土基上的闸课件

土基上的闸

水闸是一种低水头的挡水、泄水建筑物，有挡水和泄水双重作用，在平原地区农田水利工程中被广泛应用。一、水闸类型及工作特点按照闸的任务不同，可分为以下几种：进水闸节制闸排水闸挡潮闸分洪闸分洪闸进水闸

（引水闸

渠首闸）拦河闸（节制闸）排水闸退水闸泄洪闸挡潮闸挡潮闸（1）进水闸

建在河道,水库或湖泊的岸边,用来近控制引水流量,以满足灌溉,发电或供水的需要。大西海子水库进水闸（2）节制闸

拦河或在渠道上建造,用于拦洪,调节水位以满足上游引水或航运的需要,控制下泄流量,保证下游河道安全或根据下游用水

需要调节放水流量。怀洪新河入洪泽湖口窑河段新开沱河节制闸上海油墩港节制闸（3）排水闸

常建于江河沿岸,用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水。黑龙江泰来两棵排水闸站洪湖新堤排水闸（4）挡潮闸

建在入海附近,涨潮时关闸防止海水倒灌木,退潮时关闸泄水,具有双向挡水特点(此特点水闸设计时需考虑双向受力)巨大的防海啸水闸位于山东省无棣县小堡头镇姜家村的辛集挡潮闸（5）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(蓄洪区或滞洪区)或分洪道1952年兴建的荆江分洪工程进洪闸，长1054米，54孔，通过流量10000立方米每秒

按闸室的结构形式分为开敞式和涵洞式两大类。开敞式水闸的闸门是露天的（应用广）。

涵洞式水闸在其闸室后面有洞身段，洞顶有填土覆盖。开敞式水闸涵洞式水闸水闸工作特点：(1)水流特点：由于闸下游水位变幅大，泄流时水流仍具有一定的剩余能量,而土基的抗冲能力较低,可能引起水闸下游的冲刷,水闸下游的波状水跃和折冲水流,将会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。(2)地基特点：土基承载能力低,抗冲能力差,在闸室自重及外荷作用下，地基可能产生较大的沉降或沉降差,造成闸室倾斜甚至底板断裂破坏。土基在渗水流作用下,易产生渗透变形特别是粉、细砂地基,在闸后易出现翻砂冒水现象,严重时闸基和两岸会被掏空,引起水闸沉降,倾斜,断裂甚至倒塌。水闸设计要求：（1）有合理的防渗和消能防冲设施，避免出现渗透破坏和危害性的冲刷；（2）应选择与地基条件相适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定。二、水闸的组成部分及其作用

水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段组成。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—消力坎；13—海漫；14—防冲槽

(1)闸室——是水闸的主体，起着控制水流和连接两岸的作用。包括闸门、闸墩、底板、工作桥、交通桥、（胸墙）底板闸墩（2）上游连接段——处于来水行近区，主要作用是引导水流平顺进入闸室，保护上游河床及岸坡免受冲刷，有防渗作用。一般包括上游防冲槽、铺盖、上游翼墙及上游两岸护坡等。上游翼墙——引导水流平顺，保护岸不受冲刷，防渗。铺盖——防渗，满足

防冲要求。上游防冲槽——保护

铺盖上游端的加固，防

止铺盖上游段冲刷后向

下游扩展。（3）下游连接段——泄水的出流段。主要作用是消能、防冲和安全排出经闸基及两岸的渗流。包括护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及两岸护坡等。下游翼墙——使出闸水流均匀扩散，防冲作用。护坦——消除水流动能的主要设施，防冲作用。海漫——使水流继续在平面和立面上扩散，进一步消减水流剩余能量，保护河床不受冲刷。下游防冲槽——

海漫下游段的加

固，防止海漫末

端冲刷后向上游

扩散。琴断口闸加固改造工程

内闸主体结构改造及海漫建设完成海漫布置及其流速分布示意图

防冲槽示意图

三、水闸消能与防冲水闸水头低，下游水深大，下泄水流没有足够能量将水流挑射到一定远距离；下游水位变化大，难以产生面流式水跃。

一般采用底流式水跃消能。工程措施通常采用挖深的办法形成消力池。土基抗冲能力低，消力池后常做很长的防冲海漫，水闸上游常需护底，两岸需做护坡。四、闸基防渗措施为减小闸室渗透压力和防止地基渗透破坏，必须采取合理的防渗措施。铺盖、板桩和闸底板是相对不透水的，

地基时相对透水的

闸基的防渗长度L：

地下轮廓线（闸基渗流第一根流线，即铺盖和垂直防渗体等防渗结构以及闸室底板与地基的接触线）的长度。应满足：L≥C·△H

△H上下游水位差

C为渗径系数渗径系数C值表

粉砂细砂中砂粗砂中砾细砂粗砾夹卵石轻粉质砂壤土砂壤土壤土粘土有反滤层9～137～95～74～53～42.5～37～115～93～52～3无反滤层

4～73～4

闸基防渗设备的布置采用防渗与排水相结合的原则上游侧采用水平防渗（水平铺盖或铅直板桩）——延长底板上游的渗径，减小闸底板上的渗透压力；下游侧设置排水和反滤层——减小渗透压力，防止渗透变形。粘性土地基可在上游侧采用水平防渗，将排水措施布置在闸底板下游段或消力池底板下；对粘性土地基一般不用板桩。粘性土地基的地下轮廓线布置

砂性土地基的地下轮廓线布置

砂性土地基对砂层很厚的粗砂或细砂，可采用铺盖与板桩相

结合；对砂层较薄且下面有不透水层时，最好采用齿墙

和板桩切断砂层。五、闸室与地基的稳定、沉陷和地基加固水闸所受荷载与岩基上重力坝基本相同，只是计算工况有所不同。在各种工况下应满足稳定和强度要求，经济合理。由于土基具有抗剪强度和承载能力低压缩性大易产生渗透变形等特点，所以除验算闸室等部分抗滑稳定外，还应验算地基稳定、渗透稳定和控制不均匀沉陷。当天然地基不能满足要求时，可进行适当开挖或采取合理的上层结构以适应地基情况。如仍不符合要求，则应对地基进行处理。为控制沉陷差，一般可采用减少相邻建筑物的重量差；重量大的先施工；尽量使地基反力均匀等措施。第五节水工闸门一、闸门的作用及主要组成部分作用——

闸门是装在泄水建筑物中的控

制设备。

关闭挡水，将水荷载传给支撑

结构（墩或槛、坎）；

开启泄水，调节水位、排除漂

浮物或泥沙。组成部分——

活动部分（闸门或门叶）

埋固部分（钢轨、止水装置、悬挂设备等）

启闭设备（卷扬式、螺杆式、液压式）

（固定式、移动式）固定式——

一门一机，用于要求短

时间内全部开启的闸门。移动式——用于孔数多又不需要

分步均匀开启的闸门卷扬式水力自控翻板闸门（液压式）螺杆式闸门二、闸门的类型按闸门所控制的孔口位置不同分为（一）表孔闸门用来控制上游水位附近的孔口。所承受的水头一般不大，孔口尺寸有可能做的很大，运转检修条件也方便。常用的有：平面闸门和弧形闸门两种。平面闸门——挡水面是平面，两端支撑在闸墩门槽内，并将承受的水压力传递给闸墩

弧形闸门——挡水面是圆弧面，水压力通过闸门的支臂和支座传递

给闸墩，门的启闭绕着支座轴旋转（二）深孔闸门用来控制水面以下深处的孔口，承受的水头很大，所遮挡的孔口

面积小很多，运用和检

修条件也较困难。常用的也分为：

平面闸门和弧形闸门

闸门按工作性质可分为——工