水利水电工程导论第四章

《水利水电工程导论》第四章挡水建筑物第四章挡水建筑物所谓挡水建筑物是指为拦截水流、抬高水位、调蓄水量或为阻挡洪水泛滥和海水入侵而建的水工建筑物。如拦河闸、坝、堤防、海塘等。所谓泄水建筑物是指用于排放水、泥沙、冰凌等的水工建筑物。溢洪道、溢流坝、泄水孔、泄水隧洞等是泄水建筑物的主要形式。本章主要介绍的挡水建筑物包括重力坝、拱坝、土石坝和水闸，泄水建筑物主要介绍河岸溢洪道，常也起泄水作用的水工隧洞在下一章介绍。第四章挡水建筑物第一节重力坝4.1重力坝重力坝是主要依靠自重维持稳定坝型。19世纪以前，重力坝基本上都采用浆砌毛石修建，19世纪后期才逐渐采用混凝土筑坝。进入20世纪，由于混凝土工艺和施工机械的迅速发展，重力坝的建设有了较大发展。重力坝在我国坝工建设中占有很重要的地位，目前已建成如长江三峡混凝土重力坝（高185m，附图3）、乌江渡拱形重力坝（高165m）、刘家峡实体重力坝（高147m）、潘家口宽缝重力坝（高107.5m）以及牛路岭空腹重力坝（高90.5m）等数十座高重力坝。4.1重力坝重力坝是在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重在坝基面产生的摩阻力来维持稳定的坝。利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度的要求。一、重力坝的工作原理及特点图4−1混凝土重力坝示意图因此坝的剖面较大，—般做成上游面近于垂直的三角形剖面，且垂直坝轴线方向常设有永久伸缩缝，将坝体分成若干个独立坝段，如图4−1所示。4.1重力坝重力坝之所以得到广泛应用，是由于有以下优点：（1）相对安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力均较强；（2）设计、施工技术简单，易于机械化施工；（3）对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对来说不太高；（4）在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。

一、重力坝的工作原理及特点4.1重力坝

与此同时，重力坝也存在以下一些缺点：（1）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；（2）坝体体积大，耗用水泥多；（3）坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压力大，对稳定不利。（4）施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。

一、重力坝的工作原理及特点4.1重力坝按不同的分类原则，重力坝可分为如下一些类型：

（1）按坝的高度，可分为低坝（坝高<30m）、中坝（坝高30~70m）和高坝（坝高>70m）。

（2）按泄水条件，可分为溢流坝和非溢流坝。

（3）按筑坝材料，可分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。前者常用于重要的和较高的重力坝；后者可就地取材，节省水泥用量，且砌石技术易于掌握，在我国的中小型工程中仍然被广泛采用。

二、重力坝的类型4.1重力坝

（4）按结构形式，可分为实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝和预应力重力坝等类型，如图4−2所示。

二、重力坝的类型（b）（c）（d）（a）图4−2重力坝的结构形式（a）实体重力坝；（b）宽缝重力坝；（c）空腹重力坝；（d）预应力重力坝4.1重力坝

（a）实体重力坝：是最简单的形式，其优点是设计和施工均较方便，应力分布也较明确；缺点是扬压力大和材料的强度不能充分发挥，工程量较大。

（b）宽缝重力坝：与实体坝相比，具有降低扬压力、较好利用材料强度、节省工程量和便于坝内检查及维护等优点；缺点是施工较为复杂，模板用量较多。

（c）空腹重力坝：不但可以进一步降低扬压力，而且可以利用坝内空腔布置水电站厂房，坝

二、重力坝的类型4.1重重力力坝坝顶溢溢流流宣宣泄泄洪洪水水，，以以便便解解决决在在狭狭窄窄河河谷谷中中布布置置发发电电厂厂房房和和泄泄水水建建筑筑物物的的困困难难；；缺缺点点是是腹腹孔孔附附近近可可能能存存在在一一定定的的拉拉应应力力，，局局部部需需要要配配置置较较多多的的钢钢筋筋，，应应力力分分析析及及施施工工方方面面也也比比较较复复杂杂。。（d））预预应应力力重重力力坝坝：：是利利用用预预加加应应力力措措施施来来增增加加坝坝体体上上游游部部分分的的压压应应力力，，提提高高抗抗滑滑稳稳定定性性，，从从而而可可以以削削减减坝坝体体剖剖面面，，但但目目前前仅仅在在小小型型工工程程和和旧旧坝坝加加固固工工程程中中使使用用。。三、、重重力力坝坝的的组组成成及及布布置置4.1重重力力坝坝重力力坝坝通通常常由由溢溢流流坝坝段段、、非非溢溢流流坝坝段段和和两两者者之之间间的的连连接接边边墩墩、、导导墙墙以以及及坝坝顶顶建建筑筑物物（（如如闸闸墩墩、、坝坝顶顶桥桥））等等组组成成。。此此外外，，坝坝内内常常设设有有各各种种泄泄水水或或取取水水管管道道、、检检查查维维修修用用的的廊廊道道，，以以三、、重重力力坝坝的的组组成成及及布布置置图4−3重力坝布置（a）平面布置;（b）溢流坝剖面;（c）非溢流坝剖面（c）（b））（a））4.1重重力力坝坝及溢溢流流坝坝、、泄泄水水管管的的闸闸门门等等。。图图4−−3为为一一座座典典型型重重力力坝坝的的总总体体布布置置平平面面图图和和坝坝段段横横剖剖面面图图。。它它包包括括左左、、右右岸岸非非溢溢流流的的挡挡水水坝坝段段和和河河床床中中部部的的溢溢流流坝坝段段，，左左岸岸挡挡水水坝坝段段还还布布置置有有坝坝后后式式水水电电站站及及坝坝内内输输水水管管道道。。重力力坝坝的的总总体体布布置置应应根根据据地地形形地地质质条条件件，，结结合合枢枢纽纽其其他他建建筑筑物物综综合合考考虑虑。。坝坝轴轴线线一一般般布布置置成成直直线线，，必必要要时时也也可可布布置置成成折折线线或或稍稍带带拱拱形形的的曲曲线线，，后后者者称称为为拱拱形形重重力力坝坝。。在在河河谷谷较较狭狭窄窄而而洪洪水水流流量量较较大大，，且且拦拦河河坝坝前前缘缘宽宽度度不不足足以以并并列列布布置置溢溢流流坝坝段段和和厂厂房房坝坝段段时时，，常常可可采采用用重重叠叠布布置置方方式式。。三、重重力坝坝的组组成及及布置置第四章章挡挡水建建筑物物第二节节拱拱坝坝4.2拱拱坝早在1000年年以前前，人人们就就开始始修建建浆砌砌石拱拱坝，，到20世世纪初初才开开始建建造混混凝土土拱坝坝。20世世纪50年年代以以来拱拱坝发发展迅迅速，，近50多多年来来，我我国修修建了了500多多座高高30m以以上的的拱坝坝，如如二滩滩水电电站（（双曲曲拱坝坝高240m，，附图图6））、龙龙羊峡峡重力力拱坝坝（高高178m）、、东江江双曲曲拱坝坝（高高162m）、、隔河河岩重重力拱拱坝（（高151m））等。。4.2拱拱坝隔河岩岩二滩东江龙羊峡峡4.2拱拱坝拱坝是是一个个空间间整体体结构构，在在平面面上呈呈拱形形并向向上游游凸出出，在在铅直直断面面上，，有时时也是是向上上游凸凸出的的弯曲曲形状状（图图4−−4）），可可以看看成由由拱梁梁系统统所组组成。。上游游坝面面承受受的大大部分分或部部分水水压力力，通通过拱拱的作作用传传至两两岸岩岩体，，只有有小部部分或或部分分水压压力通通过悬悬臂梁梁的作作用传传至坝坝基。。这种种传力力特点点使拱拱坝断断面较较重力力坝单单薄，，与同同样客客观条条件（（如坝坝高、、河谷谷形状状等））的重重力坝坝相比比，拱拱坝工工程量量可节节省l/3~1/2；也也使拱拱坝坝坝体的的稳定定性主主要依依靠两两岸拱拱座的的反力力作用用，而而依靠靠坝体体自重重来维维持稳稳定的的因素素是次次要的的。一、拱拱坝的的特点点4.2拱拱坝拱坝具具有如如下一一些特特点：：（1））稳定定特点点坝体稳稳定主主要依依靠两两岸拱拱端的反一、拱拱坝的的特点点图4−−4拱拱坝示示意图图力作用用。因因此拱拱坝对对坝址址的地地形、、地质质条件件要求求较高高，对对地基基处理理的要要求也也较严严格。。（2））结构构特点点拱坝属属于高高次超超静定定结构构，超超载能能力强强，安安全度度高，，当外外荷载载增大大或坝坝的某某一部部位发发生局局部开开裂时时，坝坝体的的拱和和梁作作用将将会自自行调调整，，使坝坝体应应力重重新分分配。。拱坝坝的超超载能能力可可以达达到设设计荷荷载的的5~11倍。。4.2拱拱坝（3））荷载载特点点拱坝坝坝身不不设永永久伸伸缩缝缝，温温度变变化和和基岩岩变形形对坝坝体应应力的的影响响比较较显著著，设设计时时，必必须考考虑基基岩变变形，，并将将温度度作用用列为为一项项主要要荷载载。由于拱拱坝剖剖面较较薄，，坝体体几何何形状状复杂杂，因因此，，对于于施工工质量量、筑筑坝材材料强强度和和防渗渗要求求等都都较重重力坝坝严格格。一、拱拱坝的的特点点4.2拱拱坝1.地地形条条件拱坝的的地形形条件件往往往是决决定坝坝体结结构型型式、、工程程布置置和经经济效效益的的主要要因素素。所所谓地地形条条件是是对开开挖以以后的的基岩岩面而而言，，千二、拱拱坝坝坝址对对地形形和地地质条条件的的要求求图4−5拱坝河谷示意图万不能能以覆覆盖层层面（（即原原地面面）作作为依依据（（图4−5）。。河谷形形状可可分为为形、、形和和梯形形三种种典型型断面面。在在形河河谷中中修建建拱坝坝，自自坝顶顶向坝坝底随随着水水压力力的增增加，，拱的的跨度度逐渐渐减小小，在在坝体体底部部，拱拱的跨跨度显显著减减小。。该处处虽然然承压压力最最大，，但是是拱厚厚4.2拱拱坝却增加加较多多（图图4−−6b）；；梯形形河谷谷的情情况则则介于于形和和形之之间。。二、拱拱坝坝坝址对对地形形和地地质条条件的的要求求图4−6河谷断面形状（a）V形河谷；（b）U形河谷4.2拱拱坝坝址河河谷形形状的的特性性，常常用坝坝顶河河谷宽宽度L与坝坝高H（图图4−−6））的比比值L/H来表表示，，而坝坝体厚厚薄程程度则则常以以坝底底厚度度T和和坝高高H的的比值值T/H来来表示示。一一般认认为，，T/H<0.20时时称为为薄拱拱坝，，T/H=0.20~0.40（（浆砌砌石拱拱坝））或T/H=0.20~0.35（混混凝土土拱坝坝）时时称为为中厚厚拱坝坝，T/H>0.40（浆浆砌石石拱坝坝）或或T/H>0.35（（混凝凝土拱拱坝））时称称为厚厚拱坝坝（或或称重重力拱拱坝））。根根据工工程经经验，，当L/H<l.5时宜宜建薄薄拱坝坝；L/H=1.5~3.0时宜宜建中中厚拱拱坝；；L/H=3.0~4.5时时宜建建厚拱拱坝。。综上上，优优良的的河谷谷断面面应是是V形形、L/H值小小、两两岸对对称且无突变变。二、拱拱坝坝坝址对对地形形和地地质条条件的的要求求4.2拱拱坝2.地地质条条件地质条条件也也是拱拱坝建建设中中的一一个重重要问问题。。拱坝坝对坝坝址地地质条条件的的要求求比重重力坝坝和土土石坝坝高，，河谷谷两岸岸的基基岩必必须能能承受受由拱拱端传传来的的推力力，要要在任任何情情况下下都能能保持持稳定定，不不致危危害坝坝体的的安全全。理理想的的地质质条件件是：：基岩岩比较较均匀匀、坚坚固完完整，，有足足够的的强度度、透透水性性小、、能抵抵抗水水的侵侵蚀、、耐风风化、、岸坡坡稳定定、没没有大大断裂裂等。。实际际上很很难找找到没没有节节理、、裂隙隙、软软弱夹夹层或或局部部断裂裂破碎碎带的的天然然坝址址，但但必须须查明明工程程地质质条件件，必必要时时，应应采取取妥善善的地地基处处理措措施。。二、拱拱坝坝坝址对对地形形和地地质条条件的的要求求4.2拱拱坝随着经经验积积累和和地基基处理理技术术水平平的不不断提提高，，即使使在地地质条条件较较差的的地基基上也也建成成了不不少高高拱坝坝，例例如，，我国国的龙龙羊峡峡拱坝坝，高高178m，基基岩被被众多多的断断层和和裂隙隙所切切割，，岩体体破碎碎，且且位于于9度度强震震区。。但若若地质质条件件复杂杂到难难以处处理，，或处处理工工作量量太大大，费费用过过高时时，则则应另另选其其他坝坝型。。二、拱拱坝坝坝址对对地形形和地地质条条件的的要求求4.2拱拱坝按不同同的分分类原原则，，拱坝坝可分分为如如下一一些类类型：：（1））按建建筑材材料和和施工工方法法，分为常常规混混凝土土拱坝坝、碾碾压混混凝土土拱坝坝和砌砌石拱拱坝。。（2））按坝坝的高高度和和体形形，可按厚厚高比比、坝高、、拱圈圈线形形、坝坝面曲曲率分分类。（a））按坝坝高，，分为高高坝（（坝高高>70m）、、中坝坝（坝坝高30~70m））和低低坝（（坝高高<30m）。。（b））按拱拱圈线线形，，分为单单心圆圆、双双心圆圆、三三心圆圆、抛抛物线线、对对数螺螺旋线线、椭椭圆拱拱坝等等。（c））按坝坝面曲曲率，，分为单单曲拱拱坝（（只有有水平平向曲曲率））和双双曲拱拱坝（（水平平和竖竖直向向都有有曲率率）。。三、拱拱坝的的类型型第四章章挡挡水建建筑物物第三节节土土石石坝4.3土土石坝坝土石坝坝主要要是利利用当当地土土石料料填筑筑而成成的一一种挡挡水坝坝，故故又称称当地地材料料坝。。土石石坝也也是历历史悠悠久而而又应应用很很广的的一种种坝型型。我我国建建造土土石坝坝的历历史可可追溯溯到公公元前前600年年。新新中国国成立立以来来兴建建的8万多多座坝坝中，，土石石坝占占总数数的95%以上上，如如小浪浪底水水库（（坝高高154m，附附图4）、、天生生桥一一级水水电站站（坝坝高178m））、水水布垭垭水电电站（（坝高高233m）等等。4.3土土石坝由于土石坝坝是一种散散粒体结构构，因而具具有与混凝凝土坝不同同的工作特特点，主要要体现在以以下几方面面：（1）稳定定方面土石坝的横横断面呈梯梯形，体积积庞大，在在水平水压压力作用下下，一般不不会发生沿沿坝基面的的整体滑动动，其主要要失稳形式式是坝坡滑滑动或坝坡坡连同部分分地基（土土基）一起起滑动。（2）渗流流方面由于散粒体体结构的颗颗粒间存在在着较大孔孔隙，坝体体挡水后，，在上下游游水位差的的作用下，，库水将经经过坝体及及坝基（包包括两岸））向下游渗渗透。当渗渗透坡降或或渗透流速速超过界限限时，会引引起坝体或或坝基土的的变形破坏坏，甚至土坝失事。。一、土石坝坝的工作特特点4.3土土石坝（3）冲刷刷方面土坝的抗冲冲能力很低低，降落在在坝面上的的雨水部分分渗入坝内内，另一部部分将沿坝坝坡流动而而冲刷坝面面。水库的的风浪对坝坝面也产生生冲击和淘淘刷作用，，使坝面容容易遭受破破坏。因此此，土石坝坝的上下游游坝坡均需需采取有效效保护措施施。（4）沉降降方面在坝体自重重和水荷载载的作用下下，坝体和和坝基（土土基）都会会由于压缩缩变形而产产生沉降。。过大的沉沉降会使坝坝顶高程达达不到设计计要求而影影响土石坝坝的正常工工作；过大大的不均匀匀沉降还会会引起坝体体开裂，甚甚至造成漏漏水通道而而威胁大坝坝安全。一、土石坝坝的工作特特点4.3土土石坝（5）其他他方面在严寒地区区，当气温温很低时，，库水面结结冰形成冰冰盖层，与与岸边及坝坝坡冻结在在一起，冰冰盖层的膨膨胀，对坝坝坡产生的的冰压力可可能导致护护坡的破坏坏。在干旱旱的夏季，，由于库水水位以上坝坝体的含水水量损失，，可能引起起坝体干裂裂。一、土石坝坝的工作特特点4.3土土石坝土石坝之所所以被广泛泛采用，是是因为这种种坝型具有有以下的优优点：（1）就地地取材，可可以节省大大量水泥、、钢材和木木材；（2）适应应地基变形形能力较强强，对地基基要求比混混凝土坝低低；（3）施工工技术简单单，工序少少，便于组组织机械化化快速施工工；（4）结构构简单，工工作可靠，，便于管理理、维修、、加高和扩扩建。二、土石坝坝的优缺点点4.3土土石坝土石坝也存存在着一些些缺点，如如：（1）坝顶顶一般不能能溢流（低低土石坝采采取特殊结结构泄小流流量者例外外），需在在河岸上另另开溢洪道道或其他泄泄水建筑物物；（2）施工工导流不如如混凝土坝坝方便；（3）坝体体工程量大大，当采用用粘性土料料填筑时受受气候条件件的影响较较大。二、土石坝坝的优缺点点4.3土土石坝按不同的分分类原则，，土石坝可可分为如下下一些类型型：1.土石坝坝按坝高分分类可分为高坝坝（坝高>70m））、中坝（（坝高30~70m）和低坝坝（坝高<30m））。2.按施工工方法分类类可分为碾压压式土石坝坝、冲填式式土石坝、、水中填土土坝和定向向爆破堆石石坝等。应应用最为广广泛的是碾碾压式土石石坝。三、土石坝坝的类型4.3土土石坝（1）碾压压式土石坝坝是将土石料料分层填筑筑碾压而成成的坝。这这种筑坝方方法在土石石坝中用得得最多。近近年来碾压压堆石坝得得到迅速发发展。（2）冲填填式土石坝坝是借助水力力完成土料料的开采、、运输和填填筑全部工工序而建成成的坝。典典型的冲填填坝是用高高压水枪在在料场冲击击土料使之之成为泥浆浆，然后用用泥浆泵将将泥浆经输输泥管输送送上坝，分分层淤填，，经排水固固结成为密密实的坝体体。这种筑筑坝方法不不需运输机机械和碾压压机械，工工效高，成成本低；缺缺点是土料料的干容重重较小，抗抗剪强度较较低，需要要平缓的坝坝坡，坝体体土方量较较大。三、土石坝坝的类型4.3土土石坝（3）水中中填土坝是用易于崩崩解的土料料一层一层层倒入，由由许多小土土堤分割围围成的、静静水中填筑筑而成的坝坝。这种施施工方法无无需机械压压实，而是是依靠土的的重力进行行压实和排排水固结。。该法施工工受雨季影影响小，工工效较高，，且不需要要专门的重重型碾压设设备，但由由于坝体填填土的干容容重较低，，孔隙水压压力较高，，抗剪强度度较小，故故要求坝坡坡平缓，使使得坝体工工程量增大大。三、土石坝坝的类型4.3土土石坝（4）定向向爆破堆石石坝利用定向爆爆破两岸山山体岩石抛抛向预定地地点而形成成的堆石坝坝。当坝址址两岸陡峻峻高耸、河河谷狭窄及及岩石新鲜鲜致密时，，用定向爆爆破法修筑筑斜墙堆石石坝是可取取的。这种种筑坝方法法是通过专专门的设计计，在两岸岸或一岸山山体内开挖挖洞室、埋埋放巨量炸炸药，一次次或数次爆爆破即可截截断河流，，形成堆石石坝体，然然后再进行行加工填补补，并修筑筑上游防渗渗斜墙。三、土石坝坝的类型4.3土土石坝3.按坝体体材料和防防渗体布置置分类可分为以下下几种坝型型：（a）均质质土坝坝体基本上上由一种透透水性较弱弱的土料（（如壤土、、砂壤土等等）填筑而而成。坝体体的整个剖剖面用以防防渗并保持持稳定，如如图4−7a所示。。（b）心墙墙土坝以透水性小小的防渗体体布置在三、土石坝坝的类型图4−7碾压式土石坝类型4.3土土石坝坝身中央，，称为心墙墙；而两侧侧以透水性性较大的砂砂或沙砾料料做坝壳，，用以支撑撑心墙保持持坝体稳定定。心墙常常用粘性土土构成，称称为塑性心心墙，如图图4−7b所示。也也可用沥青青混凝土或或钢筋混凝凝土构成，，后者称为为刚性心墙墙，见图4−7c。。（c）斜墙墙土坝防渗体位于于坝的上游游面，称为为斜墙；砂砂砾等透水水性大的土土料位于斜斜墙下游作作支承体。。斜墙常用用粘性土料料构成，称称为塑性斜斜墙，如图图4−7d所示。也也有用沥青青混凝土或或钢筋混凝凝土构成的的斜墙。（d）多种种土质坝坝体是由透透水性不同同的多三、土石坝坝的类型4.3土土石坝种土料分区区组成的坝坝。一般有有两种布置置方式，一一种是土料料透水性由由中间向两两侧逐渐加加大，如图图4−7e；另一种种是透水性性自上游向向下游逐渐渐增大，见见图4−7f。（e）土石石混合坝当坝体中土土料和石料料各占相当当的比例时时，便构成成土石混合合坝。主要要有两种形形式，一是是上游部分分用土料，，下游部分分为堆石，，如图4−−7g；另另一种是中中央部分用用粘性土料料作防渗体体，上下游游部分为堆堆石体。当当坝址附近近有合宜的的土石料时时，选用土土石混合坝坝是经济的的。为改善善坝三、土石坝坝的类型4.3土土石坝体应力状态态，避免粘粘性土防渗渗体裂缝，，近代修建建的高土石石坝常建成成如图4−−7h的斜斜心墙土石石混合坝。。（f）心墙墙、斜墙堆堆石坝以堆石料作作为坝壳，，以透水性性小的土料料或沥青混混凝土、钢钢筋混凝土土作为防渗渗体。防渗渗体位于坝坝体中央的的称为心墙墙堆石坝；；防渗体设设在上游面面的称为斜斜墙堆石坝坝。近些年年来上游坝坝面以钢筋筋混凝土防防渗的也称称为钢筋混混凝土面板板堆石坝（（图4−7l），这这是发展很很快的一种种坝型。三、土石坝坝的类型4.3土土石坝上述几种坝坝型，除均均质坝外，，都是将弱弱透水材料料布置在坝坝体的上游游或中央，，以达到防防渗目的。。而将透水水性较强且且抗剪强度度较高的材材料布置在在下游或两两侧，以维维持稳定，，也利于排排水。虽然然土石坝的的形式在不不断发展和和变化，但但其材料布布置总是离离不开这个个原则。三、土石坝坝的类型第四章挡挡水建筑物物第四节水水闸4.4水水闸水闸是低水水头水工建建筑物，既既能挡水、、抬高水位位，又能泄泄水、用以以调节水位位、控制泄泄水流量，，同时也可可作为取水水建筑物。。水闸多修修建于河道道、渠系及及水库、湖湖泊岸边，，在水利工工程中应用用很广。水闸按其所所承担的任任务不同，，可分为以以下六类：（1）节制制闸拦河或在渠渠道上建造造，用于拦拦洪、调节节水位以满满足上游引引水或航运运的需要，，控制下泄泄流量，保保证下游河河道安全或或根据下游游用水需要要调节放水水流量。位位于河道上上的节制闸闸也称为拦拦河闸。附附图7中的的淮河临淮淮岗洪水控控制工程深深孔闸即为为节制闸。。一、水闸的的作用和类类型4.4水水闸（2）进水水闸建在河道、、水库或湖湖泊的岸边边，用来控控制引水流流量，以满满足灌溉、、发电或供供水的需要要。进水闸闸又称为取取水闸或渠渠首闸。（3）分洪洪闸常建于河道道的一侧，，用来将超超过下游河河道安全泄泄量的洪水水泄入分洪洪区（蓄洪洪区或滞洪洪区）或分分洪道。（4）排水水闸常建于江河河沿岸，用用来排除内内河或低洼洼地区对农农作物有害害的渍水。。当外河水水位上涨时时，可以关关闸，防止止外水倒灌灌。当洼地地有蓄水、、灌溉要求求时，可以以关门蓄水水或从江河河引水，具具有双向挡挡水，有时时还有双向向过流的特特点。一、水闸的的作用和类类型4.4水水闸（5）挡潮潮闸建在入海河河口附近，，涨潮时关关闸，防止止海水倒灌灌；退潮时时开闸泄水水具有双向向挡水的特特点。（6）冲沙沙闸（排沙沙闸）建在多泥沙沙河流上，，用于排除除进水闸、、节制闸前前或渠系中中沉积的泥泥沙，减少少引水水流流的含沙量量，防止渠渠道和闸前前河道淤积积。冲沙闸闸常建在进进水闸一侧侧的河道上上，与节制制闸并排布布置或设在在引水渠内内的进水闸闸旁。一、水闸的的作用和类类型4.4水水闸按闸室结构构分类，水水闸可分为为开敞式和和涵洞式两两种：（1）开敞敞式水闸闸室是露天天的，可以以大量引水水，迅速泄泄水，又能能通畅地排排走冰块或或其它漂浮浮物。（2）涵洞洞式水闸与开敞式水水闸的主要要区别在于于闸室后面面有洞身段段，洞顶有有填土覆盖盖，以利于于洞身的稳稳定，也便便于交通。。这类水闸闸常修建在在挖方较深深的渠道中中及填土较较高的河堤堤下。一、水闸的的作用和类类型4.4水水闸水闸由上游游连接段、、闸室、下下游连接段段三个部分分组成，如如图4−9所示，现现分述如下下。二、水闸的的组成图4−9开敞式水闸4.4水水闸（l）上游游连接段上游连接段段包括上游游翼墙、铺铺盖、护底底、上游防防冲槽及上上游护坡等等五个部分分。上游翼翼墙能使水水流平顺地地进入闸孔孔，保护闸闸前河岸不不受冲刷，，还有侧向向防渗作用用。铺盖主主要起防渗渗作用，但但其表面应应满足防冲冲要求。护护底设在铺铺盖上游，，起着保护护河床的作作用。上游游防冲槽可可防止河床床冲刷，保保护上游连连接段起点点处不致遭遭受损坏。。二、水闸的的组成4.4水水闸（2）闸室室闸室是水闸闸的主体部部分，起着着挡水和调调节水流的的作用，包包括底板、、闸墩、边边墩（或岸岸墙）、闸闸门、工作作桥及交通通桥等。底底板是闸室室的基础，，承受闸室室全部荷载载并较均匀匀地传给地地基，还可可利用底板板与地基之之间的摩阻阻力来维持持水闸稳定定；同时底底板又具有有防冲和防防渗等作用用。闸墩主主要是分隔隔闸孔，支支承闸门、、工作桥及及交通桥。。边孔靠岸岸一侧的闸闸墩，称为为边墩。在在一般情况况下，边墩墩除具有闸闸墩作用外外，还具有有挡土及侧侧向防渗作作用。二、水闸闸的组成成4.4水水闸（3）下下游连接接段下游连接接段通常常包括下下游翼墙墙、消力力池、海海漫、下下游防冲冲槽及下下游护坡坡等五个个部分。。下游翼翼墙能使使闸室水水流均匀匀扩散，，还有防防冲和防防渗作用用。消力力池是消消除过闸闸水流动动能的主主要设施施，并具具有防冲冲等作用用。海漫漫能继续续消除剩剩余能量量，并保保护河床床不受冲冲刷。下下游防冲冲槽则是是设在海海漫末端端的防冲冲措施。。二、水闸闸的组成成4.4水水闸水闸在抗抗滑稳定定、防渗渗、消能能防冲及及沉陷等等方面都都有其自自身的工工作特点点：（1）土土基的抗抗滑稳定定性差当水闸挡挡水时，，上、下下游水位位差造成成较大的的水平水水压力，，使水闸闸有可能能产生向向下游一一侧滑动动。同时时，在上上下游水水位差的的作用下下，闸基基及两岸岸均产生生渗流。。渗流将将对水闸闸底部施施加向上上的渗透透压力，，减小了了水闸的的有效重重量，从从而降低低了水闸闸的抗滑滑稳定性性。因此此，水闸闸必须具具有足够够的重量量以维持持自身的的稳定。。三、水闸闸的工作作特点4.4水水闸（2）渗渗流易使使闸下产产生渗透透变形土基渗流流除产生生渗透压压力不利利闸室稳稳定外，，还可能能将地基基及两岸岸土壤的的细颗粒粒带走形形成管涌涌或流土土等渗透透变形，，严重时时闸基和和两岸的的土壤会会被淘空空，危及及水闸安安全。因因此，应应妥善设设计防渗渗设施．．并在渗渗流逸出出处设反反滤层等等设施以以保证不不发生渗渗透变形形。三、水闸闸的工作作特点4.4水水闸（3）过过闸水流流具有较较大动能能，易于于冲刷破破坏下游游河床及及两岸开闸泄水水时，在在上、下下游水位位差作用用下，过过闸水流流往往具具有很大大流速，，而河床床和两岸岸土壤的的抗冲能能力通常常较低，，可能引引起冲刷刷，严重重时会扩扩大到闸闸室地基基，致使使水闸失失事。因因此，设设计水闸闸时必须须采取有有效的消消能防冲冲措施。。三、水闸闸的工作作特点4.4水水闸（4）土土基的沉沉陷问题题软土地基基上建闸闸，由于于地基的的抗剪强强度低，，压缩性性比较大大，在水水闸的重重力和外外荷载作作用下，，可能产产生较大大沉陷，，尤其是是不均匀匀沉陷会会导致水水闸倾斜斜，甚至至断裂，，影响水水闸正常常使用。。因此，，设计时时必须合合理选择择闸型和和构造，，排好施施工程序序及采取取必要的的地基处处理措施施等，以以减小地地基沉陷陷。三、水闸闸的工作作特点第四章挡挡水建建筑物第五节河河岸岸溢洪道道4.5河河岸溢溢洪道在水利枢枢纽中，，必须设设置泄水水建筑物物。溢洪洪道是一一种最常常见的泄泄水建筑筑物，用用于宣泄泄规划库库容所不不能容纳纳的洪水水，防止止洪水漫漫溢坝顶顶，保证证大坝安安全。溢洪道可可以与坝坝体结合合在一起起，也可可以设在在坝体以以外。混混凝土坝坝一般适适于经坝坝体溢洪洪或泄洪洪。此时时，坝体体既是挡挡水建筑筑物又是是泄水建建筑物，，枢纽布布置紧凑凑、管理理集中。。但对于于土石坝坝、堆石石坝以及及某些轻轻型坝，，一般不不容许从从坝身溢溢流或大大量泄流流；或当当河谷狭狭窄而泄泄洪量大大时，需需要在坝坝体以外外的岸边边或天然然垭口处处建造溢溢洪道（（通常称称为岸边边溢洪道道）或开开挖泄水水隧洞。。4.5河河岸溢溢洪道河岸溢洪洪道是布布置在拦拦河坝坝坝肩河岸岸或距坝坝稍远的的水库库库岸的一一条泄洪洪通道，，水库的的多余洪洪水经此此泄往下下游河床床。一般般以堰流流方式泄泄水，泄泄流量与与堰顶溢溢流净宽宽以及堰堰顶水