水闸闸室的布置与构造

水闸的构成及分类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、海、湖泊岸边。

按功能分类：（1）节制闸拦河或在渠道上建造，用于拦洪、调节水位、控制下泄流量。

河道上的节制闸又称拦河闸。

（2）进水闸又称取水闸、渠首闸。

建在河道、水库或湖泊的岸边，用以控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要。

（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分洪区或分洪道。

（4）排水闸建于江河沿岸，用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水。

（5）挡潮闸建在入海河口附近，涨潮时关闸，退潮时开闸泄水。

（6）冲沙闸（排沙闸）常建在进水闸一侧的河道上与节制闸并排布置或在引水渠内的进水闸旁。

其他还有排冰闸、排污闸等。

按闸室结构分：开敞式、胸墙式、涵洞式等。

水闸的组成（1）闸室包括闸门、闸墩、边墙、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。

（2）上游连接段包括两侧的翼墙、护坡、河床部分的铺盖。

（3）下游连接段包括护坦、海漫、防冲槽、两岸的翼墙、护坡等。

软土地基上水闸的工作特点（1）软土地基的压缩性大，承载力低，细砂易液化，抗冲能力差。

地基可能产生较大的沉降或沉降差，造成闸室倾斜，止水破坏，闸底板断裂，甚至破坏，引起水闸失事。

（2）水闸泄流时，土基的抗冲能力较低，可能引起水闸下游的冲刷。

（3）土基在渗流作用下，易发生渗透破坏。

水闸的设计步骤1.闸址选择壤土、中砂、粗砂和砂砾石适于作为水闸的地基。

尽量避免淤泥质土和粉、细砂地基。

2. 闸孔设计（1）堰型选择：宽顶堰、低实用堰（2）闸底板高程（3）闸孔的总净宽（4）闸室单孔宽度和闸室总宽度3．防渗、排水设计（1）防渗设施：构成地下轮廓的铺盖、板桩及齿墙（2）排水设施：铺设在护坦、海漫的底部、闸底板下游段的砂砾石层4．消能、防冲设计（1）消能：一般采用底流消能。

（2）海漫：消力池后接海漫。

要求表面有粗糙度，具有透水性，具有柔性。

形式有干砌石、浆砌石、混凝土板等。

第八章水闸§ 8-5 闸室的布置和构造教学内容底板、闸墩、工作桥、交通桥、底板按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）河宽、孔多。

需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔）按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离式整体式闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。

（也有闸室底板中间分缝的）底板形式:实心底板；，、箱式底板：地基承载力较差,30--40kpa：适用于松散地基，地震烈度较高的地区分离式单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。

底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。

材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。

作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。

材料：砼或浆砌石。

外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小,以加大过水能力。

分方形、三角形、半圆形、流线形。

高程：上游高出最高水位并有一定超高。

长度：与闸底板顺水流长度相同。

上、下游侧：铅直或10:1〜5 :1竖坡。

闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门槽颈部厚度。

门槽颈部厚度最小值为0.5m门槽深0.3m 槽宽0.5〜1.01.5〜2.0m 净距。

1.0m 以上的间距。

胸墙m3于 小 不缝墩：1.2〜1.5检修门槽与工作门槽之间须保持 胸墙与检修门槽之间也应留足三、 闸门检修门---平门----位置：上游侧（平门）工作门--弧门」--位置：① 上游侧② 下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。

四、 胸墙固定式、活动式作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。

布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前---止水结构复杂，易于磨损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损？顶高程：顶与闸墩齐平。

底梁梁底高程：满足堰流的要求，堰顶高程+堰顶下游水深+（0.2m ）。

厚度：不小于 0.15〜0.2m 结构形式：板式、梁板式。

水闸的基本构造
水闸分为上游连接段、闸室和下游连接段三部分：
（1）上游连接段上游连接段主要作用是引导水流从河道平稳地进入闸室，同时有防冲、防渗作用，一般包括上游翼墙、铺盖、护底和两岸护坡等。

（2）闸室闸室段是控制过闸流量及上下游水位，并联接两岸和上、下段的主体。

闸室段有闸门、闸墩、底板、工作桥、交通桥、胸墙、启闭机等。

（3）下游连接段下游联接段的主要作用是消除下泄水流的动能，顺利与下游河床水流连接，避免发生不利冲刷现象，一般有护坦（包括消力池）、海漫、下游防冲槽（防淘墙）、下游翼墙、护底和两岸护坡等。

水闸闸室的布置与构造闸室是水闸的主体部分，由底板、闸墩、闸门、工作桥及交通桥等部分组成，有许多水闸还设有胸墙。

1底板按底板与闸墩连接方式的不同，底板可分为整体式及分离式（图7-29）两种。

按底板结构形式的不同，主要分为平底板［图7-5（a ）］、低堰式［图7-5（b ）］、以及折线底板等，工程中使用最多的是整体式平底板。

图 7-29 底板与闸墩的连接方式（a ）整体式；（b ）分离式1. 整体式平底板当平底板与闸墩连成整体时，这种底板称为整体式平底板。

它是闸室的基础部分，能把上部结构的重力及荷载传给地基，并有防冲及防渗作用。

底板长度（顺水流方向）应根据闸室地基条件和结构布置要求，以满足闸室整体稳定和地基允许承载力为原则，进行综合分析确定。

初拟底板长度L 时，除满足闸室上部结构布置的要求外，还可参考以下两种经验数据选用：①L 约为上游水深的1.5～2.5倍，坚实地基取下限值，松散地基取上限值；②L 约为上、下游最大水位差max H ∆的1.5～4.5倍，在相同的max H ∆情况下，砂土地基L 稍小些，黏土地基L 稍大些。

底板厚度必须满足强度和刚度要求。

闸室底板通常是等厚度的，也可以采用变厚度，后者在地基较坚实的情况下，有利于改善底板的受力条件，例如加大闸墩墩基部位的厚度，减小跨中部位的厚度。

对于大、中型水闸，闸室平底板厚度可以取闸孔净宽的1/6~1/8，一般为1.0～2.0m ，最薄也不宜小于0.7m 。

在底板上、下游两端一般均设有浅齿墙，深度为0.5～1.5m，以增加闸室的稳定性和延长防渗长度。

底板混凝土应满足强度、抗渗及防冲等要求，其强度等级常用C20～C25。

整体式平底板抗震性能较好，根据辽南地震调查，黑鱼沟水闸及虎茬水闸均为钢筋混凝土整体式平底板，经强烈地震后仍保持完整，并能继续正常运用。

当地基较差时，如承载能力只有30～40kN/m2时，则需考虑减轻底板及其上部结构的重力或加大底板长度。

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。

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水闸的结构形式及组成水闸是一种常见的水工建筑物，主要用于调节水位、控制流量、排沙、泄洪等。

水闸的结构形式和组成是多样的，以下将对水闸的主要组成部分进行详细的介绍。

一、总体结构水闸的总体结构是指闸室及上下游连接段，包括闸前、闸后、闸槽、消力池等部分。

总体结构的布局应考虑到地形、地质、水流条件、施工条件、运行管理等因素，使水闸能够有效地实现其功能。

二、进水口结构进水口结构是水闸的重要组成部分，其形式和位置应根据地形、地质、水流条件等因素进行设计。

进水口通常包括闸门槽、拦污栅、闸门等部分，其结构应满足强度、刚度、耐久性等要求。

三、闸室结构闸室结构是水闸的主体部分，包括闸底板、闸墩、翼墙、岸墙等部分。

闸底板是承受水压和荷重的主要构件，应具有足够的强度和刚度。

闸墩和翼墙是支撑闸门和承受侧向荷重的构件，其设计应考虑结构稳定性、防渗性能等因素。

岸墙是连接闸室和岸边的构件，应满足防渗、抗冲刷、稳定等要求。

四、消能防冲设施消能防冲设施是水闸的重要部分，其作用是减小水流对下游河床的冲刷力，防止水流对下游河床的破坏。

消能防冲设施包括消力池、海漫、防冲槽等部分，应根据下游河床的地形、地质条件进行设计。

五、闸门和启闭机闸门是控制水流的关键部件，其形式和尺寸应根据水闸的类型和功能进行设计。

启闭机是控制闸门的设备，应根据闸门的尺寸和重量进行选择和设计。

闸门和启闭机的安装位置应便于操作和维护。

六、闸墩和岸墙闸墩是支撑闸门和承受侧向荷重的构件，岸墙则是连接闸室和岸边的构件。

这两者的设计应考虑结构稳定性、防渗性能等因素，以确保水闸的安全运行。

七、翼墙和护底翼墙是连接闸室和岸边的挡水墙，护底则是防止水流冲刷的措施。

翼墙和护底的设计应考虑水流条件、地质条件等因素，以保证水闸的安全性和稳定性。

八、闸基处理由于地质条件等因素的影响，有时需要对水闸的基底进行处理。

常见的处理方法包括桩基、扩基、换填等。

在选择处理方法时，应充分考虑地质勘察资料和上部结构的要求，以确保水闸的安全性和稳定性。

第五节闸室的布置与构造一．闸室结构布置1.闸室结构2.闸顶高程，闸槛高程3.闸孔总净宽，闸孔孔径4.底板型式、厚度、顺水流向长度、垂直水流方向分段长度5.闸墩型式、厚度、长度6.闸门型式、启闭机型式7.胸墙结构8.工作桥、检修便桥、交通桥二.底板：⒈型式（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。

→底板是传力结构，将荷载较均匀地传给地基。

闸室整体性较好，适用于松软地基。

分离式：底板与闸墩用沉陷缝分开。

→闸墩传力，底板仅防渗抗冲，一般适用于岩基或压缩性小的土基。

（2）按底板的结构型式分平底板反拱底板空箱式底板等整体式平底板用得最广泛。

图9-18 底板型式⒉布置（1）整体式平底板材料：（钢筋）混凝土高程：考虑运用、经济和地质条件确定顺水流方向长度：需满足稳定、强度及上部结构布置要求，一般与闸墩长度相同厚度：根据地基条件、作用荷载和闸孔净宽等因素，满足强度和刚度要求垂直水流方向分段长度：（2）分离式底板材料：混凝土或浆砌石厚度：满足自身稳定要求三.闸墩：⒈材料：混凝土（小型工程常用浆砌块石）⒉闸顶高程：闸顶高程通常指闸室胸墙或闸门挡水线上游闸墩和闸墙的顶部高程。

应根据挡水和泄水两种运用情况确定。

挡水时闸顶高程不低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应安全超高值之和；泄水时闸顶高程不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。

水闸安全超高下限值（m）：水闸级别 1 2 3 4.5挡水时正常蓄水位0.7 0.5 0.4 0.3 最高挡水位0.5 0.4 0.3 0.2泄水时设计洪水位 1.5 1.0 0.7 0.5 校核洪水位 1.0 0.7 0.5 0.4位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（挡潮）堤堤顶高程。

⒊长度：与底板长度相同或比底板长度稍短，取决于上部结构布置和闸门型式。

⒋厚度：根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求和施工方法等确定，平面闸门闸墩门槽处不宜小于0.4m。

水闸的组成组成：上游联接段、闸室段和下游联接段三部分组成。

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。

无压隧洞有压隧洞第五章水闸一、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。

二、闸基防渗长度：上游铺盖、板桩及水闸底板等不透水部分与地基的接触线，闸基渗流的第一条流线，亦称地下轮廓线。

三、波状水跃：急流弗劳德数较小，水面跃起呈波状向缓流过渡，未能形成表面旋滚的水跃。

四、折冲水流：天然河道或过水建筑物下游河渠断面上流量分布极不均匀，主流偏离原流向、左右摇摆、冲击两岸的水流。

五、.按水闸所承担的任务分类:节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、排沙闸、排冰闸、排污闸等六、按闸室结构形式分类：开敞式水闸、涵洞式水闸七、水闸的工作特点及设计要点：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。

渗流对闸室和两岸联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。

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。

闸室底板布置——水闸设计规范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。

闸室的结构形式、布置和构造，应在保证稳定的前提下，尽量做到轻型化、整体性好、刚性大、布置匀称，并进行合理的分缝分块，使作用在地基单位面积上的荷载较小，较均匀，并能适应地基可能的沉降变形。

闸室结构有开敞式、胸墙式和涵洞式、双层式等。

对于闸槛高度较高、挡水高度较小的水闸，以及泄洪闸、分洪闸和有排冰、过木或通航要求的水闸均应采用开敞式结构。

对闸槛高度较低、挡水高度较大的水闸，可采用胸墙式结构或涵洞式结构；挡水水位高于池水运用水位或闸上水位变幅较大，且有限制过闸单宽流量要求的水闸，也可以采用胸墙式结构或涵洞式结构。

对要求面层泄流或底层泄流的水闸，可采用双层式结构。

按闸墩与底板的连接方式，闸底板可分为整体式和分离式两种。

按底板的结构形状可分为平底宽顶堰和低实用堰两种。

整体式底板当闸墩与底板浇筑成整体时，即为整体式底板。

它的优点是闸孔两侧闸墩之间不会产生过大的不均匀沉降，适用于地基承载力较差的土基。

底板顺水流方向的长度可根据闸室整体抗滑稳定和地基允许承载力为原则，同时满足上部结构布置要求。

初步拟定时，对砂砾石地基可取（～）H(H为上、下游最大水位差)；砂土和砂壤土地基，取～H；粘壤土地基，取( ～H；粘土地基，( ～H。

底板的厚度必须满足强度和刚度的要求，大中型水闸可取闸孔净宽的1/6～1/8，一般为～，最薄不小于，实际工程中有厚小型水闸。

一般选用C15或C20。

整体式底板（a）墩中分缝底板；（b）跨中分缝底板分离式底板底板仅有防冲、防渗和稳定的要求。

分离式底板一般适用于地基条件较好的砂土或岩石地基。

涵洞式水闸不宜采用分离式底板。

分离式底板。