水闸

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。
三、水闸的组成
（一）整体式底板 闸墩与底板浇筑成整体即为整体式底板。其
顺流向长度可根据闸身稳定和地基应力分布较均匀 等条件来确定，同时应满足上层结构布置的需要。 水头愈大，地基愈差，底板应愈长。
第九章 《水闸》
水闸及其作用
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。
水闸的类型
分类1 （按承担任务分） 1. 节制闸（或拦河闸） 2．进水闸 3．分洪闸 4．排水闸 5. 挡潮闸
1、节制闸
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。
2、低实用堰型
低实用堰有梯形的、曲线形的和驼峰 形的。
实用堰自由泄流时流量系数较大，水 流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消 除波状水跃；但泄流能力受尾水位变化的 影响较为明显，当hs＞0.6H以后，泄流能 力将急剧降低，不如宽顶堰泄流时稳。上 游水深较大时，采用这种孔口形式，可以 减小闸门高度。
2. 涵洞式水闸
闸身上面填土封闭的水闸， 又称封闭式水闸。常用于穿 堤取水或排水方面 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
3、胸墙孔口型
当上游水位变幅较大过闸流量 较小时，常采用胸墙孔口型。
此种型式可以减小闸门高度和 启门力，从而降低工作桥高和工程 造价。
二、底板布置与结构要求
常用的底板有平底板和钻孔灌注桩底板。 在特定的条件下，也可采用箱式底板、斜底板、 反拱底板等。
平底板
按底板与闸墩的连接方式，有整体式和分离 式两种。
1、节制闸
2． 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。
3． 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。
4．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。
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。渗流 对闸室和两岸连接建筑物的稳定不利。 因此，应妥善进行防渗设计。
3. 消能防冲方面
水闸开闸泄水时，在上、下游水位 差的作用下，过闸水流往往具有较大的 动能，流态也较复杂，而土质河床的抗 冲能力较低，可能引起冲刷。此外，水 闸下游常出现波状水跃和折冲水流，会 进一步加剧对河床和两岸的淘刷。因此， 设计水闸除应保证闸室具有足够的过水 能力外，还必须采取有效的消能防冲措 施，以防止河道产生有害的冲刷。
❖ 水闸通常由上游连接段、闸室段和下游 连接段三部分组成。
图9-3 水闸的组成 1—闸室底板；2—闸墩；3—胸墙；4—闸门；5—工作桥；6—交通桥； 7—堤顶； 8—上游翼墙；9—下游翼墙；10—护坦；11—排水孔；12—消力坎； 13—海漫； 14—下游防冲槽；15—上游防冲槽；16—上游护底；17—上、下游护坡
5. 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。
此外，还有为排除泥沙、冰块、漂浮 物等而设置的排沙闸、排冰闸、排污闸 等。
（二）按闸室结构形式分类
1. 开敞式水闸 2. 涵洞式水闸
1. 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。
图9-4 某涵洞式水闸纵剖视图
（一）上游连接段
上游连接段的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。
第二节 闸室的布置和构造
闸室是水闸的主体部分。开 敞式水闸闸室由底板、闸墩、闸 门、工作桥和交通桥等组成，有 的还设有胸墙。
一、闸孔型式
闸孔形式一般有宽顶堰型、低实用堰型 和胸墙孔口型三种。
（a）平底板宽顶堰；（b）低实用堰；（c）胸墙孔口型
1、宽顶堰型
宽顶堰是水闸中最常用的底板结 构形式。
其主要优点是结构简单、施工方 便，泄流能力比较稳定，有利于泄洪、 冲沙、排淤、通航等；其缺点是自由 泄流时流量系数较小，容易产生波状 水跃。
（三）下游连接段
下游连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。
（二）闸室段
闸室是水闸的主体部分，通常包括底 板 、闸墩、闸门、胸墙 、工作桥及交通 桥等。底板是闸室的基础，承受闸室全 部荷载，并较均匀地传给地基，此外 ， 还有防冲、防渗等作用。闸墩的作用是 分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结 构。闸门的作用是挡水和控制下泄水流。 工作桥供安置启闭机和工作人员操作之 用。交通桥的作用是连接两岸交通。