涵洞式水闸的组成与特点

1、涵洞式水闸的组成与特点涵洞式水闸在农业水利工程中使用广泛，一般建筑在河堤较高或开挖较深的地方。由上游连接段、进口闸室段、洞身段及下游连接段四部分组成（图7-74）。涵洞式水闸与开敞式水闸相比，仅增加洞身段，洞身顶部的填土可作交通之用，以代替交通桥，其余部分基本相同。图 7-74涵洞式水闸(高程单位：m；尺寸单位：cm) 1.1进口闸室和洞身段的布置1. 进口闸室涵洞式水闸的闸门常设在进口处，以控制水流，从而形成闸室段。闸室段设有底板、边墙、工作闸门、检修闸门及工作桥等，多孔涵洞式水闸中还设有中墩。为了使水流平顺地进入闸室段，可在进口顶部设置导水板（图7-74），有的工程，为了防止杂物进入洞内，

2、还在闸室段进口处设置拦污栅。涵洞式水闸的胸墙兼有挡水、挡土及缩短洞身长度的作用，其位置一般在洞身进口的顶部。当洞身较长、闸门局部开启时，为了防止闸门后面的空气被水流带走而形成负压现象，一般在胸墙后面设通气孔，通气孔与大气相通，以保证水流稳定。胸墙有时也可设在闸室段，支承在工作桥的支墩侧面（图7-75），这时常采用钢筋混凝土轻型结构。有的涵洞式水闸，将闸门布置在洞身出口处，最大优点是操作方便，而且闸门后面与大气相通，不需另建通气孔。但由于洞内经常有水，故检修不便，而且在高水位期间，洞身全部处于受压状态，洞身分段接缝处的防渗要求高。这种布置一般仅用于小型涵洞式水闸。涵洞式水闸的闸室段与上游翼墙、洞

3、身段分别用沉降缝分开，缝内均设有止水。若洞身采用纵向刚性比较大的结构（如箱式洞身等），可将进口闸室段与洞身段结合在一起。图 7-75进口闸室（第5版 图7-77 图名相同） (高程单位：m；尺寸单位：cm)2. 洞身段洞身段的作用是支承土堤及其上部车辆、人群的荷重，并引导水流穿过土堤及防止水流破坏堤身。当洞身较长时，需根据地基条件及上部荷载的不均匀程度，把洞身分为若干段，各段之间接缝需设止水，以适应不均匀沉降及结构强度的变化。1.2洞身断面形式洞身断面形式很多，常用的有拱式、箱式及盖板式三种。1. 拱式洞身拱式洞身的底板、边墙及顶拱，常用砌石和混凝土建成，以充分利用这些材料的受压特性。四川省利

4、用当地的卵石修建过很多卵拱涵。拱式洞身能承受较大的外压，故常用在洞顶填土较高的地方。当地基太差及洞内水压力较大时，不宜采用拱式洞身。洞身拱多为平拱或半圆拱。平拱矢跨比 fl=1/31/8。平拱由于拱的曲率比较平缓，拱座处侧向推力较大，因此，侧墙往往较厚。半圆拱的fl=1/2，其推力虽然较小，但拱圈可能出现拉应力。上述顶拱的跨度常为1.53.0m，顶拱断面常采用等截面，厚度一般为（1/81/10）l，由于施工条件的限制，对于砌石拱，值不小于30cm；对于混凝土拱，不小于20cm。侧墙为重力式结构，拱座处的顶宽约为（1.52.0），底宽为其顶宽的1.52.0倍。底板可分为整体平底式、反拱式及悬臂式

5、三种（图7-76）。在软弱地基上，为了保证洞身的整体性，可采用整体式；地基较好时，可采用反拱式或悬臂式。反拱矢跨比f图 7-76拱涵洞身断面形式(高程单位：m；尺寸单位：cm) （第5版 图7-78 图名相同）（a）整体平底式；（b）反拱式；（c）悬臂式2. 箱式洞身箱式洞身为四边封闭的钢筋混凝土整体结构，不仅刚度大，而且整体性好，能适应较软弱的地基，能较好地抗御地震并能承受较大的内水压力。当每孔宽度b =23m时，采用箱式洞身较为经济。多孔洞身中，常以35孔为一联（图7-77），联与联之间需用沉降缝分开，并设置止水。箱式洞身的顶板厚度一般为（1/81/10）b；当洞顶填土超过4m时，顶板厚度

6、可取为（1/61/8）b；底板厚度比顶板厚度大1020cm。边侧墙厚度为其高度的1/61/7，中隔墙的厚度可比侧墙小些。洞内各转角处需设贴角，其高度为洞高或洞宽的1/10左右，在贴角中应配置钢筋以防开裂。图 7-77箱涵洞身断面（尺寸单位：cm；钢筋直径单位：mm；钢筋间距单位：mm）3. 盖板式洞身盖板式洞身主要由盖板、侧墙和底板组成。盖板可采用条石、混凝土或钢筋混凝土等材料。当每孔宽度b =5080cm时，可用条石，其厚度为2035cm；或用混凝土，厚1530cm。当宽度和荷载均较大时，可采用钢筋混凝土预制板，其厚度为（1/51/12）b，盖板上填土厚度不小于50cm，以利于外荷载较均匀地

7、分布在盖板上。图7-78（a）为小型工程中的钢筋混凝土盖板式结构，此类结构技术要求不高，施工也方便。图7-78（b）为某工程微弯板洞身断面，地基为淤泥质黏土（承载力为100kPa），每孔设计流量为61m3/s。盖板式洞身的侧墙一般为砖石砌筑的重力式挡土结构。底板可用浆砌石或混凝土做成，厚度约为3050cm，底板的形式可视地基条件做成分离式或整体式。图 7-78 盖板式洞身（单位：m）（第5版 图7-80 图名相同）（a）钢筋混凝土盖板；（b）微弯板型盖板1.3孔口尺寸的确定和结构计算涵洞式水闸的过水能力与上下游水位、底板高程、孔口尺寸和洞内水流形态都有着密切的关系。通常先确定底板高程，再假定孔口尺寸与纵坡，然后判断其流态并核算过水能力是否满足要求，如不满足，则修改孔口尺寸，经