《小型水工建筑物设计》课件-6.小型水闸

6.1小型水闸认知

课程导入

渠系建筑物回忆实习小型水闸

目录课堂活动：优慕课项目六任务一

课前探马学后讨论

目录

〇认识水闸

一水闸的类型二水闸的工作特点三水闸的组成

〇水闸认知

〇水闸认知两个分类指标一水闸类型作用结构（一）按水闸的承担任务分类（作用）横跨河道或渠道，并列与干、支、斗渠分水库的下游。枯水期可抬高水位，洪水期开闸泄洪。1.节制闸（拦河闸）一水闸类型（一）按水闸的承担任务分类（作用）进水闸在河道、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。2.进水闸一水闸类型（一）按水闸的承担任务分类（作用）建在河道或渠道一侧，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。3.分洪闸一水闸类型（一）按水闸的承担任务分类（作用）建在江河沿岸，外河水位上涨时关闸以防止外水倒灌，外河水位下降时开闸排水，排除两岸低洼地区的涝渍害。4.排水闸一水闸类型（一）按水闸的承担任务分类（作用）横跨河道或渠道，并列与干、支、斗渠分水库的下游。枯水期可抬高水位，洪水期开闸泄洪。5.挡潮闸一水闸类型（一）按水闸的承担任务分类（作用）排沙闸、排冰闸、排污闸等……。其他类型闸门一水闸类型（二）按闸室结构分类上面不填土露天的水闸，一般泄洪、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。开敞无胸墙式一水闸类型（二）按闸室结构分类当上游水位变幅大，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。胸墙有胸墙式一水闸类型（二）按闸室结构分类闸身上面填土封闭，常用于穿堤取水或排水。洞内水流可以使无压的可以是有压的。涵洞式一水闸类型（一）稳定方面关门挡水时，水闸上下游产生较大的水头差造成较大的水平推力，使闸门有可能沿基面产生向下游的滑动。因此，水闸需要较大的重力来维持稳定。二水闸工作特点（二）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。水量损失渗透变形因果需要人为做好防渗工作措施二水闸工作特点（三）消能防冲方面开闸后，水流流速较快，具有较大的动能，流态也较复杂。对河床造成冲刷对河床和岸边进一步淘刷因果需要人为做好防冲刷工作措施河床软弱波状水跃折冲水流二水闸工作特点（四）沉降方面土基压缩性大，抗剪强度低；闸室的外部荷载大产生沉降产生不均匀沉降因果需要人为做好防沉降工作措施二水闸工作特点上游连接段：上游翼墙；上游铺盖；上游护底；上游防冲槽；上游护坡。闸室段：闸室底板；闸墩；闸门；工作桥；交通桥；胸墙。下游连接段：消力池；海漫；防冲槽；下游翼墙；下游护坡。三水闸结构组成三水闸结构组成

推荐学习资源：优慕课项目六任务一学习资料《河流上的水龙头—水闸》微课三小结与作业1.水闸类型；2.水闸结构组成；小结：作业：水闸包括哪些结构？[提交优慕课]6.2闸址选择与闸孔设计

目录

一闸址选择

二闸孔尺寸设计三课堂练习

一闸址选择（1）大型拦河闸的闸址，应尽量选择在河道相对稳定的直段上，这样不仅闸址处河段稳定，且对进闸、出闸水流均有利。（2）建造在感潮河段上的挡潮闸、排水闸，水闸应能尽可能建在河口附近，或使闸下尾渠与河道流向的交角成小于60°的锐角，以尽量减小闸下尾渠的淤积。闸址选择的原则

一闸址选择闸址选择的原则（3）对于傍江修建的引水闸、分洪闸，应尽量将闸址选在河岸稳定的一侧，并应考虑建闸以后的影响。（4）地基方面，软土地基抗剪强度低，稳定性差，容易产生渗透变形，抗冲刷能力差，并且具有较大的压缩性，在自重以及外荷载的作用下容易产生较大的沉降和不均匀沉降，而导致水闸倾斜甚至断裂。因此，闸址选择应尽量选择土质均匀密实，压缩性小的地基，并要求地下水位较低，尤其应避开地基内的高承压水层。

一闸址选择闸址选择的原则（5）闸址的选择还应考虑有足够的施工场地，对外交通便利，并有利于就地取材。

二孔口设计（一）小型水闸的孔口形式（1）宽顶堰：宽顶堰是水闸中最常采用的一种型式，结构简单、施工方便，泄流能力比较稳定，尽管自由泄流时流量系数较小、易产生波状水跃，但是它有利于泄洪、冲沙、排冰、排污、通航等，多适用于平原地区。

二孔口设计（一）小型水闸的孔口形式（2）低实用堰：水闸底板采用的实用堰，一般多为低堰。适用于上游水位允许有较大雍高的山区河道，自由泄流时的流量系数较宽顶堰大，水流条件较好，因堰具有一定的高度故可使闸门高度减少，并可拦截泥沙流向下游。选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃，但其泄流能力受下游水位影响较大，不能通航且施工较为复杂。目前常用的实用堰有WES堰、驼峰堰和梯形堰三种。

二孔口设计（一）小型水闸的孔口形式（3）胸墙式孔口：属于宽顶堰类型，适用于上游水位变幅较大的水闸，高水位时可用胸墙挡水，因此可以减小闸门及工作桥的高度，增加闸室刚度，但此种结构型式不利于排污、排冰和通航。

二孔口设计（二）小型水闸闸底板高程确定底板高程采用较低将增加闸前水深和过闸单宽流量，从而使得闸孔总宽度缩小，减少了闸室段的工程投资。但闸底板定的过低，将增加基础开挖和下游消能防冲的工程量，以及闸身和两岸连接建筑物的高度，可能反而增加工程总投资。相反，如果采用较高底板高程，将增大闸室宽度，但闸室和两岸连接建筑物的高度相对较低。而对于小型水闸，由于两岸连接建筑物在整个工程量中所占比重较大，选择稍高的底板高程，即使将增加闸室宽度，但总的工程造价可能会更加经济。底部高程泥沙单宽流量地形地质总投资…………考虑因素

二孔口设计（二）小型水闸闸底板高程确定一般情况下：

拦河闸和冲沙闸的底板高程可与河底高程齐平，以利于减轻闸前泥沙淤积；

分洪闸或进水闸在满足分洪或引用设计流量的条件下，其底板高程可比河底高程略高些，以防止泥沙进入分洪区或渠道；

排水闸的底板高程则应尽可能定的略低些，以满足排涝要求。

（三）闸孔宽度计算1.闸孔总净宽B堰流闸孔出流淹没系数，查表侧收缩系数，0.9-0.95流量系数0.32-0.385Hhsv02.分孔n不大于6—8时，取单数；小型闸门，b取2—4m；大中型闸门取8—12m。3.闸室总宽度4.校核淹没系数σ查表（参考《工程水力计算》）二孔口设计三课堂练习

某水渠无坝引水，设计引水流量78m3/s，相应河道水位213.4m，闸前引水渠高程210.0m，底宽18m，两岸边坡1:2，闸后渠首水位213.2m，试设计闸孔宽度。

建议：1.设计为无坎宽顶堰；2.堰顶高程210.4m。6.3小型水闸消能防冲设计

课程导入1.水闸的主要类型？2.水闸的主要结构？

目录

一消能防冲的原因

二消能防冲的设施三消能防冲设施设计

四课堂练习

一水闸消能防冲的原因

小型水闸为什么要消能防冲？波状水跃折冲水流水流流速快，冲刷力强。

二水闸消能防冲的设施消力池海漫下游防冲槽水跃消能：主要的消能设施平顺水流，消除余能，保护渠底防冲护底

三水闸消能防冲的设施设计h''c>h's远离式水跃（一）消力池1.修建消力池的条件hc''ch’sh''c=h's临界式水跃h''c<h's淹没式水跃理论上不需要修建消力池。需要修建消力池，以使发生淹没式水跃，且淹没度σj在1.05—1.1之间。

三水闸消能防冲的设施设计（一）消力池

一般当尾水深约等于跃后水深时宜采用辅助消能工或消力坎式；当尾水水深小于跃后水深1.0～1.5m时，宜采用挖深式消力池；当尾水水深小于跃后水深1.5～3.0m时，宜采用综合式消力池；当尾水深小于跃后水深3.0m以上时，应做一级消能和多级消能的方案比较，从中选择技术经济合理的方案。消力池的型式2.消力池的型式

三水闸消能防冲的设施设计消力池设计包括池深、池长和底板厚度。（一）消力池3.消力池设计（1）池深确定“粗算法”“试算法”“系数判断法”

三水闸消能防冲的设施设计消力池设计包括池深、池长和底板厚度。（一）消力池3.消力池设计“粗算法”分析思路：（建议）修一构造消力池是否

三水闸消能防冲的设施设计（一）消力池3.消力池设计（2）池长确定β为水跃长度校正系数，可取0.7~0.8；

三水闸消能防冲的设施设计（一）消力池3.消力池设计（3）底板厚度的确定抗冲厚度

消力池护坦的厚度应根据抗冲和抗浮要求分别计算，取其最大值，且不小于0.5m。抗浮厚度式中：t为消力池底板始端的厚度，m；k1为消力池底板的计算系数，可取0.15~0.20；q为消力池进口处的单宽流量，m3/(s•m)；为闸孔泄流时的上、下游水位差，m。三水闸消能防冲的设施设计（二）海漫1.海漫设施

海漫作用：进一步消除余能，保护消力池后面的一段河床免受冲刷，保证消力池的安全。抗冲性透水性粗糙性柔性要求

三水闸消能防冲的设施设计（二）海漫2.海漫长度

式中：Lp为海漫长度，m；ks为海漫长度计算系数，当河床为粉砂、细砂时取14~13；中砂、粗砂及粉质壤土时取12~11；粉质粘土时取10~9；坚硬粘土时取8~7；qs为消力池末端的单宽流量，m3/(s•m)；为上、下游水位差，m。池末端单宽流量上下游水位差河床土质抗冲能力“孔道比”海漫长度

三水闸消能防冲的设施设计（二）海漫3.海漫结构型式

干砌石海漫。通常由粒径大于30cm的块石砌筑而成，厚度为0.4~0.6m，常布置在海漫中、后段，约为海漫全长2/3的范围。在砌石下面一般铺设碎石、粗砂垫层。干砌石海漫的抗冲流速为2.5~4.0m/s，为了提高其抗冲能力，每隔6~10m可设置一道浆砌石石梗。1

三水闸消能防冲的设施设计（二）海漫3.海漫结构型式

浆砌石海漫。一般由粒径大于30cm的块石用水泥砂浆砌成，砌筑厚度与干砌块石相同，内部设有排水孔，下部铺设反滤层或垫层。其抗冲能力可达3~6m/s，但透水性和柔性较差，一般布置在海漫紧接消力池的前1/3的范围内。2

三水闸消能防冲的设施设计（二）海漫3.海漫结构型式

混凝土海漫。整个海漫用混凝土板块拼铺形成。混凝土板通常为边长2~5m的正方形，厚度为0.1~0.3m。板中设有排水孔，下部铺设反滤层或碎石垫层，其抗冲流速可达6~10m/s，但是造价较高。3

其他形式的海漫。如钢筋混凝土海漫，当出池水流的剩余能量仍然较大时，可在尾槛下游5~l0m范围内铺设钢筋混凝土板海漫，板中设有排水孔，底部铺设反滤层或垫层。另外，铅丝石笼海漫不仅施工方便，而且能够较好地发挥其抗冲、透水和柔性等性能。4

三水闸消能防冲的设施设计（二）海漫3.海漫结构型式

三水闸消能防冲的设施设计（三）防冲槽水流经过海漫后，尽管多余能量得到进一步消除，但在海漫末端仍会出现冲刷现象。为保证海漫安全和节省工程量，常在海漫末端设置防冲槽或其他加固措施。防冲槽一般是在海漫末端开挖的梯形槽中抛填块石而成，其作用是当海漫末端发生河床冲刷形成冲坑时，防冲槽内的抛石将随冲坑的发展沿斜坡陆续滚下，盖护在冲刷坑的上游坡上从而阻止冲刷进一步向上游发展，以确保海漫的安全。防冲槽防冲齿墙

四上游河床与上下游岸坡的防护（一）上游护底和护坡为了保护上游河床与上下游岸坡免受水流的冲刷，需要对其进行防护。一般上游河床在靠近上游铺盖的一段需要设置护底进行防护，其长度一般取上游水深的3～5倍。上游岸坡在对应护底和铺盖的范围内要设置护坡进行防护。靠近上游铺盖和闸室的一段距离内由于水流流速较大，对应的护底护坡材料一般采用浆砌块石，其他部分可用干砌块石。下游护坡的长度应大于对应河底防护长度，材料同上游岸坡选取。

四上游河床与上下游岸坡的防护（一）上游护底和护坡上下游护坡的顶部应在最高水位以上。砌石护坡、护底的厚度通常取0.3～0.5m，下面铺设卵石及砂垫层，厚度均为10cm。护坡每隔8～10m可设置混凝土埂或浆砌石埂一道，在坡脚处应做混凝土齿墙嵌入地基中，以增强其稳定性。若护坡采用现浇混凝土，其厚度一般可取0.2～0.3m。若为预制混凝土板砌护，其厚度可取0.1～0.2m。

五消能防冲的设计条件（二）消能防冲的设计条件在进行水闸消能防冲设计时，应考虑不同的运用情况，从中选择最不利的流量和水位组合作为消能防冲的设计条件。

一般选择过闸水流单宽能量最大的情况作为计算的控制条件E=γ△Hq（式中γ为水的容重；△H为上下游水位差；q为单宽流量）。

五消能防冲的设计条件（三）闸门的开启方法合理的闸门操作管理可以减轻下泄水流对下游河床的冲刷。一般要求闸门应尽可能对称、均匀、逐级开启。每次开启时必须待下游水位升高后再逐步开启，严禁一次开到顶。一般规定闸门分2～3次开启。如果由于启闭设备或其他条件限制不能均匀开启时，应分阶段开启，每次开启0.5～1.0m，依此对称地增加每个闸门的开启度。如先将中孔开启0.5m，待下游水位升高后再开启两侧闸孔，依次类推，直至闸门全部开启。另外需要注意的是，闸门的关闭次序与闸门的开启次序相反。

六小结与作业小结：1.小型水闸消能防冲的设施？2.小型水闸消力池的设计？3.小型水闸海漫的形式？4.小型水闸海漫的要求？5.认识防冲槽。作业：完成课上作业，整理知识。6.4小型水闸防渗排水设计

课程导入1.水闸的主要类型？2.水闸的主要结构？3.水闸消能防冲的结构有哪些？4.消力池有哪几种型式？

目录

一防渗排水的原因

二闸基防渗长度的确定三地下轮廓线的布置

四渗流计算五防渗及排水设施六小结与作业

一水闸防渗排水的原因

小型水闸为什么要做防渗排水处理？波闸基渗流将在闸底板上产生扬压力而不利于闸室稳定。岸坡绕渗亦对两岸连接建筑物的侧向稳定不利。闸基渗流和岸坡绕渗还可能引起渗透变形破坏，严重时甚至会导致整个水闸失事。渗流也会导致地基内可溶物质加速溶解。渗漏会引起水量损失。

二闸基防渗长度的确定不透水的渗流部分闸基排水部分

二闸基防渗长度的确定而从上游防渗铺盖的始端开始，沿铺盖、板桩、闸室底板及护坦，到下游排水孔的前端为止，是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线，其长度即为闸基的防渗长度，又称渗径长度。依据SL265-2001《水闸设计规范》，在工程规划和可行性研究阶段，初步拟定闸基防渗长度时应满足下式的要求上下游水位差允许渗径系数

二闸基防渗长度的确定

三地下轮廓线的布置（一）布置原则在闸室底板的上游侧布置铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径，降低底板下的渗透压力及渗透比降“上防下排”防渗导渗而在下游侧布置排水孔、减压井等排水设施，以便渗水尽快排出，减小底板下的渗透压力，防止发生渗透变形。

三地下轮廓线的布置（二）粘性土地基的布置

防渗措施一般采用水平铺盖，而不宜设置板桩。因为设置板桩反而破坏黏土颗粒的天然结构，可能导致在板桩与地基间形成集中渗流的通道。排水设施一般可延伸到闸底板下，以降低底板上作用的渗透压力，同时还有利于加速黏性土的固结。当黏性土地基内有承压透水层时，应在消力池底部设置垂直排水设施深入透水层，以便将承压水引出，从而提高闸室的稳定性。排水体三地下轮廓线的布置（三）砂性土地基的布置

一般采用铺盖与悬挂式板桩相结合的方式，排水设施一般布置在护坦下面。

1.如果为细砂，可在铺盖上游端增设一道短板桩，以延长渗径，减小渗透坡降，但相邻两道板桩的间距应大于两道板桩长度之和的0.7倍，否则渗流可能跃过板桩，导致水平段的有效长度减小。

排水体排水体

三地下轮廓线的布置（三）砂性土地基的布置

一般采用铺盖与悬挂式板桩相结合的方式，排水设施一般布置在护坦下面。

2.当砂土层较薄时，可用板桩将薄砂层切断，并深入不透水层。3.对于粉砂地基，为了防止地基液化，一般采用将闸基四周用板桩包围起来的封闭式方式排水设施。

四渗流计算渗流计算的方法规范推荐流网法改进阻力系数法直线比例法学习改进的阻力系数法

四渗流计算（一）改进阻力系数法的基本思想1.渗流的原动力：△H2.防渗的原理：沿程不断消耗水头△H3.各段消耗hi，而H=∑hi4.地下轮廓线分段，每段赋予一个阻力系数ζi5.hi=ζi/∑ζi

*△H6.节点水头，逐次递减

四渗流计算（二）典型段的划分及阻力系数确定进出口段进出口段内部垂直段内部水平段式中：ζo为进出口段的阻力系数；S为板桩或齿墙的入土深度；T为地基透水层的深度，m。

四渗流计算（二）典型段的划分及阻力系数确定内部垂直段进出口段内部垂直段内部水平段式中：ζy为进出口段的阻力系数；S为该段的板桩或齿墙的入土深度；T为该段地基透水层的深度，m。

四渗流计算（二）典型段的划分及阻力系数确定内部水平段进出口段内部垂直段内部水平段式中：ζx为水平段的阻力系数；Lx为水平段长度，m；S1、S2分别为该段前、后两端板桩或齿墙的入土深度，m

四渗流计算（三）透水层深度的确定透水层深度T确定计算有效透水层深度Te透水层深度T两者取小值作为透水层深度从进口处绘线

四渗流计算（三）透水层深度确定列表计算

四渗流计算示例201234567

四渗流计算1～22～33～44～55～66～710内部垂直段内部水平段内部垂直段内部水平段出口段进口段9.59.50.50.500127.827.327.327.326.827.819.50.5————1.360.930.130.010.010.31.990.72920.40950.24060.01670.01970.34370.72920.40950.25010.03890.03940.1100+0.0145+0.0222+0.0197-0.23371.7544

四渗流计算（四）计算各段水头损失……如：

四渗流计算（五）进、出口段修正式中：S—板桩后齿墙另一侧的如入土深度；T—板桩胡齿墙另一侧的透水层深度。原则与方法：“总数不变，邻居承担，自身为限”四渗流计算1～22～33～44～55～66～710内部垂直段内部水平段内部垂直段内部水平段出口段进口段9.59.50.50.50010.72920.40950.24060.01670.01970.34370.72920.40950.25010.03890.03940.1100+0.0145+0.0222+0.0197-0.2337227.827.327.327.326.827.819.50.5————1.360.930.130.010.010.31.99

四渗流计算（六）计算节点水头，绘制水头分布图节点123水头H

四渗流计算201234567（六）计算节点手头，绘制水头分布图

四渗流计算（七）校核渗透坡降水平段出口段查表确定

四渗流计算总结分析步骤1.计算（校核）防渗长度；2.布置地下轮廓线；3.分典型段；4.计算有效透水层深度；5.计算各段阻力系数及水头损失；6.修正进出口水头损失；7.绘制渗流压力图；8.校核渗透坡降。

练习123456789101112131421

四渗流计算（二）典型段的划分及阻力系数确定进出口段进出口段内部垂直段内部水平段式中：ζo为进出口段的阻力系数；S为板桩或齿墙的入土深度；T为地基透水层的深度，m。

四渗流计算（二）典型段的划分及阻力系数确定内部垂直段进出口段内部垂直段内部水平段式中：ζy为进出口段的阻力系数；S为该段的板桩或齿墙的入土深度；T为该段地基透水层的深度，m。

四渗流计算（二）典型段的划分及阻力系数确定内部水平段进出口段内部垂直段内部水平段式中：ζx为水平段的阻力系数；Lx为水平段长度，m；S1、S2分别为该段前、后两端板桩或齿墙的入土深度，m

练习

五防渗及排水设施观图：哪些设施会防渗排水？

五防渗及排水设施（一）防渗设施

防渗设施是指构成地下轮廓的的铺盖、板桩和齿墙，它可以分为水平防渗和垂直防渗两类。防渗设施水平防渗垂直防渗铺盖板桩、齿墙、地下连续墙

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

五防渗及排水设施（一）防渗设施

水平防渗的型式为铺盖，设在闸底板的上游侧，主要用来延长渗径，以降低渗透压力和渗透坡降，同时还具有防冲作用。

铺盖的长度应根据闸基防渗需要确定，一般采用上、下游最大水位差的3~5倍。

铺盖的材料有粘土、壤土、混凝土板、钢筋混凝土板及土工膜等。水平防渗

五防渗及排水设施（一）防渗设施①粘土及壤土铺盖

粘土及壤土铺盖通常采用渗透系数K=10-5~10-7cm/s的粘性土做成，同时要求其渗透系数比地基土的渗透系数小100倍以上，以保证其具有足够的防渗能力。水平防渗

五防渗及排水设施（一）防渗设施铺盖的厚度δ应根据铺盖土料的允许水力坡降值按下式计算。水平防渗式中：为计算断面处铺盖顶面和底面的水头差，m；[J]为允许水力坡降，粘土铺盖为4~6，壤土铺盖为3~5。

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

为了防止铺盖发生干裂、冻胀及在施工期间被破坏，应在铺盖上面设0.3~0.5m的保护层。常用的保护层有干砌块石、浆砌块石或混凝土。在保护层和铺盖之间需设置1~2层由砂砾石铺筑的垫层1—闸底板；2—粘土；3—垫层；4—沥青油毡；5—混凝土板保护；6—砌石保护；7—两层沥青油毡，每层0.5m；8—沥青填料；9—六层沥青油毡，每层0.5m；10—木盖板；11—钢筋

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

②混凝土及钢筋混凝土铺盖

如果当地缺少作铺盖的土料，则可以采用混凝土或钢筋混凝土铺盖，其厚度一般根据构造要求确定，为了保证铺盖的防渗效果和施工方便，最小厚度不宜小于0.4m。混凝土铺盖钢筋混凝土铺盖

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

在混凝土或钢筋混凝土铺盖与闸室底板连接处用沉降缝分开，铺盖本身在顺水流方向也需设沉降缝，间距一般为8~20m，并且在上述沉降缝中应设置橡皮、塑料或紫铜片止水。

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

五防渗及排水设施（一）防渗设施水平防渗

③防渗土工膜

防渗土工膜是近年来水闸工程中使用的一种新型材料。选用防渗土工膜代替传统的弱透水土料作为上游铺盖时，土工膜的厚度应根据作用水头、膜下土体可能产生的裂缝宽度、膜的应变和强度等因素确定。

根据水闸工程的实践经验，采用的土工膜厚度不宜小于0.5mm。

土工膜铺盖的合理长度应使渗透坡降和渗流量限制在允许的范围内，一般长度为作用水头的5~6倍。

为了防止树枝、石子等硬物将土工膜刺破，需在土工膜上部采用水泥砂浆、砌石或预制混凝土块进行保护，而在下部铺设垫层。

五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗齿墙板桩

五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗板桩设置的位置铺盖的起始端闸底板的高水位一侧延长渗径，减小闸室底板的渗透压力闸室底板下游侧降低出口渗透坡降五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

板桩的入土深度：当透水层较薄时，可以将板桩插入不透水层内。当不透水层埋深较深时，则板桩的深度一般为上下游最大水头的0.6~1.0倍。五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

板桩的材质：木板桩钢筋混凝土板桩钢板桩五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

板桩的材质：木板桩钢筋混凝土板桩钢板桩

木板桩目前已很少采用了，这是由于木板桩易劈裂，因而施工质量难以保证。五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

板桩的材质：木板桩钢筋混凝土板桩钢板桩

在一般的工程中，采用较广泛的是钢筋混凝土板桩，其入土深度是根据地下轮廓布置、防渗长度计算和施工条件来确定的。根据水闸工程的实践经验，钢筋混凝土板桩的最小厚度不宜小于20cm，宽度不宜小于40cm。为了方便钢筋混凝土板桩的施打，将板桩的端部做成楔形。板桩两侧设有榫槽，以增加接缝处的不透水性。五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

板桩的材质：木板桩钢筋混凝土板桩钢板桩

钢板桩由于其成本较高，一般用于一些大型工程中。五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

板桩与闸室底板的连接方式有两种，一种是使板桩紧靠底板前缘，顶部嵌入粘土铺盖一定深度；另一种是将板桩顶部嵌在底板上游齿墙专门设置的凹槽内，为了适应闸室的沉降，并保证其不透水性，槽内用可塑性较大的不透水材料（如沥青）填充。适用于闸室沉降量较大，而板桩尖已插入坚实土层的情况适用于闸室沉降量较小，而板桩尖未插入坚实土层的情况。五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

②齿墙闸底板上下游端一般都设有齿墙，它既能防渗又能增加闸室的抗滑稳定性。齿墙的深度一般为0.5~1.5m左右。五防渗及排水设施（一）防渗设施垂直防渗

③地下连续墙地下连续墙是一种不用模板在地下建造连续墙的方法，由于其具有截水、防渗、承重及挡土的作用，近年来被广泛应用与各类工程中。地下连续墙的施工方法是：采用专门的挖槽机械，沿着拟定的垂直防渗体轴线，开挖一条狭长的深槽，在槽内吊放预制的钢筋笼，然后用导管法向槽内灌注水下混凝土替换槽内泥浆，从而筑成一个单元槽段。依此逐段施工，并以适当的接头方式将各单元槽段连接起来，最终形成一道连续的地下混凝土墙体。五防渗及排水设施（二）排水设施排水设施平铺式排石铅垂排水五防渗及排水设施（二）排水设施平铺式排水排水体

平铺式排水是一种常用的排水形式，一般采用透水性强的卵石、砾石或碎石等材料平铺在设计位置。排水石的粒径为1~2cm，在其下部与地基面间要设置反滤层，防止地基土产生渗透变形。反滤层常由2~3层不同粒径的石料组成，层面大致与渗流方向正交。五防渗及排水设施（二）排水设施铅垂排水

铅直排水指排水井，它常用于地基下有承压透水层处。将排水井伸入承压透水层内0.3~0.5m，可引出承压水，达到降压的目的，从而提高闸室的稳定性。六小结与作业小结：1.防渗排水的设施；2.防渗计算的改进阻力系数法；作业：1.简答：防渗排水的设施有哪些？2.防渗计算作业。6.5小型水闸闸室布置与构造

课程导入1.指图道名！水闸的闸室由底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等组成。

目录

一底板

二闸墩三闸门

四胸墙五工作桥六交通桥七分缝与止水

一底板

底板有什么作用？1.支撑结构，传递荷载。底板是闸室的基础，将水闸上部结构的重量及荷载传给地基；2.防渗结构，延长渗径。同时作为地下轮廓线的组成部分，降低通过地基的渗透水流的渗透坡降，防止地基受渗透水流作用可能产生的渗透变形；3.保护渠底，免受冲刷。并保护地基免受水流的冲刷。

一底板底板的结构类型：

闸底板的结构型式常用的是平底板。

平底板按其与闸墩的连接方式，可以分为整体式和分离式两种。

一底板整体式底板：特征：横缝设在闸墩中间，闸墩和底板浇筑成整体的称为整体式底板。它是闸室的基础部分，能够将上部结构的重量及荷载传递给地基，使地基应力趋于均匀。适用：整体式平底板一般用于地基条件较差的情况。

一底板

底板长度：整体式底板顺水流方向的长度应根据上部结构布置、闸室抗滑稳定和基底应力分布较均匀等要求而定。当上下游水位差越大，地基条件越差，则底板越长。初步拟定底板长度L时，对砂砾石地基可取（1.5~2.0）△H；砂土和砂壤土地基可取（2.0~2.5）△H；粘壤土地基可取（2.0~3.0）△H；粘土地基可取（2.5~3.5）△H。整体式底板：

一底板

底板厚度：闸底板的厚度必须满足强度和刚度的要求。对于大、中型水闸，闸室底板的厚度可取闸孔净宽的1/5~1/8，一般为1.0~2.0m，不宜小于0.6m，但是对于小型水闸可薄至0.3m。整体式底板：

二闸墩

特征：用缝将底板与闸墩分开，底板与闸墩在结构上互不传力。底板只起防渗和防冲的作用，而闸室上部结构的重量及外荷载直接由闸墩传给地基。因此，底板的厚度只需满足在扬压力的作用下，自身的重力能保证其稳定性，厚度较整体式底板薄。分离式底板：

材料：底板材料可用混凝土，对于小型水闸也可采用浆砌块石。若用浆砌块石时，需在块石表面上浇筑一层厚度约为15cm的混凝土，主要起平整表面、防冲和防渗作用。

适用：地质条件较好的坚实地基。

二闸墩

1.闸墩的作用：分隔闸室，同时支承闸门、胸墙、工作桥及交通桥等上部结构。

2.闸墩长度：闸墩的长度应满足上部结构的布置要求，一般等于底板的长度，有时也可小于底板的长度。

二闸墩

3.闸墩形状：闸墩的上游墩头常采用半圆形，半圆形墩头的水流条件好，施工方便；下游墩头多采用流线形，有利于水流扩散，而小型水闸的下游墩头也有做成矩形的。

二闸墩

4.闸墩厚度：平面工作闸门的闸墩门槽处不宜小于0.4m，对于小型水闸可取0.2m，墩中分缝的缝墩厚度一般大于中墩。而弧形工作闸门没有门槽，因此闸墩可以采用较小的厚度。平面闸门的门槽尺寸应根据闸门尺寸确定。一般工作门槽的深度约为0.2~0.3m，门槽宽度约为0.5~1.0m；检修门槽的深度约为0.15~0.20m，宽