單程倩

[摘 要] 水閘是一種控制水位和調(diào)節(jié)流量的低水頭水工建筑物，它常與堤壩、船閘、魚道、水電站、抽水站等建筑物組成水利樞紐，以滿足防洪、排澇、灌溉以及發(fā)電等水利工程的需要，對此進(jìn)行詳細(xì)地分析。

[關(guān)鍵詞] 水閘的工作特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)型式 作用 防護(hù)及加固措施

[中圖分類號] TV698 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）07-0281-01

一、水閘的工作特點(diǎn)

水閘可以建在土基或巖基上，地基條件差和水頭低且變幅大是水閘工作條件之所以比較復(fù)雜的兩個主要原因，而它具有與其它水工建筑物不同的特點(diǎn)。

1.水閘在完建無水期，可能因較大的垂直荷載，使基地壓力超過地基容許承載力，導(dǎo)致閘基土深層滑動失穩(wěn)。所以水閘必須具有適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)面積，以減小基底壓力。

2.水閘開閘泄水時，過閘水流具有較大的動能，流速較大，流態(tài)較復(fù)雜會引起閘下游的有害沖刷。因此必須采取適當(dāng)有效地消能防沖措施，以減少或消除過水閘對下游河床和岸坡的有害沖刷。

3.當(dāng)水閘建在松軟土基上時，由于土的壓縮性較大，在閘室自重及其荷載作用下，會產(chǎn)生較大沉降，當(dāng)閘室基底壓力分布不均勻時或相鄰結(jié)構(gòu)的基底壓力差值懸殊較大時，還會產(chǎn)生較大的不均勻沉陷。因此，應(yīng)選擇水閘的型式，施工程序及地基處理等措施，以減小過大的沉降和不均勻沉陷。

二、水閘按所承擔(dān)的任務(wù)和結(jié)構(gòu)型式分類

1.按水閘所承擔(dān)任務(wù)分進(jìn)水閘、 節(jié)制閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘，分洪閘。

進(jìn)水閘：建在河道、湖泊的岸邊或渠道，用來引水灌溉、發(fā)電或其它用水需要。灌溉渠系中建于干渠以下渠首的進(jìn)水閘，作用是把上一級渠道的水分下一級渠道，分水閘、斗門、農(nóng)門排水閘建在江河沿岸排水渠出口處，外河上漲時，關(guān)閘門防止洪水倒灌，避免洪災(zāi)。當(dāng)外河水位退落時，開閘排水防止?jié)碁?zāi)，具有雙面擋水的作用。

節(jié)制閘：枯水期借以抬高水位，以利取水和上游航運(yùn)，洪水期用以控制流量。渠系建筑物中節(jié)制閘一般建于支渠分水口的下游，用以抬高水位，滿足支渠引水需要。

泄水閘：一般建在渠道險工段或重要渠系建筑物上游渠側(cè)，用以宣泄渠中超量或全部束水，保障下游渠段或重要建筑物的安全。位于多泥沙渠道上的泄水閘，還兼有沖沙的作用。

排水閘：是排除堤內(nèi)坡水和阻擋堤外洪水。它是防洪、排澇的重要工程設(shè)施。如果閘門漏水，就不能起到抽水防洪的作用，反而會造成災(zāi)害。

擋潮閘：建于河口地段，漲潮時關(guān)閘，防止海水倒灌，還可以抬高內(nèi)河水位，滿足蓄水灌溉的需要，內(nèi)河趕潮河段兩岸受澇時，可用其在退潮時排澇。建有通航孔的擋潮閘，可在平潮時開閘通航。

分洪閘：常建于泄洪能力不足的河段上游適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，洪峰開臨時開閘分泄一部分洪水進(jìn)入湖泊、洼地等滯洪區(qū)，以減輕洪水對江河下游的威脅。

2.按水閘的結(jié)構(gòu)型式分開敞式水閘和涵洞式水閘

開敞式水閘：水閘閘室上面沒有填土，是開敞的。分為胸墻式和無胸墻式兩種，擋水水位高于泄水水位時采用前者，后者用于泄洪、通航、排水、過木要求的水閘。

涵洞式水閘：修建在河堤之下，它的適用條件基本與胸墻式水閘相同。

三、開敞式水閘由上游連接段、閘室段、下游連接段組成

1.上游連接段包括上游翼墻、鋪蓋、護(hù)底、上游防沖槽及護(hù)坡等。上游翼墻是引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘，并起擋土、防沖及側(cè)向防滲作用。鋪蓋主要起防沖、防滲作用，護(hù)坡及護(hù)底是保護(hù)河岸及河床不受沖刷。上游防沖槽是保護(hù)護(hù)底的頭部，防止河床沖刷向護(hù)底方向發(fā)展。

2.閘室段是水閘主體，包括底板、閘墩、閘門、胸墻、岸墻、工作橋和交通橋。底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室全部荷載，分分離式底板和整體式底板。分離式閘墩底板板基底壓力較大，適用于地質(zhì)條件較好，承載力較大的地基。整體式閘墩底板適用于地質(zhì)條件較差，可能產(chǎn)生不均勻沉降的地基。閘墩是分割閘孔、支撐閘門、胸墻、工作橋及交通橋等上部結(jié)構(gòu)。工作橋是供安裝啟閉機(jī)和工作人員操作機(jī)器之用。岸墻是閘室與河岸的連接結(jié)構(gòu)，主要以擋土，并且有側(cè)向防滲作用。

3.下游連接段 包括消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護(hù)坡等。消力池是消能的主要設(shè)施，并具有防沖作用。海漫則繼續(xù)消除余能，并調(diào)整流速分布。下游防沖槽是海漫末端的防沖設(shè)施，防止海漫后河床沖刷向上游發(fā)展。下游翼墻是引導(dǎo)過閘水流均勻擴(kuò)散，并保護(hù)兩岸免受沖刷

四、水閘的消能防沖

1.折沖水流的防止措施

消除折沖水流首先應(yīng)從平面布置上入手，盡量使上游引河具有較長的直線段，并能在上游兩岸對稱布置翼墻，出閘水流與河床主流的位置和方向一致；其次是控制下游翼墻擴(kuò)散角，每側(cè)宜采用7-12度，且不易采用弧形翼墻，墻頂應(yīng)高于下游水位，以免回流由墻頂漫向消力池，，要制定合理的閘門開啟程序，如低泄量時隔空開啟，使水流均勻出閘，或開閘時先開中間孔，繼之開兩側(cè)鄰孔至同一高度，直至全部開至所需高度，閉門與啟門相反，由兩邊孔向中間孔依次對稱操作。

2.防沖加固措施

過閘水流經(jīng)水躍消能后，底部流速較大，仍會造成河床和岸坡的沖刷，所以，土基上水閘緊接護(hù)坦之后，還要采取防沖加固措施，一般是設(shè)置海漫和防沖槽。

海漫的型式有干砌塊石海漫、漿砌石海漫、混凝土板、鋼筋混凝土板海漫。

水流經(jīng)過海漫后，能量雖得到進(jìn)一步消能，但海漫末端水流仍有一定的沖刷能力，河床仍難免遭受沖刷，所以在海漫末端采取加固措施，即設(shè)計(jì)防沖槽。

常見的防沖槽有拋石防沖槽和齒墻或板樁式防沖槽。

3.上游河床防護(hù)

水流自上游河道流向閘室，流速逐漸增大，對河床可能發(fā)生沖刷，必須加以防護(hù)。一般采用漿砌石或干砌石塊護(hù)底，其長度與水頭、單寬流量及土質(zhì)情況有關(guān)，約為3-5倍堰頂水頭，土質(zhì)抗沖能力較低時，護(hù)底上游端還應(yīng)設(shè)置厚度約為1、0米左右的防沖槽，護(hù)底下面設(shè)墊層。

參考文獻(xiàn)

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