸。 应用较为普遍又分为无胸墙和有胸墙两种形式。
涵洞式水闸
闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称为封闭式 水闸。 常用于穿堤取水或排水的水闸。
按过闸流量大小分类
1 大型：过闸流量在1000m³/s以上 2 中型：过闸流量为100--1000m³/s 3 小型：过闸流量小于100m³/s
水闸概述
谢 伟
水闸
Tide gate
Medium sized sluice
Small sluice 开敞式水闸
Sluice
Flushing sluice
Obesity
Open type sluice
挡潮闸
Economic problem
冲沙闸
Abortion
Flood diversion sluice
水闸组成部分的作用
主要作用是引导水流平 稳地进入闸室，同时起 防冲、防渗、挡土的作
用
上游 连接
段
消能和扩散水流 的作用
下游
连接 段
各部
分的 作用
闸室 段
底板承受闸室全 部荷载，防冲防 渗作用。闸墩分 隔闸孔支持工作 桥等上部结构。 闸门是挡水和控
制下泄流量
水闸设计内容和所需基本资料（了解）
基本资料
水闸的组成
组成
上游 连接 段
闸室 段
下游 连接 段
翼墙、铺盖、护底、上游 防冲槽、上游护坡
底板、闸墩、闸门、（胸 墙）、工作桥、交通桥
翼墙、护坦、海漫、下游 防冲槽、下游护坡、下游 排水（反滤、排水孔）
图 水闸的组成部分 1–上游防冲槽；2–上游护底；3–铺盖；4–底板； 5–护坦（消力池）；6–海漫； 7–下游防冲槽；8–闸墩；9–闸门；10–胸墙；11– 交通桥；12–工作桥；13–启闭机；14–上游护坡； 15–上游翼墙；16–边墩；17–下游翼墙；18–下游护 坡
闸址选择的基本原则：（1）宜选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚 实、地下水水位较低的地点。 （2）应重点考虑过闸的水流形态 ，确保过闸水流平顺，流量分布均匀，不出现偏流和危害性冲刷 或淤积。
平原区水闸枢纽等级划分及洪水标准
1、工程等别及建筑物级别
平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由 水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵 洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物。
应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。 其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用 和重要性划分。
表1 平原区水闸枢纽工程分等指标
工程等别
I
II
III
IV
V
规模
大（1）型 大（2）型 中型 小（1）型 小（2）型
最大过闸流量 （m3/s）
≥5000
5000 -1000
1000 -100
水闸级别
1
2
3
4
5
洪水重现期( 年)
设计 校核
100~50 300~200
50~30
30~20 20~10
10
200~100 100~50 50~30 30~20
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4.分洪闸：建造在天然河道的一侧，用来将超过下游河道安全泄量 的洪水泄入预定湖泊、洼地，及时消减洪峰，保证下游河道安全
5.排水闸：在江河沿岸建造，外河水位上涨时关闸以防止河水倒灌 ，外河水位较低时开闸排除其附近洼地地区的积水。防止农田的 涝渍。
6.挡潮闸：建在入海口附近，涨潮时关闸不使海水沿河上溯，退潮 时开闸泄水，以达到挡潮、排水和蓄水的目的。
100-20
<20
防护对象的重 要性
特别重要
重要
中等
一般
表2 水闸枢纽建筑物级别划分
工程等别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
永久性建筑物级别
临时性建筑物
主要建筑物 次要建筑物 级
别
1
3
4
2
3
4
3
4
5
4
5
5
5
5
\
2、洪水标准
平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的 防洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主， 并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确 定
水闸的作用与分类
水闸的组成
闸址选择
水闸ห้องสมุดไป่ตู้工作
特点与设计 要点
水闸的设计 内容及所需 要的基本资 料
水闸等级划分及洪 水标准
截止闸
进水闸
冲沙闸
分洪闸 排水闸
挡潮闸
按水闸所承担 的任务分类
水闸的分类
1.进水闸：水闸的一种，建在河道、水库或湖泊的岸边，用来控制 引水流以满足灌溉、发电或供水的需要。又称取水闸或渠首闸
小型水闸
分洪闸
涵洞式水闸
Sluice address selection
rate of flow
排水闸
Adjust the water level
截止闸
Large sluice
中型水闸
进水闸
drain away water
水闸——是调节水位、控制流量的低水头水工建筑
物主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水 的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、 发电等方面应用十分广泛。
2.节水闸：拦河或在渠道上建造。枯水期用以抬高水位，以利上游 取水或满足航运要求，洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。
3.冲沙闸：多建在多泥沙河流上的引水枢纽或渠系中沉沙池的末端 ，也可以设在引水渠内到有节制闸的分水枢纽处，用于排除进水 闸、节制闸前河道或渠系中沉积的泥沙，防止炸前河段或渠道淤 积，也可以利用泄水闸排沙。
1.确定孔口形式和尺寸 2防渗、排水设计
4.稳定计算 5.沉降校核
6.选择两岸 连接建筑的 型式和尺寸
9.河流规划
12. 建筑 材料
10.运用要求
13.施工 及交通运 输条件等
3.消能、防冲设计
7.地基处理
8.结构设计
11.水文、气象、 泥沙、地震烈度
14.闸址 选择
平原区水闸枢纽等级划分及洪水标准
Sluice -- is to adjust the water level, control the flow of low head hydraulic structure, rely mainly on the gate to control the flow of water, with water retaining and discharge (Draft) dual function water, widely used in flood control, waterlogging, irrigation, water supply, shipping, power etc.
1、工程等别及建筑物级别
平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由 水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵 洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物。
应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。 其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用 和重要性划分。
闸址选择
闸址选择关系到工程的成败和经济效益的发挥，是水闸设计的重要 内容。应根据水闸的功能、任务、特点和运用要求，综合考虑地 形、地质、水文、施工等因素，通过技术经济比较，选择最佳方 案。