第三节第三节水闸闸室的布置和构造水闸闸室的布置和构造 水闸闸室是挡水和控制泄流的主水闸闸室是挡水和控制泄流的主体部分，由底板、闸墩、闸门、工体部分，由底板、闸墩、闸门、工作桥和交通桥等组成作桥和交通桥等组成 一、闸底板一、闸底板按照闸墩与底板的连接方式，闸底板可分为按照闸墩与底板的连接方式，闸底板可分为整体式和分离式两种整体式和分离式两种按照底板的结构形状，闸底板可分为平底板按照底板的结构形状，闸底板可分为平底板和反拱底板两类型式和反拱底板两类型式（一）整体式底板（一）整体式底板/（二）分离式底板（二）分离式底板地基条件地基条件底板总体要求底板总体要求底板厚度底板厚度整整体体式式底底板板多种地基，多种地基，要求较分要求较分离式低离式低底板顺水流方向的长度可底板顺水流方向的长度可根据闸身稳定和地基应力根据闸身稳定和地基应力分布均匀等条件决定，同分布均匀等条件决定，同时应满足上层结构布置的时应满足上层结构布置的要求，水头愈高，地基条要求，水头愈高，地基条件愈差，则底板愈长。件愈差，则底板愈长。地基较差时可考虑用空箱地基较差时可考虑用空箱式底板。式底板。必须满足强必须满足强度和刚度的度和刚度的要求要求分分离离式式底底板板一般适用一般适用于土质较于土质较好的砂土好的砂土及砂壤土及砂壤土地基地基闸室上部重量直接由闸墩闸室上部重量直接由闸墩传到地基，满足防冲、防传到地基，满足防冲、防渗和稳定要求，因此很薄。渗和稳定要求，因此很薄。根据自身稳根据自身稳 定的要求确定的要求确定定（三）反拱式底板（三）反拱式底板主要优点：在承受地基主要优点：在承受地基反力时，底板内力主要反力时，底板内力主要为拱结构的轴向力，故为拱结构的轴向力，故厚度较薄，能充厚度较薄，能充 分利分利用混凝土的抗压性能，用混凝土的抗压性能，从而可不用或少用钢筋从而可不用或少用钢筋n n主要缺点：对地基及基础开挖要较高，施工主要缺点：对地基及基础开挖要较高，施工麻烦；闸室内单宽流量不均，水力条件较差；麻烦；闸室内单宽流量不均，水力条件较差；对两岸连接建筑物要求较高；设计理论上目对两岸连接建筑物要求较高；设计理论上目前还不够成熟前还不够成熟二、闸墩二、闸墩闸墩的主要作用是分隔闸孔闸墩的主要作用是分隔闸孔，并作为闸门及上，并作为闸门及上部结构的支承。材料一般为砼或少筋砼。部结构的支承。材料一般为砼或少筋砼。闸墩的墩头和墩尾形状闸墩的墩头和墩尾形状多采用流线形或半圆形多采用流线形或半圆形沿水流方向的闸墩长度取决于上部结构布置沿水流方向的闸墩长度取决于上部结构布置和闸门型式，一般与底板长度相等或稍短和闸门型式，一般与底板长度相等或稍短些些闸墩上游部分应高出上游最高水位，并有一闸墩上游部分应高出上游最高水位，并有一定超高（应使支承于闸墩上的桥梁，既不定超高（应使支承于闸墩上的桥梁，既不妨碍泄水，也不受波浪的影响）妨碍泄水，也不受波浪的影响）闸墩厚度必须满足稳定和强度要求闸墩厚度必须满足稳定和强度要求三、闸门三、闸门常用的闸门有一面闸门和弧形闸门。常用的闸门有一面闸门和弧形闸门。平面闸门有直升式和平拉式。构造简单，加平面闸门有直升式和平拉式。构造简单，加工运输及安装容易。但启闭力大，工作桥工运输及安装容易。但启闭力大，工作桥高，由于设置门槽，闸墩厚且水流条件差。高，由于设置门槽，闸墩厚且水流条件差。弧形闸门有较长的支臂，所需闸墩较长。闸弧形闸门有较长的支臂，所需闸墩较长。闸门复杂。门复杂。四、胸墙四、胸墙当水闸挡水高度较大，闸孔尺寸超过泄流当水闸挡水高度较大，闸孔尺寸超过泄流要求时，可设置胸墙挡水要求时，可设置胸墙挡水如采用弧形闸门，则胸墙一般布置在靠上如采用弧形闸门，则胸墙一般布置在靠上游一侧游一侧如采用平面闸门，胸墙可布置在靠上游一如采用平面闸门，胸墙可布置在靠上游一侧或靠下游一侧，当地基摩擦系数较小而侧或靠下游一侧，当地基摩擦系数较小而对闸室稳定不利时，胸墙可布置在靠下游对闸室稳定不利时，胸墙可布置在靠下游一侧一侧五、工作桥五、工作桥工作桥是为安置闸门启闭设备和供工工作桥是为安置闸门启闭设备和供工作人员操作而设置于闸墩上的桥作人员操作而设置于闸墩上的桥，应，应保证有足够的强度和刚度及高度保证有足够的强度和刚度及高度工作桥桥面宽度工作桥桥面宽度，除满足安置启闭设，除满足安置启闭设备的要求外，两侧各应留有备的要求外，两侧各应留有0.61.2m宽的富余宽度，以供操作和设置栏杆宽的富余宽度，以供操作和设置栏杆之用之用 工作桥的高程工作桥的高程应使开启后的闸门底应使开启后的闸门底部高于最高上游水位，以免妨碍泄流部高于最高上游水位，以免妨碍泄流 当闸墩高度能满足工作桥的高程当闸墩高度能满足工作桥的高程要求时，工作桥可建在闸墩上；不能要求时，工作桥可建在闸墩上；不能满足时，可在闸，墩上修建支墩或排满足时，可在闸，墩上修建支墩或排架，安装工作桥架，安装工作桥六、交通桥六、交通桥公路桥的位置应满足闸室稳定和两岸公路连公路桥的位置应满足闸室稳定和两岸公路连接的要求，一般布置在闸墩的下游侧接的要求，一般布置在闸墩的下游侧供行人车马通过的交通桥宽度不得小于供行人车马通过的交通桥宽度不得小于3m七、分缝方式及止水设备七、分缝方式及止水设备整体式底板闸室沉陷缝设在闸墩中间，一孔、整体式底板闸室沉陷缝设在闸墩中间，一孔、两孔或三孔一联成为独立单元，保证在发两孔或三孔一联成为独立单元，保证在发生不均匀沉陷时，水闸仍能正常工作生不均匀沉陷时，水闸仍能正常工作地基条件较差，最好一孔地基条件较差，最好一孔一缝或两孔一缝，然后再一缝或两孔一缝，然后再接以三孔一缝接以三孔一缝如地基良好，也可将缝分如地基良好，也可将缝分在闸底板跨中，但必须确在闸底板跨中，但必须确保闸室工作不受不均匀沉保闸室工作不受不均匀沉陷的影响陷的影响凡有防渗要求的缝均需设置止水。止水有铅凡有防渗要求的缝均需设置止水。止水有铅直止水和水平止水两种直止水和水平止水两种铅直止水设在闸墩与闸墩、闸墩与岸墙以及铅直止水设在闸墩与闸墩、闸墩与岸墙以及岸墙与翼墙间等的铅直沉陷缝内岸墙与翼墙间等的铅直沉陷缝内水平止水设在水平止水设在铺盖、闸墩、铺盖、闸墩、消力池与底消力池与底板连接处的板连接处的水平沉陷缝水平沉陷缝内，以及它内，以及它们与岸墙、们与岸墙、 翼墙相连处翼墙相连处等的水平沉等的水平沉陷缝内陷缝内第四节第四节闸室稳定计算和地基处理闸室稳定计算和地基处理一、闸室稳定及地基稳定的概念一、闸室稳定及地基稳定的概念土基上的水闸在水压力及其它荷载的作土基上的水闸在水压力及其它荷载的作用下，有可能沿地基面或地基中的软弱夹用下，有可能沿地基面或地基中的软弱夹层面层面 滑动；也可能因地基应力过大引起滑动；也可能因地基应力过大引起地基本身失去稳定而出现深层滑动及产生地基本身失去稳定而出现深层滑动及产生过大的不均匀沉陷变形，使水闸不能正常过大的不均匀沉陷变形，使水闸不能正常工作甚至遭到破坏工作甚至遭到破坏二、闸室抗滑稳定计算二、闸室抗滑稳定计算荷载有自重、荷载有自重、水重、水压力、水重、水压力、扬压力及浪压扬压力及浪压力等力等通常取一个闸通常取一个闸室单元整体作室单元整体作为验算对象为验算对象（一）沿闸底板与地基接触面滑动（一）沿闸底板与地基接触面滑动当闸底板下没有齿墙或齿墙很浅，或者底当闸底板下没有齿墙或齿墙很浅，或者底板长度较长时，其滑动面可取为底板与地板长度较长时，其滑动面可取为底板与地基的接触面，抗滑稳定安全系数可用下式基的接触面，抗滑稳定安全系数可用下式表示：表示：（二）沿底板齿墙底面滑动（二）沿底板齿墙底面滑动当闸底板两端的齿墙较深时，闸室的滑动当闸底板两端的齿墙较深时，闸室的滑动面可取为齿墙底部连同齿墙间土体沿齿墙面可取为齿墙底部连同齿墙间土体沿齿墙底面滑动底面滑动（三）当（三）当Kc不能满足要求时不能满足要求时,可采取如下措施可采取如下措施1、将闸门位置向低水位一侧移动，或、将闸门位置向低水位一侧移动，或将底板向高水位一侧延长，以增加水将底板向高水位一侧延长，以增加水重。重。2、增加铺盖长度，或在不影响防渗安、增加铺盖长度，或在不影响防渗安全的条件下，将排水设施向上游延伸，全的条件下，将排水设施向上游延伸，以减小渗透压力。以减小渗透压力。3、利用钢筋砼铺盖作阻滑板。、利用钢筋砼铺盖作阻滑板。 应当注意应当注意: 阻滑板一般只作阻滑板一般只作为闸室稳定安全为闸室稳定安全度不足时的辅助度不足时的辅助抗滑措施，抗滑措施，不计不计阻滑板作用的闸阻滑板作用的闸室抗滑安全系数室抗滑安全系数在任何情况下仍在任何情况下仍不应小于不应小于1.0三、基底压力三、基底压力作用在闸室上的各种力，通过底板传给作用在闸室上的各种力，通过底板传给地基，经地基以压力，称为基底压力地基，经地基以压力，称为基底压力底板上下游边缘处闸基应力为底板上下游边缘处闸基应力为四、地基处理四、地基处理常用的措施如下：常用的措施如下：（一）人工垫层：垫层厚度不宜超（一）人工垫层：垫层厚度不宜超过过45米米（二）预压加固（二）预压加固（三）桩基（三）桩基第五节第五节水闸与两岸的连接水闸与两岸的连接一、水闸与两岸的连接方式及布置一、水闸与两岸的连接方式及布置（一）连接方式（一）连接方式当闸基较好、闸身不高、孔数很少时，当闸基较好、闸身不高、孔数很少时，可用边墩直接与河堤相接，（如图可用边墩直接与河堤相接，（如图4-22(a)）当闸身较高、地基软弱时（当闸身较高、地基软弱时（4-22(b)(c)），轻型空心岸墙与河岸），轻型空心岸墙与河岸连接连接当地基承载力过低，岸墙可以不挡当地基承载力过低，岸墙可以不挡土，而将填土从闸室底板高程处以土，而将填土从闸室底板高程处以一定的坡度填筑至堤岸顶，（一定的坡度填筑至堤岸顶，（4-22(d)）（二）两岸连接建筑物的平面布置（二）两岸连接建筑物的平面布置上游翼墙沿水流方向长度一般为水上游翼墙沿水流方向长度一般为水闸最大水头的闸最大水头的35倍，或与上游防倍，或与上游防渗铺盖同长；下游翼墙则通常至消渗铺盖同长；下游翼墙则通常至消力池末端为止。翼墙的顶部高程应力池末端为止。翼墙的顶部高程应分别在上下游最高水位以上分别在上下游最高水位以上翼墙的平面布置，常有以下几种：翼墙的平面布置，常有以下几种：1扭曲面翼墙扭曲面翼墙这种翼墙的优点是水流平顺，工程这种翼墙的优点是水流平顺，工程量也较省，虽然施工较麻烦，但仍广量也较省，虽然施工较麻烦，但仍广泛采用泛采用2反翼墙反翼墙这种翼墙向上，下游延伸一定长度这种翼墙向上，下游延伸一定长度(35倍水头倍水头)，然后转，然后转90度角插入两岸，有度角插入两岸，有时也可自边墩两端起，作圆弧翼墙插时也可自边墩两端起，作圆弧翼墙插入入这种翼墙的水流条件较好，且插入这种翼墙的水流条件较好，且插入两岸的部分有防止绕渗的效果，但两岸的部分有防止绕渗的效果，但工程量较大，工程量较大， 一般仅用于大中一般仅用于大中型水闸型水闸3斜降式翼墙斜降式翼墙 这种翼墙平面上呈八字形，随这种翼墙平面上呈八字形，随着向上、下游方向延伸，翼墙高度着向上、下游方向延伸，翼墙高度逐渐降低逐渐降低缺点缺点是水流易在闸孔附近产生横流是水流易在闸孔附近产生横流冲刷，对进流和出流均不利，危及冲刷，对进流和出流均不利，危及堤岸，且防渗性差其堤岸，且防渗性差其优点是工程优点是工程量较省，施工方便，一般用于小型量较省，施工方便，一般用于小型水闸水闸4圆弧式翼墙圆弧式翼墙这种翼墙从闸室上下游两端开始，这种翼墙从闸室上下游两端开始，用圆弧形的垂直翼墙与河岸连接用圆弧形的垂直翼墙与河岸连接这种布置型式水流条件较好，适用于这种布置型式水流条件较好，适用于上下游水位差较大，单宽流量较大的上下游水位差较大，单宽流量较大的大中型水闸大中型水闸二、连接建筑物的结构型式二、连接建筑物的结构型式作为挡土墙，边墩、岸墙、翼墙的结构型作为挡土墙，边墩、岸墙、翼墙的结构型式有式有重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式、重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式、连拱式连拱式等型式等型式（一）重力式（一）重力式重力式挡土墙一般重力式挡土墙一般用于高度低于用于高度低于56m的情况的情况结构简单，施工方结构简单，施工方便，但耗用建筑材便，但耗用建筑材料料（二）悬臂式（二）悬臂式悬臂式挡土悬臂式挡土墙一般适用墙一般适用于高度为于高度为8m左右的情况左右的情况它由钢筋混它由钢筋混凝土直墙和凝土直墙和底板两部分底板两部分组成组成（三）扶壁式（三）扶壁式扶壁式挡土墙一般适用于高度在扶壁式挡土墙一般适用于高度在910m或更高些的挡土墙或更高些的挡土墙它由直墙、底板及扶壁三部分组成，它由直墙、底板及扶壁三部分组成，可较悬臂式节省钢筋用量。主要靠底可较悬臂式节省钢筋用量。主要靠底板上的填土重量来维持稳定板上的填土重量来维持稳定（四）空箱式（四）空箱式空箱式挡土墙由顶板、前墙、后墙，扶空箱式挡土墙由顶板、前墙、后墙，扶壁与隔墙五个部分组成壁与隔墙五个部分组成空箱式挡土墙是钢筋混凝土轻型结空箱式挡土墙是钢筋混凝土轻型结构，但其构造复杂，耗用较多的钢构，但其构造复杂，耗用较多的钢材和术材，施工麻烦，造价较高，材和术材，施工麻烦，造价较高，仅用于地基承载力差且挡土墙又很仅用于地基承载力差且挡土墙又很高的情况高的情况（五）连拱式（五）连拱式连拱式挡土墙由底板、前墙，隔墙和连拱式挡土墙由底板、前墙，隔墙和拱圈组成拱圈组成优点优点：重量轻，适用于软土地基；节省：重量轻，适用于软土地基；节省钢筋；拱圈可以预制，施工速度快；可钢筋；拱圈可以预制，施工速度快；可利用空箱填土，增加墙体稳定利用空箱填土，增加墙体稳定缺点缺点：当在平面布置上需要转弯时较为：当在平面布置上需要转弯时较为困难；施工亦较复杂困难；施工亦较复杂第六节第六节闸门及启闭机闸门及启闭机闸门闸门工作闸门工作闸门事故闸门事故闸门检修闸门检修闸门按按工工作作性性质质分分闸门闸门钢闸门钢闸门钢筋混凝土闸门钢筋混凝土闸门钢丝网水泥闸门钢丝网水泥闸门木闸门木闸门钢木闸门钢木闸门铸铁闸门铸铁闸门按按门门叶叶的的材材料料分分闸门闸门露顶式闸门露顶式闸门 潜孔闸门潜孔闸门深孔闸门深孔闸门按闸门自身所处位置分按闸门自身所处位置分闸门闸门叠梁闸门叠梁闸门平面闸门平面闸门弧形闸门弧形闸门水力自动闸门水力自动闸门按闸门的提升特征形式分按闸门的提升特征形式分