水工建筑物复习纲要(武汉大学)

水工建筑物复习纲要（下）lZD

? 第十章 水闸

一、水闸的功用

（1）水闸的定义

一种用闸门来控制流量 、调节水位的低水头水工建筑物。

（2）水闸的功用

? 主要功用：控制闸前水位，调节过闸流量，发挥挡水、泄水、取水等作用。

? 其他功用：防洪、排涝、挡潮，以及供水、发电、灌溉、航运等作用。

二、水闸的工作特点

（一）水闸与溢流坝段的比较

相似点：

大多都建在主河道上，都起挡水和泄水的作用 。

不同点：

? （1）溢流坝大多建在山区河流上，堰体高，上游水位高，形成水库，一般属于高水头建筑物；水闸大多建在平原河床上，堰体低，上游水位低，不能形成水库，属于低水头建筑物。

? （2）溢流坝闸门主要在泄洪时开启，因工作水头较高，一般采用挑流消能，下游消能情况简单；水闸闸门经常开启，泄流量多变，一般采用底流消能，下游消能情况复杂。

? （3）溢流坝必须建在岩基上；水闸也有的建在基岩上，但大多数建在平原河床的软基上。

（二）水闸的特点

建在平原河床软基上的水闸有如下特点：

（1）水的方面

（a）闸室稳定问题

? 上下游水头差形成的水压力。

? 在水的推力作用下，闸室在自重和水重的作用下必须维持自身的稳定。

? 包括整体抗滑稳定和结构构件稳定（如底板、闸墩、胸墙等构件的稳定）。

（c）高速水流问题

? 消能难度较大

水闸在开闸泄水时，下泄的高速水流具有较大的能量，可能对河床和河岸产生不利冲刷。

水闸泄水消能的最危险工况，不一定发生在最大泄流量时。因此，给消能设计带来较大的复杂性和不确定性。

? 可能形成折冲水流

（2）地基方面

（a）平原地区土基的特点：

? 土层分布复杂，可能夹有压缩性大、承载能力低、抗震强度差的软土；

? 可能含有结构松散、易于液化、抗冲能力低的粉砂或细砂层；

? 抗冲刷能力差，允许渗透坡降低，对防渗、消能不利。

（b）软土地基对闸室本身的稳定和沉降将带来严重的影响，因此，在水闸设计时，应：

? 采用适当措施，进行地基处理；

? 适当控制渗流；

? 加强消能防冲措施。

（3）结构方面

水闸的闸室结构与大体积的重力坝或散粒体的土坝有较大差别。

（a）构件方面

? 水闸由闸墩、底板、胸墙等薄壁构件组成的空间结构体系，因此对闸室构件在强度和刚度方面均有一定要求。

（b）受力方面

? 闸室整体结构和某些构件受力条件复杂，承受水压力、自重、地基反力等不同性质的荷载。