《水利工程概论》第四章-5 水闸.pptVIP

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）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。水闸与溢流坝比较，其共同点是起挡水和泄水的作用。不同点是：（1）溢流坝建在山区河流上，堰体高，上游水位高，形成水库；水闸建在平原河床上，堰体低，上游水位低，不能形成水库。（2）溢流坝多在泄洪时开启，下游消能情况简单；水闸闸门经常开启，泄流量多变，下游消能情况复杂。（3）溢流坝一般建在山区的岩基上，水闸一般建在平原河床的软基上。?建在平原河床软基上的水闸有如下特点：地基方面软土地基的压缩性大，承载能力低，地基可能产生较大的不均匀沉降；细砂地基容易发生液化,抗冲能力差。水流方面泄流量多变,下游地基抗冲能力差,易引起河床及两岸淘刷。渗流方面粉砂和细砂地基,在渗透水流作用下,易变形,引起水闸的沉降、倾斜、断裂,甚至倒塌.?因此水闸的设计重点是要选择适宜的闸址；做好防渗、消能设计；保证闸室和地基的稳定性。水闸的作用分类?水闸的作用分类?水闸的作用分类?水闸的作用分类?水闸的作用分类?水闸的结构形式分类?水闸的结构形式分类?水闸的结构形式分类?水闸的结构形式分类?要点两岸联结建筑物挡土墙当翼墙墙后的回填土坡度陡至不能自身维持稳定时,翼墙同时起挡土墙的作用,挡土墙的结构形式有:1)重力式2)悬臂式3)扶壁式4)空箱式等.其他闸坝建筑物壅水坝抬高水位,达到所需水位高程.特点:壅水坝有壅水和泄水的双重作用.不能控制流量,造价比水闸低,管理也方便.滚水坝底栏栅坝橡胶坝浮体闸自动翻板闸其他闸坝建筑物底栏栅坝一般都放在主河槽或枯水河槽处，切断河床部分的宽度大致与主河槽一致，主河槽必须稳定，否则需在上游修建导流整治构筑物。其他闸坝建筑物橡胶坝其他闸坝建筑物浮体闸其他闸坝建筑物自动翻板闸闸室安全和地基处理地基处理1.换土垫层换土垫层就是将水闸基础下的软土层挖除一定的深度，回填中粗砂或重壤土。?

?作用：

（1）水闸基底荷载通过垫层传递、扩散，减少软土层所受的附加应力。

（2）改善下面软土层的排水条件。

（3）垫层材料的值较大，可以提高K。?闸室安全和地基处理地基处理2.强夯法一般情况下夯锤重10～20t,将重锤提高到10~15m高度后,使其自由落下,产生巨大冲击力,使土体瞬时液化--沉降--压实.强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基.要在表层设置透水垫层,并设置排水砂井,以便排水固结.闸室安全和地基处理地基处理3.沉井法预先浇筑的钢筋混凝土井圈放在软基上,挖取井圈中软土,使其逐渐下移,直到硬土层或岩石地基上.适用于表层为软土层或流沙层,下部为硬土层或岩石.闸室安全和地基处理地基处理4.预压加固

在修建水闸之前，在建闸范围内的软土地基表面加荷（如堆土、堆石等），对地基进行预压。砂井预压法是在地基中布置和埋设砂井，再在地基表面施加临时荷载，以达到压实和固结软基的目的。通过预压固结，使软土层在施工期间完成全部或大部分沉降，提高地基的抗剪强度和承载能力，加快地基的固结过程，待沉降基本稳定，将荷重移去，再正式建闸。砂井预压法一般适用于软土层接近建基面或埋深较浅的地基。闸室安全和地基处理地基处理5.振冲桩法是用一根带有上下喷水嘴的振动器插入需要加固的土层中,通过振动,并用下端喷出的高压水松动土层,使其下沉到设计深度.适用于松砂,软弱的壤土和砂卵石地基.闸室安全和地基处理地基处理6.桩基础在软土层厚度较大的基础上,采用桩基础是解决地基承载力不足的有效办法.能提高抗滑稳定,减少沉陷量.按其形式分为打入混凝土预制桩和钻孔灌注混凝土桩.按受力形式分为摩擦桩和支承桩.闸室安全和地基处理地基处理7.高压旋喷灌浆法利用高压作用,使水、空气、水泥浆等介质向周围土层喷射,对土体产生冲切、搅拌、掺和,改变原土层结构、组成.在喷管一定范围内形成新的混合凝结体.高压喷射灌浆法有旋喷、定喷和摆喷三种方式.消能防冲水闸下游发生冲刷的原因闸室束窄了原河道的过水断面，下泄流量具有较大的单宽流量，若闸下游布置不合理，回流使主流受到挤压；或闸门不对称开启，都会使下游形成折冲水流。设计的上下水位选择不当，不能产生淹没水跃，或产生淹没过大的水跃，使高速水流潜入水底，导致消能不足。