6.1小型水閘認知

課程導入

渠系建筑物回憶實習小型水閘

目錄課堂活動：優(yōu)慕課項目六任務一

課前探馬學后討論

目錄

〇認識水閘

一水閘的類型二水閘的工作特點三水閘的組成

〇水閘認知

〇水閘認知兩個分類指標一水閘類型作用結構（一）按水閘的承擔任務分類（作用）橫跨河道或渠道，并列與干、支、斗渠分水庫的下游。枯水期可抬高水位，洪水期開閘泄洪。1.節(jié)制閘（攔河閘）一水閘類型（一）按水閘的承擔任務分類（作用）進水閘在河道、水庫或湖泊的岸邊，用來控制引水流量，以滿足灌溉、發(fā)電或供水的需要。2.進水閘一水閘類型（一）按水閘的承擔任務分類（作用）建在河道或渠道一側(cè)，用來將超過下游河道安全泄量的洪水泄入預定的湖泊、洼地，及時削減洪峰。3.分洪閘一水閘類型（一）按水閘的承擔任務分類（作用）建在江河沿岸，外河水位上漲時關閘以防止外水倒灌，外河水位下降時開閘排水，排除兩岸低洼地區(qū)的澇漬害。4.排水閘一水閘類型（一）按水閘的承擔任務分類（作用）橫跨河道或渠道，并列與干、支、斗渠分水庫的下游。枯水期可抬高水位，洪水期開閘泄洪。5.擋潮閘一水閘類型（一）按水閘的承擔任務分類（作用）排沙閘、排冰閘、排污閘等……。其他類型閘門一水閘類型（二）按閘室結構分類上面不填土露天的水閘，一般泄洪、排水、過木等要求時，多采用不帶胸墻的開敞式水閘，多用于攔河閘、排冰閘等。開敞無胸墻式一水閘類型（二）按閘室結構分類當上游水位變幅大，而下泄流量又有限制時，為避免閘門過高，常采用帶胸墻的開敞式水閘。胸墻有胸墻式一水閘類型（二）按閘室結構分類閘身上面填土封閉，常用于穿堤取水或排水。洞內(nèi)水流可以使無壓的可以是有壓的。涵洞式一水閘類型（一）穩(wěn)定方面關門擋水時，水閘上下游產(chǎn)生較大的水頭差造成較大的水平推力，使閘門有可能沿基面產(chǎn)生向下游的滑動。因此，水閘需要較大的重力來維持穩(wěn)定。二水閘工作特點（二）防滲方面由于上下游水位差的作用，水將通過地基和兩岸向下游滲流。水量損失滲透變形因果需要人為做好防滲工作措施二水閘工作特點（三）消能防沖方面開閘后，水流流速較快，具有較大的動能，流態(tài)也較復雜。對河床造成沖刷對河床和岸邊進一步淘刷因果需要人為做好防沖刷工作措施河床軟弱波狀水躍折沖水流二水閘工作特點（四）沉降方面土基壓縮性大，抗剪強度低；閘室的外部荷載大產(chǎn)生沉降產(chǎn)生不均勻沉降因果需要人為做好防沉降工作措施二水閘工作特點上游連接段：上游翼墻；上游鋪蓋；上游護底；上游防沖槽；上游護坡。閘室段：閘室底板；閘墩；閘門；工作橋；交通橋；胸墻。下游連接段：消力池；海漫；防沖槽；下游翼墻；下游護坡。三水閘結構組成三水閘結構組成

推薦學習資源：優(yōu)慕課項目六任務一學習資料《河流上的水龍頭—水閘》微課三小結與作業(yè)1.水閘類型；2.水閘結構組成；小結：作業(yè)：水閘包括哪些結構？[提交優(yōu)慕課]6.2閘址選擇與閘孔設計

目錄

一閘址選擇

二閘孔尺寸設計三課堂練習

一閘址選擇（1）大型攔河閘的閘址，應盡量選擇在河道相對穩(wěn)定的直段上，這樣不僅閘址處河段穩(wěn)定，且對進閘、出閘水流均有利。（2）建造在感潮河段上的擋潮閘、排水閘，水閘應能盡可能建在河口附近，或使閘下尾渠與河道流向的交角成小于60°的銳角，以盡量減小閘下尾渠的淤積。閘址選擇的原則

一閘址選擇閘址選擇的原則（3）對于傍江修建的引水閘、分洪閘，應盡量將閘址選在河岸穩(wěn)定的一側(cè)，并應考慮建閘以后的影響。（4）地基方面，軟土地基抗剪強度低，穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生滲透變形，抗沖刷能力差，并且具有較大的壓縮性，在自重以及外荷載的作用下容易產(chǎn)生較大的沉降和不均勻沉降，而導致水閘傾斜甚至斷裂。因此，閘址選擇應盡量選擇土質(zhì)均勻密實，壓縮性小的地基，并要求地下水位較低，尤其應避開地基內(nèi)的高承壓水層。

一閘址選擇閘址選擇的原則（5）閘址的選擇還應考慮有足夠的施工場地，對外交通便利，并有利于就地取材。

二孔口設計（一）小型水閘的孔口形式（1）寬頂堰：寬頂堰是水閘中最常采用的一種型式，結構簡單、施工方便，泄流能力比較穩(wěn)定，盡管自由泄流時流量系數(shù)較小、易產(chǎn)生波狀水躍，但是它有利于泄洪、沖沙、排冰、排污、通航等，多適用于平原地區(qū)。

二孔口設計（一）小型水閘的孔口形式（2）低實用堰：水閘底板采用的實用堰，一般多為低堰。適用于上游水位允許有較大雍高的山區(qū)河道，自由泄流時的流量系數(shù)較寬頂堰大，水流條件較好，因堰具有一定的高度故可使閘門高度減少，并可攔截泥沙流向下游。選用適宜的堰面曲線可以消除波狀水躍，但其泄流能力受下游水位影響較大，不能通航且施工較為復雜。目前常用的實用堰有WES堰、駝峰堰和梯形堰三種。

二孔口設計（一）小型水閘的孔口形式（3）胸墻式孔口：屬于寬頂堰類型，適用于上游水位變幅較大的水閘，高水位時可用胸墻擋水，因此可以減小閘門及工作橋的高度，增加閘室剛度，但此種結構型式不利于排污、排冰和通航。

二孔口設計（二）小型水閘閘底板高程確定底板高程采用較低將增加閘前水深和過閘單寬流量，從而使得閘孔總寬度縮小，減少了閘室段的工程投資。但閘底板定的過低，將增加基礎開挖和下游消能防沖的工程量，以及閘身和兩岸連接建筑物的高度，可能反而增加工程總投資。相反，如果采用較高底板高程，將增大閘室寬度，但閘室和兩岸連接建筑物的高度相對較低。而對于小型水閘，由于兩岸連接建筑物在整個工程量中所占比重較大，選擇稍高的底板高程，即使將增加閘室寬度，但總的工程造價可能會更加經(jīng)濟。底部高程泥沙單寬流量地形地質(zhì)總投資…………考慮因素

二孔口設計（二）小型水閘閘底板高程確定一般情況下：

攔河閘和沖沙閘的底板高程可與河底高程齊平，以利于減輕閘前泥沙淤積；

分洪閘或進水閘在滿足分洪或引用設計流量的條件下，其底板高程可比河底高程略高些，以防止泥沙進入分洪區(qū)或渠道；

排水閘的底板高程則應盡可能定的略低些，以滿足排澇要求。

（三）閘孔寬度計算1.閘孔總凈寬B堰流閘孔出流淹沒系數(shù)，查表側(cè)收縮系數(shù)，0.9-0.95流量系數(shù)0.32-0.385Hhsv02.分孔n不大于6—8時，取單數(shù)；小型閘門，b取2—4m；大中型閘門取8—12m。3.閘室總寬度4.校核淹沒系數(shù)σ查表（參考《工程水力計算》）二孔口設計三課堂練習

某水渠無壩引水，設計引水流量78m3/s，相應河道水位213.4m，閘前引水渠高程210.0m，底寬18m，兩岸邊坡1:2，閘后渠首水位213.2m，試設計閘孔寬度。

建議：1.設計為無坎寬頂堰；2.堰頂高程210.4m。6.3小型水閘消能防沖設計

課程導入1.水閘的主要類型？2.水閘的主要結構？

目錄

一消能防沖的原因

二消能防沖的設施三消能防沖設施設計

四課堂練習

一水閘消能防沖的原因

小型水閘為什么要消能防沖？波狀水躍折沖水流水流流速快，沖刷力強。

二水閘消能防沖的設施消力池海漫下游防沖槽水躍消能：主要的消能設施平順水流，消除余能，保護渠底防沖護底

三水閘消能防沖的設施設計h''c>h's遠離式水躍（一）消力池1.修建消力池的條件hc''ch’sh''c=h's臨界式水躍h''c<h's淹沒式水躍理論上不需要修建消力池。需要修建消力池，以使發(fā)生淹沒式水躍，且淹沒度σj在1.05—1.1之間。

三水閘消能防沖的設施設計（一）消力池

一般當尾水深約等于躍后水深時宜采用輔助消能工或消力坎式；當尾水水深小于躍后水深1.0～1.5m時，宜采用挖深式消力池；當尾水水深小于躍后水深1.5～3.0m時，宜采用綜合式消力池；當尾水深小于躍后水深3.0m以上時，應做一級消能和多級消能的方案比較，從中選擇技術經(jīng)濟合理的方案。消力池的型式2.消力池的型式

三水閘消能防沖的設施設計消力池設計包括池深、池長和底板厚度。（一）消力池3.消力池設計（1）池深確定“粗算法”“試算法”“系數(shù)判斷法”

三水閘消能防沖的設施設計消力池設計包括池深、池長和底板厚度。（一）消力池3.消力池設計“粗算法”分析思路：（建議）修一構造消力池是否

三水閘消能防沖的設施設計（一）消力池3.消力池設計（2）池長確定β為水躍長度校正系數(shù)，可取0.7~0.8；

三水閘消能防沖的設施設計（一）消力池3.消力池設計（3）底板厚度的確定抗沖厚度

消力池護坦的厚度應根據(jù)抗沖和抗浮要求分別計算，取其最大值，且不小于0.5m。抗浮厚度式中：t為消力池底板始端的厚度，m；k1為消力池底板的計算系數(shù)，可取0.15~0.20；q為消力池進口處的單寬流量，m3/(s?m)；為閘孔泄流時的上、下游水位差，m。三水閘消能防沖的設施設計（二）海漫1.海漫設施

海漫作用：進一步消除余能，保護消力池后面的一段河床免受沖刷，保證消力池的安全。抗沖性透水性粗糙性柔性要求

三水閘消能防沖的設施設計（二）海漫2.海漫長度

式中：Lp為海漫長度，m；ks為海漫長度計算系數(shù)，當河床為粉砂、細砂時取14~13；中砂、粗砂及粉質(zhì)壤土時取12~11；粉質(zhì)粘土時取10~9；堅硬粘土時取8~7；qs為消力池末端的單寬流量，m3/(s?m)；為上、下游水位差，m。池末端單寬流量上下游水位差河床土質(zhì)抗沖能力“孔道比”海漫長度

三水閘消能防沖的設施設計（二）海漫3.海漫結構型式

干砌石海漫。通常由粒徑大于30cm的塊石砌筑而成，厚度為0.4~0.6m，常布置在海漫中、后段，約為海漫全長2/3的范圍。在砌石下面一般鋪設碎石、粗砂墊層。干砌石海漫的抗沖流速為2.5~4.0m/s，為了提高其抗沖能力，每隔6~10m可設置一道漿砌石石梗。1

三水閘消能防沖的設施設計（二）海漫3.海漫結構型式

漿砌石海漫。一般由粒徑大于30cm的塊石用水泥砂漿砌成，砌筑厚度與干砌塊石相同，內(nèi)部設有排水孔，下部鋪設反濾層或墊層。其抗沖能力可達3~6m/s，但透水性和柔性較差，一般布置在海漫緊接消力池的前1/3的范圍內(nèi)。2

三水閘消能防沖的設施設計（二）海漫3.海漫結構型式

混凝土海漫。整個海漫用混凝土板塊拼鋪形成。混凝土板通常為邊長2~5m的正方形，厚度為0.1~0.3m。板中設有排水孔，下部鋪設反濾層或碎石墊層，其抗沖流速可達6~10m/s，但是造價較高。3

其他形式的海漫。如鋼筋混凝土海漫，當出池水流的剩余能量仍然較大時，可在尾檻下游5~l0m范圍內(nèi)鋪設鋼筋混凝土板海漫，板中設有排水孔，底部鋪設反濾層或墊層。另外，鉛絲石籠海漫不僅施工方便，而且能夠較好地發(fā)揮其抗沖、透水和柔性等性能。4

三水閘消能防沖的設施設計（二）海漫3.海漫結構型式

三水閘消能防沖的設施設計（三）防沖槽水流經(jīng)過海漫后，盡管多余能量得到進一步消除，但在海漫末端仍會出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象。為保證海漫安全和節(jié)省工程量，常在海漫末端設置防沖槽或其他加固措施。防沖槽一般是在海漫末端開挖的梯形槽中拋填塊石而成，其作用是當海漫末端發(fā)生河床沖刷形成沖坑時，防沖槽內(nèi)的拋石將隨沖坑的發(fā)展沿斜坡陸續(xù)滾下，蓋護在沖刷坑的上游坡上從而阻止沖刷進一步向上游發(fā)展，以確保海漫的安全。防沖槽防沖齒墻

四上游河床與上下游岸坡的防護（一）上游護底和護坡為了保護上游河床與上下游岸坡免受水流的沖刷，需要對其進行防護。一般上游河床在靠近上游鋪蓋的一段需要設置護底進行防護，其長度一般取上游水深的3～5倍。上游岸坡在對應護底和鋪蓋的范圍內(nèi)要設置護坡進行防護。靠近上游鋪蓋和閘室的一段距離內(nèi)由于水流流速較大，對應的護底護坡材料一般采用漿砌塊石，其他部分可用干砌塊石。下游護坡的長度應大于對應河底防護長度，材料同上游岸坡選取。

四上游河床與上下游岸坡的防護（一）上游護底和護坡上下游護坡的頂部應在最高水位以上。砌石護坡、護底的厚度通常取0.3～0.5m，下面鋪設卵石及砂墊層，厚度均為10cm。護坡每隔8～10m可設置混凝土埂或漿砌石埂一道，在坡腳處應做混凝土齒墻嵌入地基中，以增強其穩(wěn)定性。若護坡采用現(xiàn)澆混凝土，其厚度一般可取0.2～0.3m。若為預制混凝土板砌護，其厚度可取0.1～0.2m。

五消能防沖的設計條件（二）消能防沖的設計條件在進行水閘消能防沖設計時，應考慮不同的運用情況，從中選擇最不利的流量和水位組合作為消能防沖的設計條件。

一般選擇過閘水流單寬能量最大的情況作為計算的控制條件E=γ△Hq（式中γ為水的容重；△H為上下游水位差；q為單寬流量）。

五消能防沖的設計條件（三）閘門的開啟方法合理的閘門操作管理可以減輕下泄水流對下游河床的沖刷。一般要求閘門應盡可能對稱、均勻、逐級開啟。每次開啟時必須待下游水位升高后再逐步開啟，嚴禁一次開到頂。一般規(guī)定閘門分2～3次開啟。如果由于啟閉設備或其他條件限制不能均勻開啟時，應分階段開啟，每次開啟0.5～1.0m，依此對稱地增加每個閘門的開啟度。如先將中孔開啟0.5m，待下游水位升高后再開啟兩側(cè)閘孔，依次類推，直至閘門全部開啟。另外需要注意的是，閘門的關閉次序與閘門的開啟次序相反。

六小結與作業(yè)小結：1.小型水閘消能防沖的設施？2.小型水閘消力池的設計？3.小型水閘海漫的形式？4.小型水閘海漫的要求？5.認識防沖槽。作業(yè)：完成課上作業(yè)，整理知識。6.4小型水閘防滲排水設計

課程導入1.水閘的主要類型？2.水閘的主要結構？3.水閘消能防沖的結構有哪些？4.消力池有哪幾種型式？

目錄

一防滲排水的原因

二閘基防滲長度的確定三地下輪廓線的布置

四滲流計算五防滲及排水設施六小結與作業(yè)

一水閘防滲排水的原因

小型水閘為什么要做防滲排水處理？波閘基滲流將在閘底板上產(chǎn)生揚壓力而不利于閘室穩(wěn)定。岸坡繞滲亦對兩岸連接建筑物的側(cè)向穩(wěn)定不利。閘基滲流和岸坡繞滲還可能引起滲透變形破壞，嚴重時甚至會導致整個水閘失事。滲流也會導致地基內(nèi)可溶物質(zhì)加速溶解。滲漏會引起水量損失。

二閘基防滲長度的確定不透水的滲流部分閘基排水部分

二閘基防滲長度的確定而從上游防滲鋪蓋的始端開始，沿鋪蓋、板樁、閘室底板及護坦，到下游排水孔的前端為止，是閘基滲流的第一根流線，稱為地下輪廓線，其長度即為閘基的防滲長度，又稱滲徑長度。依據(jù)SL265-2001《水閘設計規(guī)范》，在工程規(guī)劃和可行性研究階段，初步擬定閘基防滲長度時應滿足下式的要求上下游水位差允許滲徑系數(shù)

二閘基防滲長度的確定

三地下輪廓線的布置（一）布置原則在閘室底板的上游側(cè)布置鋪蓋、板樁、齒墻等防滲設施，用以延長滲徑，降低底板下的滲透壓力及滲透比降“上防下排”防滲導滲而在下游側(cè)布置排水孔、減壓井等排水設施，以便滲水盡快排出，減小底板下的滲透壓力，防止發(fā)生滲透變形。

三地下輪廓線的布置（二）粘性土地基的布置

防滲措施一般采用水平鋪蓋，而不宜設置板樁。因為設置板樁反而破壞黏土顆粒的天然結構，可能導致在板樁與地基間形成集中滲流的通道。排水設施一般可延伸到閘底板下，以降低底板上作用的滲透壓力，同時還有利于加速黏性土的固結。當黏性土地基內(nèi)有承壓透水層時，應在消力池底部設置垂直排水設施深入透水層，以便將承壓水引出，從而提高閘室的穩(wěn)定性。排水體三地下輪廓線的布置（三）砂性土地基的布置

一般采用鋪蓋與懸掛式板樁相結合的方式，排水設施一般布置在護坦下面。

1.如果為細砂，可在鋪蓋上游端增設一道短板樁，以延長滲徑，減小滲透坡降，但相鄰兩道板樁的間距應大于兩道板樁長度之和的0.7倍，否則滲流可能躍過板樁，導致水平段的有效長度減小。

排水體排水體

三地下輪廓線的布置（三）砂性土地基的布置

一般采用鋪蓋與懸掛式板樁相結合的方式，排水設施一般布置在護坦下面。

2.當砂土層較薄時，可用板樁將薄砂層切斷，并深入不透水層。3.對于粉砂地基，為了防止地基液化，一般采用將閘基四周用板樁包圍起來的封閉式方式排水設施。

四滲流計算滲流計算的方法規(guī)范推薦流網(wǎng)法改進阻力系數(shù)法直線比例法學習改進的阻力系數(shù)法

四滲流計算（一）改進阻力系數(shù)法的基本思想1.滲流的原動力：△H2.防滲的原理：沿程不斷消耗水頭△H3.各段消耗hi，而H=∑hi4.地下輪廓線分段，每段賦予一個阻力系數(shù)ζi5.hi=ζi/∑ζi

*△H6.節(jié)點水頭，逐次遞減

四滲流計算（二）典型段的劃分及阻力系數(shù)確定進出口段進出口段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段式中：ζo為進出口段的阻力系數(shù)；S為板樁或齒墻的入土深度；T為地基透水層的深度，m。

四滲流計算（二）典型段的劃分及阻力系數(shù)確定內(nèi)部垂直段進出口段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段式中：ζy為進出口段的阻力系數(shù)；S為該段的板樁或齒墻的入土深度；T為該段地基透水層的深度，m。

四滲流計算（二）典型段的劃分及阻力系數(shù)確定內(nèi)部水平段進出口段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段式中：ζx為水平段的阻力系數(shù)；Lx為水平段長度，m；S1、S2分別為該段前、后兩端板樁或齒墻的入土深度，m

四滲流計算（三）透水層深度的確定透水層深度T確定計算有效透水層深度Te透水層深度T兩者取小值作為透水層深度從進口處繪線

四滲流計算（三）透水層深度確定列表計算

四滲流計算示例201234567

四滲流計算1～22～33～44～55～66～710內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段出口段進口段9.59.50.50.500127.827.327.327.326.827.819.50.5————1.360.930.130.010.010.31.990.72920.40950.24060.01670.01970.34370.72920.40950.25010.03890.03940.1100+0.0145+0.0222+0.0197-0.23371.7544

四滲流計算（四）計算各段水頭損失……如：

四滲流計算（五）進、出口段修正式中：S—板樁后齒墻另一側(cè)的如入土深度；T—板樁胡齒墻另一側(cè)的透水層深度。原則與方法：“總數(shù)不變，鄰居承擔，自身為限”四滲流計算1～22～33～44～55～66～710內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段出口段進口段9.59.50.50.50010.72920.40950.24060.01670.01970.34370.72920.40950.25010.03890.03940.1100+0.0145+0.0222+0.0197-0.2337227.827.327.327.326.827.819.50.5————1.360.930.130.010.010.31.99

四滲流計算（六）計算節(jié)點水頭，繪制水頭分布圖節(jié)點123水頭H

四滲流計算201234567（六）計算節(jié)點手頭，繪制水頭分布圖

四滲流計算（七）校核滲透坡降水平段出口段查表確定

四滲流計算總結分析步驟1.計算（校核）防滲長度；2.布置地下輪廓線；3.分典型段；4.計算有效透水層深度；5.計算各段阻力系數(shù)及水頭損失；6.修正進出口水頭損失；7.繪制滲流壓力圖；8.校核滲透坡降。

練習123456789101112131421

四滲流計算（二）典型段的劃分及阻力系數(shù)確定進出口段進出口段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段式中：ζo為進出口段的阻力系數(shù)；S為板樁或齒墻的入土深度；T為地基透水層的深度，m。

四滲流計算（二）典型段的劃分及阻力系數(shù)確定內(nèi)部垂直段進出口段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段式中：ζy為進出口段的阻力系數(shù)；S為該段的板樁或齒墻的入土深度；T為該段地基透水層的深度，m。

四滲流計算（二）典型段的劃分及阻力系數(shù)確定內(nèi)部水平段進出口段內(nèi)部垂直段內(nèi)部水平段式中：ζx為水平段的阻力系數(shù)；Lx為水平段長度，m；S1、S2分別為該段前、后兩端板樁或齒墻的入土深度，m

練習

五防滲及排水設施觀圖：哪些設施會防滲排水？

五防滲及排水設施（一）防滲設施

防滲設施是指構成地下輪廓的的鋪蓋、板樁和齒墻，它可以分為水平防滲和垂直防滲兩類。防滲設施水平防滲垂直防滲鋪蓋板樁、齒墻、地下連續(xù)墻

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

五防滲及排水設施（一）防滲設施

水平防滲的型式為鋪蓋，設在閘底板的上游側(cè)，主要用來延長滲徑，以降低滲透壓力和滲透坡降，同時還具有防沖作用。

鋪蓋的長度應根據(jù)閘基防滲需要確定，一般采用上、下游最大水位差的3~5倍。

鋪蓋的材料有粘土、壤土、混凝土板、鋼筋混凝土板及土工膜等。水平防滲

五防滲及排水設施（一）防滲設施①粘土及壤土鋪蓋

粘土及壤土鋪蓋通常采用滲透系數(shù)K=10-5~10-7cm/s的粘性土做成，同時要求其滲透系數(shù)比地基土的滲透系數(shù)小100倍以上，以保證其具有足夠的防滲能力。水平防滲

五防滲及排水設施（一）防滲設施鋪蓋的厚度δ應根據(jù)鋪蓋土料的允許水力坡降值按下式計算。水平防滲式中：為計算斷面處鋪蓋頂面和底面的水頭差，m；[J]為允許水力坡降，粘土鋪蓋為4~6，壤土鋪蓋為3~5。

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

為了防止鋪蓋發(fā)生干裂、凍脹及在施工期間被破壞，應在鋪蓋上面設0.3~0.5m的保護層。常用的保護層有干砌塊石、漿砌塊石或混凝土。在保護層和鋪蓋之間需設置1~2層由砂礫石鋪筑的墊層1—閘底板；2—粘土；3—墊層；4—瀝青油氈；5—混凝土板保護；6—砌石保護；7—兩層瀝青油氈，每層0.5m；8—瀝青填料；9—六層瀝青油氈，每層0.5m；10—木蓋板；11—鋼筋

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

②混凝土及鋼筋混凝土鋪蓋

如果當?shù)厝鄙僮麂伾w的土料，則可以采用混凝土或鋼筋混凝土鋪蓋，其厚度一般根據(jù)構造要求確定，為了保證鋪蓋的防滲效果和施工方便，最小厚度不宜小于0.4m。混凝土鋪蓋鋼筋混凝土鋪蓋

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

在混凝土或鋼筋混凝土鋪蓋與閘室底板連接處用沉降縫分開，鋪蓋本身在順水流方向也需設沉降縫，間距一般為8~20m，并且在上述沉降縫中應設置橡皮、塑料或紫銅片止水。

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

五防滲及排水設施（一）防滲設施水平防滲

③防滲土工膜

防滲土工膜是近年來水閘工程中使用的一種新型材料。選用防滲土工膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的弱透水土料作為上游鋪蓋時，土工膜的厚度應根據(jù)作用水頭、膜下土體可能產(chǎn)生的裂縫寬度、膜的應變和強度等因素確定。

根據(jù)水閘工程的實踐經(jīng)驗，采用的土工膜厚度不宜小于0.5mm。

土工膜鋪蓋的合理長度應使?jié)B透坡降和滲流量限制在允許的范圍內(nèi)，一般長度為作用水頭的5~6倍。

為了防止樹枝、石子等硬物將土工膜刺破，需在土工膜上部采用水泥砂漿、砌石或預制混凝土塊進行保護，而在下部鋪設墊層。

五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲齒墻板樁

五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲板樁設置的位置鋪蓋的起始端閘底板的高水位一側(cè)延長滲徑，減小閘室底板的滲透壓力閘室底板下游側(cè)降低出口滲透坡降五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

板樁的入土深度：當透水層較薄時，可以將板樁插入不透水層內(nèi)。當不透水層埋深較深時，則板樁的深度一般為上下游最大水頭的0.6~1.0倍。五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

板樁的材質(zhì)：木板樁鋼筋混凝土板樁鋼板樁五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

板樁的材質(zhì)：木板樁鋼筋混凝土板樁鋼板樁

木板樁目前已很少采用了，這是由于木板樁易劈裂，因而施工質(zhì)量難以保證。五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

板樁的材質(zhì)：木板樁鋼筋混凝土板樁鋼板樁

在一般的工程中，采用較廣泛的是鋼筋混凝土板樁，其入土深度是根據(jù)地下輪廓布置、防滲長度計算和施工條件來確定的。根據(jù)水閘工程的實踐經(jīng)驗，鋼筋混凝土板樁的最小厚度不宜小于20cm，寬度不宜小于40cm。為了方便鋼筋混凝土板樁的施打，將板樁的端部做成楔形。板樁兩側(cè)設有榫槽，以增加接縫處的不透水性。五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

板樁的材質(zhì)：木板樁鋼筋混凝土板樁鋼板樁

鋼板樁由于其成本較高，一般用于一些大型工程中。五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

板樁與閘室底板的連接方式有兩種，一種是使板樁緊靠底板前緣，頂部嵌入粘土鋪蓋一定深度；另一種是將板樁頂部嵌在底板上游齒墻專門設置的凹槽內(nèi)，為了適應閘室的沉降，并保證其不透水性，槽內(nèi)用可塑性較大的不透水材料（如瀝青）填充。適用于閘室沉降量較大，而板樁尖已插入堅實土層的情況適用于閘室沉降量較小，而板樁尖未插入堅實土層的情況。五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

②齒墻閘底板上下游端一般都設有齒墻，它既能防滲又能增加閘室的抗滑穩(wěn)定性。齒墻的深度一般為0.5~1.5m左右。五防滲及排水設施（一）防滲設施垂直防滲

③地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是一種不用模板在地下建造連續(xù)墻的方法，由于其具有截水、防滲、承重及擋土的作用，近年來被廣泛應用與各類工程中。地下連續(xù)墻的施工方法是：采用專門的挖槽機械，沿著擬定的垂直防滲體軸線，開挖一條狹長的深槽，在槽內(nèi)吊放預制的鋼筋籠，然后用導管法向槽內(nèi)灌注水下混凝土替換槽內(nèi)泥漿，從而筑成一個單元槽段。依此逐段施工，并以適當?shù)慕宇^方式將各單元槽段連接起來，最終形成一道連續(xù)的地下混凝土墻體。五防滲及排水設施（二）排水設施排水設施平鋪式排石鉛垂排水五防滲及排水設施（二）排水設施平鋪式排水排水體

平鋪式排水是一種常用的排水形式，一般采用透水性強的卵石、礫石或碎石等材料平鋪在設計位置。排水石的粒徑為1~2cm，在其下部與地基面間要設置反濾層，防止地基土產(chǎn)生滲透變形。反濾層常由2~3層不同粒徑的石料組成，層面大致與滲流方向正交。五防滲及排水設施（二）排水設施鉛垂排水

鉛直排水指排水井，它常用于地基下有承壓透水層處。將排水井伸入承壓透水層內(nèi)0.3~0.5m，可引出承壓水，達到降壓的目的，從而提高閘室的穩(wěn)定性。六小結與作業(yè)小結：1.防滲排水的設施；2.防滲計算的改進阻力系數(shù)法；作業(yè)：1.簡答：防滲排水的設施有哪些？2.防滲計算作業(yè)。6.5小型水閘閘室布置與構造

課程導入1.指圖道名！水閘的閘室由底板、閘墩、閘門、胸墻、工作橋和交通橋等組成。

目錄

一底板

二閘墩三閘門

四胸墻五工作橋六交通橋七分縫與止水

一底板

底板有什么作用？1.支撐結構，傳遞荷載。底板是閘室的基礎，將水閘上部結構的重量及荷載傳給地基；2.防滲結構，延長滲徑。同時作為地下輪廓線的組成部分，降低通過地基的滲透水流的滲透坡降，防止地基受滲透水流作用可能產(chǎn)生的滲透變形；3.保護渠底，免受沖刷。并保護地基免受水流的沖刷。

一底板底板的結構類型：

閘底板的結構型式常用的是平底板。

平底板按其與閘墩的連接方式，可以分為整體式和分離式兩種。

一底板整體式底板：特征：橫縫設在閘墩中間，閘墩和底板澆筑成整體的稱為整體式底板。它是閘室的基礎部分，能夠?qū)⑸喜拷Y構的重量及荷載傳遞給地基，使地基應力趨于均勻。適用：整體式平底板一般用于地基條件較差的情況。

一底板

底板長度：整體式底板順水流方向的長度應根據(jù)上部結構布置、閘室抗滑穩(wěn)定和基底應力分布較均勻等要求而定。當上下游水位差越大，地基條件越差，則底板越長。初步擬定底板長度L時，對砂礫石地基可取（1.5~2.0）△H；砂土和砂壤土地基可取（2.0~2.5）△H；粘壤土地基可取（2.0~3.0）△H；粘土地基可取（2.5~3.5）△H。整體式底板：

一底板

底板厚度：閘底板的厚度必須滿足強度和剛度的要求。對于大、中型水閘，閘室底板的厚度可取閘孔凈寬的1/5~1/8，一般為1.0~2.0m，不宜小于0.6m，但是對于小型水閘可薄至0.3m。整體式底板：

二閘墩

特征：用縫將底板與閘墩分開，底板與閘墩在結構上互不傳力。底板只起防滲和防沖的作用，而閘室上部結構的重量及外荷載直接由閘墩傳給地基。因此，底板的厚度只需滿足在揚壓力的作用下，自身的重力能保證其穩(wěn)定性，厚度較整體式底板薄。分離式底板：

材料：底板材料可用混凝土，對于小型水閘也可采用漿砌塊石。若用漿砌塊石時，需在塊石表面上澆筑一層厚度約為15cm的混凝土，主要起平整表面、防沖和防滲作用。

適用：地質(zhì)條件較好的堅實地基。

二閘墩

1.閘墩的作用：分隔閘室，同時支承閘門、胸墻、工作橋及交通橋等上部結構。

2.閘墩長度：閘墩的長度應滿足上部結構的布置要求，一般等于底板的長度，有時也可小于底板的長度。

二閘墩

3.閘墩形狀：閘墩的上游墩頭常采用半圓形，半圓形墩頭的水流條件好，施工方便；下游墩頭多采用流線形，有利于水流擴散，而小型水閘的下游墩頭也有做成矩形的。

二閘墩

4.閘墩厚度：平面工作閘門的閘墩門槽處不宜小于0.4m，對于小型水閘可取0.2m，墩中分縫的縫墩厚度一般大于中墩。而弧形工作閘門沒有門槽，因此閘墩可以采用較小的厚度。平面閘門的門槽尺寸應根據(jù)閘門尺寸確定。一般工作門槽的深度約為0.2~0.3m，門槽寬度約為0.5~1.0m；檢修門槽的深度約為0.15~0.20m，寬