水利工程之水闸

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1、水闸概述水闸的类型水闸的组成及构造水闸的孔口尺寸闸室的安全和地基处理消能防冲闸下防渗与闸室结构两岸连接建筑物其他闸坝建筑物概述所谓水闸，就是修建在河道、渠道或湖、海口，利用闸门控制流量和调节水位的水工建筑物。中国修建水闸的历史悠久。公元前598～前591年,楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时,即设五个闸门引水。以后随建闸技术的提高和建筑材料新品种的出现，水闸建设也日益增多。1949年后大规模现代化水闸的建设,在中国普遍兴起,并积累了丰富的经验。水闸是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重

2、功能，关闭闸门，可以拦洪、挡潮、抬高水位，以满足上游取水或通航的需要；开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水需要调节流量。水闸多建在平原地区，其功能是兼顾防洪、取水、排水、航运和发电，是综合水利工程。水闸的类型1.按水闸所承担的任务分类:节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、排沙闸、排冰闸、排污闸等。如图节制闸（或拦河闸）：拦河或在渠道上建造。枯水期用以拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求；洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。位于河道上的节制闸称为拦河闸。进水闸：建在河道、水库或湖泊的岸边，用来控制引水流量，以满足灌溉、发

3、电或供水的需要。进水闸又称取水闸或渠首闸。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预定的湖泊、洼地，及时削减洪峰，保证下游河道的安全。排水闸：常建于江河沿岸，外河水位上涨时关闸以防外水倒灌，外河水位下降时开闸排水，排除两岸低洼地区的涝渍。该闸具有双向挡水，有时双向过流的特点。挡潮闸：建在入海河口附近，涨潮时关闸不使海水沿河上溯，退潮时开闸泄水。挡潮闸具有双向挡水的特点。排沙闸、排冰闸、排污闸：为排除泥沙、冰块、漂浮物等而设置的。2.按闸室结构形式分类开敞式水闸：闸室上面不填土封闭的水闸。一般有泄洪、排水、过木等要求时

4、，多采用不带胸墙的开敞式水闸，多用于拦河闸、排冰闸等；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，如进水闸、排水闸、挡潮闸多用这种形式。涵洞式水闸：闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称封闭式水闸。涵洞式水闸常用于穿堤取水或排水的水闸。洞内水流可以是有压的或者是无压的。水闸的组成及构造水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。图6–3水闸的组成部分1–上游防冲槽；2–上游护底；3–铺盖；4–底板；5–护坦（消力池）；6–海漫；7–下游防冲槽；8–闸墩；9–闸门；10–胸墙；11–交通桥；12–工作

5、桥；13–启闭机；14–上游护坡；15–上游翼墙；16–边墩；17–下游翼墙；18–下游护坡水闸的组成及构造水闸的主体是闸室。此外，闸室上，下游都需要有连接段与河道连接。如图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—下游防冲槽15—上游防冲槽16—上游护底17—上、下游护坡。1.上游联接段：主要作用是引导水流平稳地进入闸室，同时起防冲、防渗、挡土等作用。一般包括上游翼墙、铺盖、护底、两岸护坡及上游防冲槽等。上游翼墙的作用是引导水流平顺地进入闸孔

6、并起侧向防渗作用。铺盖主要起防渗作用，其表面应满足抗冲要求。护坡、护底和上游防冲槽（齿墙）是保护两岸土质、河床及铺盖头部不受冲刷。2.闸室段：是水闸的主体部分，通常包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥及交通桥等。底板是闸室的基础，承受闸室全部荷载，并较均匀地传给地基，此外，还有防冲、防渗等作用。闸墩的作用是分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构。闸门的作用是挡水和控制下泄水流。工作桥供安置启闭机和工作人员操作之用。交通桥的作用是连接两岸交通。3.下游联接段：具有消能和扩散水流的作用。一般包括护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等。下游翼墙引

7、导水流均匀扩散兼有防冲及侧向防渗等作用。护坦具有消能防冲作用。海漫的作用是进一步消除护坦出流的剩余动能、扩散水流、调整流速分布、防止河床受冲。下游防冲槽是海漫末端的防护设施，避免冲刷向上游扩展。水闸的孔口尺寸1.概述：水闸的孔口尺寸主要是指确定水闸在垂直水流方向的孔口宽度，包括单孔净宽b、孔口数量n闸墩厚度b`。水闸的过流前缘总宽度B`=nb+（n-1）b`，孔口过流净宽度B=nb。水闸孔口尺寸的大小应该满足其承担的任务。即，水闸应该有足够的过流能力。为了减少工程量，在满足工程任务的前提下，水闸总是尽可能减少垂直水流方向的闸室宽度。2.水

8、闸孔口设计的主要内容确定闸孔型式拟定闸底板高程（即堰顶高程）计算孔口尺寸及溢流前沿总宽泄流能力验算①.水闸的闸孔型式（开敞式）根据水流流态分:堰流式,孔流式图9-5堰流式闸孔