水闸结构形式与发展趋势20161130

据不完全统计，仅江苏省境内截止2012年按流域划分如下： 长江流域：大型水闸2座；中型水闸80座，小型水闸129座； 淮河流域：大型水闸29座；中型水闸309座，小型水闸3375座； 太湖流域：中型水闸16座。
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的组成
水闸由闸室段和上游联接段、下游联接段3大部分组成。
Part 3
（六）按过流堰型式分类
（1）开敞式宽顶堰 （2）驼峰堰 （3）实用堰
Part 4
水闸的分类-按过流堰型式分类
（1）开敞式宽顶堰
（2）驼峰堰
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（3）实用堰
Part 1
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Part 3
Part 4
1．开敞式宽顶堰
特点： 结构简单、施工方便、地基应力均匀，泄流能力大、上游水位壅高较小，有利于 完成冲砂、排污等其他任务。 土基上的拦河闸，闸孔型式多采用开敞式宽顶堰。
2．胸墙式水闸
特点：
开敞式水闸的泄流能力大，一般用于具有排冰、过木等要求的泄洪 闸，如拦河闸、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，常设置胸墙。
·胸墙式水闸在低水位过流时，属于开敞式水闸自由出流； ·在高水位过流时，属于孔口出流。
胸墙式水闸多用于进水闸、排水闸和挡潮闸等。 绝大多数大中型水闸为开敞式水闸。
与平底板相比较： ·反拱底板可减少厚度40%~50%； ·减少钢筋用量，降低工程造价； ·使水闸横向（垂直于流向）地基反力分布较均匀； ·底板受力条件较好。 ·但是，施工条件较复杂，技术要求高，闸室内单流量不均匀，水力条件较差， 对消能防冲不利。
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Part 1
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Part 3
Part 4
刘柴河排水闸
低水头排水闸
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Part 1
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Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
6.挡潮闸 位置：一般建于江河入海口。
作用： ·挡潮：在汛期防止潮水顶托，以免造成内涝； ·御咸：防止潮水沿江河上溯，以免造成沿河岸地区土地的盐碱化； ·排水：排除内河高水位； ·蓄淡：在低潮时期，关闸防止内河淡水流失，以便充分利用内河淡水。
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
武定门节制闸
杨庄闸（节制闸）
二河闸（拦河闸）
淮河入江水道东偏泓漫水闸（节制闸）
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Part 1
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Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
3.冲沙闸 位置：在取水枢纽中，冲沙闸的位置一般布置在靠近进水闸处。 作用：
·排沙。 ·防止泥沙进入取水口造成渠道淤积。 ·将进入到渠道内的泥沙排向下游。 ·将水库的淤沙、淤泥排向下游。 特点： 在水闸枢纽中，冲沙闸往往兼作节制闸。
底板连接型式
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Part 3
Part 4
1．整体式平底板
（1）型式： 闸室底板与闸墩一起浇筑，在结构上形成一个整体，称为整体式底板。
（2）特点 整体式底板能够将上部桥梁、设备及闸墩的重量传递给地基，使地基应力趋于均
匀，且构造简单，施工方便。
（3）适用条件 整体式平底板多用于地基条件较差的情况。
土基上水闸的组成示意图
1—闸门； 2—底板； 3—闸墩； 4—胸墙； 5—工作桥； 6—交通桥； 7—上游防冲槽； 8—上游防冲段、铺盖； 9—上游翼墙； 10—上游护岸； 11—护坦； 12—海漫； 13—下游防冲槽； 14—下游翼墙； 15—下游护岸。
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水闸的分类
Part
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Part 2
（二）按水闸所承担的任务分类
（1）进水闸（取水闸） （2）节制闸（拦河闸） （3）冲沙闸 （4）分洪闸 （5）排水闸 （6）挡潮闸
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Part 1
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Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
1.进水闸（取水闸）
位置：建在河流、湖泊、水库或引水干渠等的岸边一侧，由于通常建在渠道的 首部，又称渠首闸。
（4）分缝 ·分缝的目的：适应温度变化和地基不均匀沉降。 ·分缝的方法：一般在1~3个闸室之间设一道永久变形缝，形成数孔一联的型式。 ·缝距：在岩基上，缝距不宜大于20m；在土基上，缝基不大于35m。
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的分类-按底板型式分类
·分缝的型式：墩中分缝和跨中分缝。 ·墩中分缝：变形缝设在闸墩中间，此时，闸室整体性更好。在发生不均匀
封闭式水闸
叮当河地涵
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的分类-按底板型式分类
（五）按水闸底板型式分类
（1）按底板与闸墩的连接方式分 整体式：闸墩和底板浇筑成整体，有分段缝时缝设在闸墩上。 分离式：底板与闸墩用沉陷缝分开。
（2）按底板的结构型式分 平底板； 反拱底板； 空箱式底板等。
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安徽滁州沙河集水库泄洪闸 （弧形水泥闸门）
Part 1
Part 2
4.“护镜式” 水闸
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Part 4
水闸的分类-按闸门型式分类
三汊河口闸（南京）
移风挡潮闸（山东）
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Part 1
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5.弧形对开闸门
Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸门型式分类
常州钟楼防洪闸 常州钟楼防洪闸
沉陷时，仍然能够正常工作。设有变形缝的闸墩称为缝墩，缝墩一般较中墩厚 些。
·跨中分缝：在较坚硬地基土层上，变形缝可以设在闸室中间的底板上，以 减小闸墩厚度和泄流前缘总宽度，也称板中分缝。板中分缝的闸孔单孔净宽不 宜大于8m.
（a)墩中分缝
（b)板中分缝
1—缝墩；2—中墩；3—底板；4—闸门；5—永久缝
（1）平板门 a）直升门 b）升卧式门
（2）弧形门 a）垂直向开启 b）弧形对开闸门
水闸的分类-按闸门型式分类
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Part 1
Part 2
1.平板直升门
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Part 4
水闸的分类-按闸门型式分类
刘柴河南闸（老闸）
刘柴河北闸（老闸）
柴塘闸（螺杆启闭）
老式木板闸门
响水引水闸
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泗塘河闸
Part 1
水闸结构形式与发展趋势
目录页
CONTENTS PAGE
P1.概述
P2.水闸的分类
P3. 水闸设计中 的关键问题
P4.发展趋势
概述
Part
1
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的定义
水闸是一种低水头的水工建筑物，它具有挡水和泄水双重作 用。与设有表孔闸门的溢流坝的区别是:
1）水闸水头较低，抬高水位较少，它主要是靠闸门挡水；而溢流坝主要靠闸门下坝体 来挡水。 2）水闸可建于各种地基上。
Part 3
Part 4
功能分类
水闸的分类 工程规模
闸孔型式
水闸分类
闸门型式
底板型式
过流堰型式
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的分类-按规模分类
（一）按水闸规模分类
（1）大型水闸； （2）中型水闸； （3）小型水闸。
根据国内已建水闸工程的设计经验，一般以设 计或校核过闸流量的大小作为划分水闸规模的依据， 例如：
马斯朗特闸关闭时
马斯朗特闸开启时
马斯朗特闸(荷兰)
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸孔型式分类
（四）按水闸闸孔型式分类
（1）开敞式水闸
（2）胸墙式水闸
（3）封闭式或涵洞式水闸
开敞式水闸
胸墙式水闸
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封闭式水闸
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Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸孔型式分类
水闸的分类-按底板型式分类
宜陵北闸（江都管理处）
太平闸（江都管理处）
鱼道（太平闸）
宜陵北闸（三维网格）
老淮柴河闸
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
4．空箱底板
（1）型式 底板为空箱结构，上闸下洞，双向过流。
水闸的分类-按底板型式分类
邵仙闸洞（江都管理处）
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Part 1
Part 2
作用：为灌溉、发电、供水或其它用水工程引取足够的水量。
响水闸（进水闸）
建于河道岸边一侧的进水闸（取水闸）
10Байду номын сангаас
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
2.节制闸（拦河闸） 位置：拦河闸的闸轴线垂直于或接近于垂直河流、渠道布置。
作用：
·截断河渠，抬高河渠水位，控制下泄流量。 ·在航运工程中，拦河闸不仅能为上游航运提供稳定的航道水深，也能通过 保持一定泄流量为下游提供稳定的航道水深。
1．开敞式水闸 特点：
闸室上部没有阻挡水流的胸墙或顶板，过闸水流能够自由地通过 闸室。
开敞式水闸的泄流能力大，一般用于具有排冰、过木等要求的泄 洪闸，如拦河闸、排冰闸等。
开敞式水闸
石梁河新闸（开敞式水闸）
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邵仙闸洞（江都管理处）
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸孔型式分类
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Part 1
Part 2
Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
葛洲坝三江冲砂闸（冲砂闸）
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某冲砂闸
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
4.分洪闸 位置：常建于河道的一侧。 作用：
·分洪。 ·在洪峰到来时，分洪闸用于分泄河道暂时不能容纳的多余洪水，使之进入 预定的蓄洪洼地或湖泊等分洪区，及时削减洪峰，确保下游河道安全。 ·待河道洪水过后，分洪区积水又要经过排水闸排入原河道。
胸墙式水闸
邵伯节制闸（江都管理处）
运盐闸（江都管理处）
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湖北鄂州樊口大闸）
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Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸孔型式分类
3．封闭式或涵洞式水闸
特点：
闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称涵洞式水闸。 填土可增加闸室的稳定，代替交通桥，当水头较高时往往是经济的， 但地基压力较大，常用于穿过堤防的水闸。 涵洞可做成有压的或无压的。前者（有压涵洞）多用于排砂闸和排 水闸，后者（无压涵洞）则多用于小型分水闸。
·排除内涝。当江河水位较低时，开闸排除河岸一侧降雨形成的渍水或生活 废水。
·挡住外河高水位。当江河水位较高时，关闭排水闸，防止江水向河岸倒灌。 特点：由于既要排涝，又要挡水，因此排水闸具有闸底板高程较低、闸身较高
以及承受双向水头作用的特点。
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Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
·在取水工程中，为进水闸（或分水闸）提供高保证率的取水流量。 特点：
拦河闸在枯水期尽量维持上游水位，以满足取水或航运等需要；在洪水期 需要随时泄放上游库区无法容纳的多余流量，避免上游水位过度上涨导致 淹没或水灾。在洪水期，拦河闸还必须有足够的泄流能力，以排泄洪水。
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Part 1
Part 2
Part 3
·过闸流量等于或大于1000m3/s者为大型水闸；
·过闸流量在100 ~ 1000m3/s间者为中型水闸；
·过闸流量小于100m3/s者为小型水闸。
我国葛洲坝水利枢纽的二江泄水闸，过闸流量 达83900m3/s，属特大型水闸，或称巨型水闸。
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Part 4 水闸的分类-按功能分类
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Part 4
水闸的分类-按底板型式分类
2．分离式平底板
（1）型式 分离式平底板的两侧设置分缝，底板与闸墩分离。
（2）特点 底板与闸墩在结构上互不传力，闸墩和上部设备的重量通过闸墩传到地基，
底板只起防渗、防冲的作用。
（3）适用条件 分离式底板适用于闸孔大于8m且坚实的地基或岩基。
（4）构造 分离式底板的厚度只需要满足其自身的稳定要求，厚度较整体式底板薄。
马鞍山采石闸采用大小分离式底板
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水闸的分类-按底板型式分类
3．反拱底板
（1）型式 底板向地基的一面做成拱形。
（2）特点 地基反力在底板拱的作用下，板内弯矩减少，受力条件明显比平底板合理。
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Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
万福闸
（分泄洪泽湖洪 水入长江）
分洪闸（一）
分洪闸（二）
新沂河海口北深泓闸（新沂河泄洪）
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Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
5.排水闸 位置：常建于江河沿岸。
作用：
特点：挡潮闸与排水闸类似，也承受双向水头的作用。但操作更为频繁。
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Part 3
Part 4 水闸的分类-按所承担的任务分类
新沭河三洋港挡潮闸
新沂河海口深泓闸下游侧
入海水道海口南闸和北闸
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灌南小潮河闸
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Part 2
Part 3
Part 4
（三）按水闸闸门型式分类
Part 2
2.升卧门
Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸门型式分类
东门河闸（平面翻倒门）
常熟白茆闸（平面翻倒门）
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入海水道南偏泓漫水闸
Part 1
Part 2
3.弧形闸门
Part 3
Part 4
水闸的分类-按闸门型式分类
入海水道二河新闸
安徽滁州沙河集水库泄洪闸
灌南小潮河闸
入海水道二河新闸 （弧形钢闸门）