第五章水闸.ppt

第五章 水 闸 主要内容： 5.1 概述 5.2 水闸的孔口尺寸确定 5.3 水闸的消能防冲设计 5.4 水闸的防渗排水设计 5.5 闸室的布置与构造 5.6 稳定计算与地基处理 5.7 闸室结构计算 5.8 两岸连接建筑物 5.9 闸门与启闭机 5.1 概 述 水闸是一种低水头的水工建筑物，它具有挡水和泄水双重作用。 与设有表孔闸门的溢流重力坝的区别是: 1）水闸水头较低，抬高水位较少，它主要是靠闸门挡水；而溢流坝主要靠闸门下坝体来挡水。 2）水闸可建于各种地基上。 5.1.1水闸的类型 一、 按担负的任务分： 水闸的类型—按所承担的任务分 （1）进水闸（取水闸） ①位置：建在河流、湖泊、水库或引水干渠等的岸边一侧 ②作用：为灌溉、发电、供水或其它用水工程引取足够的水量。 由于它通常建在渠道的首部，又称渠首闸。 （2）节制闸（拦河闸） 位置：拦河闸的闸轴线垂直于或接近于垂直河流、渠道布置。 作用： ·截断河渠，抬高河渠水位，控制下泄流量。 ·在航运工程中，拦河闸不仅能为上游航运提供稳定的航道水深，也能通过保持一定泄流量为下游提供稳定的航道水深。 ·在取水工程中，为进水闸（或分水闸）提供高保证率的取水流量。 拦河闸在枯水期尽量维持上游水位，以满足取水或航运等需要；在洪水期需要随时泄放上游库区无法容纳的多余流量，避免上游水位过度上涨导致淹没或水灾。在洪水期，拦河闸还必须有足够的泄流能力，以排泄洪水。 （3）冲砂闸： 作用：排沙。 ·防止泥沙进入取水口造成渠道淤积。 ·将进入到渠道内的泥沙排向下游。 ·将水库的淤沙、淤泥排向下游。 在取水枢纽中，冲沙闸的位置一般布置在靠近进水闸处； 在水闸枢纽中，冲沙闸往往兼作节制闸。 （4）分洪闸： 位置：常建于河道的一侧。 作用：分洪。 ·在洪峰到来时，分洪闸用于分泄河道暂时不能容纳的多余洪水，使之进入预定的蓄洪洼地或湖泊等分洪区，及时削减洪峰，确保下游河道安全。 ·待河道洪水过后，分洪区积水又要经过排水闸排入原河道。 （5）排水闸： 位置：常建于江河沿岸。 作用： ·排除内涝。当江河水位较低时，开闸排除河岸一侧降雨形成的渍水或生活废水。 ·挡住外河高水位。当江河水位较高时，关闭排水闸，防止江水向河岸倒灌。 特点：由于既要排涝，又要挡水，因此排水闸具有闸底板高程较低、闸身较高以及承受双向水头作用的特点。 （6）挡潮闸 位置：一般建于江河入海口。 作用： ·挡潮：在汛期防止潮水顶托，以免造成内涝； ·御咸：防止潮水沿江河上溯，以免造成沿河岸地区土地的盐碱化； ·排水：排除内河高水位； ·蓄淡：在低潮时期，关闸防止内河淡水流失，以便充分利用内河淡水。 挡潮闸与排水闸类似，也承受双向水头的作用。但操作更为频繁。 水闸的类型—按闸室结构的型式分类 1．开敞式水闸 特点 闸室上部没有阻挡水流的胸墙或顶板，过闸水流能够自由地通过闸室。 开敞式水闸的泄流能力大，一般用于具有排冰、过木等要求的泄洪闸，如拦河闸、排冰闸等。 2．胸墙式水闸 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，常设置胸墙。 ·胸墙式水闸在低水位过流时，属于开敞式水闸自由出流； ·在高水位过流时，属于孔口出流。 胸墙式水闸多用于进水闸、排水闸和挡潮闸等。 绝大多数大中型水闸为开敞式水闸。 3．封闭式或涵洞式水闸 闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称涵洞式水闸。 填土可增加闸室的稳定，代替交通桥，当水头较高时往往是经济的，但地基压力较大，常用于穿过堤防的水闸。 涵洞可做成有压的或无压的。前者（有压涵洞）多用于排砂闸和排水闸，后者（无压涵洞）则多用于小型分水闸。 水闸的类型—按规模分类 根据国内已建水闸工程的设计经验，一般以设计或校核过闸流量的大小作为划分水闸规模的依据，例如： ·过闸流量等于或大于1000m3/s者为大型水闸； ·过闸流量在100～1000m3/s间者为中型水闸。 ·过闸流量小于100m3/s者为小型水闸。 我国葛洲坝水利枢纽的二江泄水闸，过闸流量达83900m3/s，属特大型水闸，或称巨型水闸。 也有的以设计水头高低（反映为闸高）作为划分水闸规模的依据，例如： 闸高在8～10m以上者为大型水闸，闸高在8～10m以下者为中、小型水闸等。 5.1.2 水闸的工作特点和设计要求 水闸可建在岩基上，也可建在土基上。 对于建在岩基上的水闸，其工作特点与岩基上的混凝土重力坝相似。 本章主要介绍建在土基上的水闸的工作特点。 作为土基上低水头的挡水、泄水建筑物，水闸有如下工作特点。 水闸的工作特点 （一）水的方面 水闸在水的作用下，需要解决以下几个方面问题。 1．稳定问题 水闸在关闭闸门挡水的时候，闸室上、下游形成一定的水位差。 在水的推力作用下，闸室在自重和