浅析水闸的特点与优化设计

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1、浅析水闸的特点与优化设计摘要：随着水利工程建设的快速发展，水闸的设计与施工作为水利工程建设发展的重要组成部分，在现如今科学技术和施工工艺不断完善的基础上，其建设施工质量得到了显著提升。本文以水闸的防渗及排水设计为重点，对全文展开详实的论述。　　关键词：水闸；闸基；防渗设计；排水设计　　Abstract:entofportantpartofthedevelopment,inthenoprovement,theconstructionqualitycanbeimprovedgreatly.Thesluiceseepagepreventio

2、nanddrainagedesignasthefocus,theauthordetaileddiscussion.　　Keywords:sluicegatefoundation;seepage;design;watersupplyanddrainagedesign　　　　：TV5：A：2095-2104（2012）08-0020-02　　　　一、引言　　在河道、湖泊、水库的岸边，经常能够见到由闸门挡水和泄水的低水头而构成的建筑物，便是水利工程建设的重要组成部分—水闸。水闸的建设不仅可以起到有效防洪、挡潮的作用，更有利于水上交通事业的发

3、展。按照水闸在水利工程中所承担的任务的差异性，可以将其具体划分为以下6种：　　1．节制闸。常见于渠道、河道上，通过对下泄流量的控制，可以起到防洪减灾、引水灌溉、调节水流等作用。　　2．进水闸。也成为取水闸和渠首闸，河边、水库以及湖泊岸边是其建设地点，通过对引水流量的控制，来满足灌溉、发电和供水的需要。　　3．分洪闸。常见于河道的一侧，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。　　4．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滞水。当外河水位上涨时，可以关闸，防止外水倒灌。当洼地有蓄水、灌溉

4、要求时，可以关门蓄水或从江河引水，具有双向挡水，有时还有双向过流的特点。　　5．拦潮闸。建在入海河口附近，涨潮时关闸，防止海水倒灌，退潮时开闸泄水，具有双向挡水的特点。　　6．冲沙闸（排沙闸）。建在多泥沙河流上，用于排除进水闸、节制闸或渠系中沉积的泥沙，减少引水水流的含沙量，防止渠道和闸前河道淤积。冲沙闸常建在进水闸一侧的河道上与节制闸并排布置或设在引水渠内的进水闸旁。此外还有为排除冰块、漂浮物而设置的排水闸、排污闸等。水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。闸室是水闸的主体和控制部分，它包括：闸门、闸墩、边墩、地板、胸墙、

5、工作桥、交通桥、启闭机等。　　二、水闸的工作特点　　大多数平原水闸建在土基上，与建在岩基上的岸边溢洪道相比具有以下不同的特点：　　（1）土基的压缩性大，承载能力低，可能产生较大的沉降或沉降差，造成闸室倾斜、止水破坏，闸门底版断裂，甚至发生塑性破坏，引起水闸失事。　　（2）水闸泄洪时，尽管流速不高，但水流仍具有一定的剩余能量，土基的抗冲能力较低，容易被冲刷。此外，由于闸下游水位变幅大，闸下出流可能形成远驱水跃、临界水跃甚至淹没度较大的水跃。因此，消能防冲设施在各种运用情况时都能满足设计要求。　　（3）土基在渗透水流作用下，容易产生渗透变

6、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，在地震时细砂容易液化。上述情况容易引起水闸沉降、倾斜、断裂甚至倒塌。　　基于上述特点，设计中需要解决好以下几个问题：　　（1）选择合适的闸址。　　（2）选择与地基条件向适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定。　　（3）做好防渗设计，特别是上游两岸连接建筑及其铺盖的连接部分，要在空间上形成防渗整体。　　（4）做好消能、放冲设计，避免出现危害性冲刷。　　三、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

7、利，主要表现为：　　a、降低了闸室的抗滑稳定及两岸翼墙和边墩的侧向稳定性；b、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；c、摘要：随着水利工程建设的快速发展，水闸的设计与施工作为水利工程建设发展的重要组成部分，在现如今科学技术和施工工艺不断完善的基础上，其建设施工质量得到了显著提升。本文以水闸的防渗及排水设计为重点，对全文展开详实的论述。　　关键词：水闸；闸基；防渗设计；排水设计　　Abstract:entofportantpartofthedevelopment,inthenoprovement,thecon

8、structionqualitycanbeimprovedgreatly.Thesluiceseepagepreventionanddrainagedesignasthefocus,theauthordetaileddi