水闸的概念及计算
第八章 水 闸
§8-5 闸室的布置和构造 教学内容
底板、闸墩、工作桥、交通桥 一、底板
按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。 河宽、孔多。需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔）
按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离
式
● 整体式
闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。（也有闸室底板中间分缝的）
底板形式
?
??
???--kpa 4030较差，箱式底板：地基承载力实心底板适用于松散地基，地震烈度较高的地区 ● 分离式
单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开
适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。
底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。
二、闸墩
材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。
作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。
材料：砼或浆砌石。
外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小，以加大过水能力。
分方形、三角形、半圆形、流线形。
高程：上游高出最高水位并有一定超高。 长度：与闸底板顺水流长度相同。
上、下游侧：铅直或10:1～５:1竖坡。
闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门 槽颈部厚度。
门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5～1.0
缝墩：1.2～1.5
检修门槽与工作门槽之间须保持1.5 ～2.0m 净距。 胸墙与检修门槽之间也应留足1.0m 以上的间距。 三、闸门
检修门---平门----位置：上游侧
工作门--
弧门平门
--位置：
① 上游侧
②下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。 四、胸墙
固定式、活动式
作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。
布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前---止水结构复杂，易于磨
损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损?
顶高程：顶与闸墩齐平。 底梁梁底高程：
满足堰流的要求，堰顶高程
＋堰顶下游水深＋ (0.2m)。 厚度：不小于0.15～0.2m 结构形式：板式、梁板式。 支撑方式：固接、简支 五、交通桥及工作桥
交通桥????
??稳定（葛洲坝），利用水重，帮助闸室有时设在水闸上游一侧一般设在水闸下游一侧 工作桥：安装启闭设备
再加
1.0～1.5m 可低些，但亦应大于1.7高为平面直升门高的70低得多。
六、分缝方式及止水设备
1.分缝
水闸沿垂直水流方向每隔一定距离，必须设置沉降缝予以分开，以免闸室因地基不均匀沉降及伸缩变形而产生裂缝。缝的间距岩基上不宜超过20m ，土基上不宜超过35m ，缝宽2～3cm 。
除了闸室分缝外，凡相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方，都需设缝分开。如在铺盖与水闸底板连接处、翼墙与边墩及铺盖连接处、消力池底板与闸底板、翼墙连
I —I
接处都要设沉降缝，当混凝土铺盖及消力池底板面积较大时，也要设沉降缝。
2.止水。
凡具有防渗要求的缝，都应设止水。按照止水设备的方向，有铅直止水和水平止水两种。前者设在缝墩中、边墩与翼墙之间以及各段翼墙之间等。后者设在铺盖、消力池底板与闸底板、翼墙之间，闸底板与铺盖、消力池底板间的分缝处等
1）止水形式
垂直止水----闸墩（缝墩）中的边墩与岸墙之间的、岸墙与翼墙之间的接缝、以及翼墙的分段缝。
水平止水-----铺盖与底板之间；铺盖与两侧翼墙底板之间；底板分缝隙段；砼或混凝土铺盖的分坝缝；闸后护坦与闸底板之间的分缝；护坦与翼墙之间的接缝；护坦分坝缝。
2）止水设备
垂直止水设备一般都设在靠近上游挡水面处（临水面0.2 ~ 0.5m）止水设备上游部分的缝应该是不透水的，下游宜保持通畅，此外，止水设备应防止两个相邻构件之间因发生相对垂直位移而被撕裂。
水平止水多布置在距上面0.2 ~ 0.3m处，在缝下面铺设2 ~ 3层油毛毡或沥青片。
材料：紫铜片、塑料止水带、橡皮止水带
缝与止水平面位置示意图
§8-6 闸室稳定分析、沉降校核及地基处理
教学内容
闸室稳定分析、沉降计算、地基处理 教学重点
闸室稳定分析
一、闸室稳定分析
闸室应在任何情况下（施工、竣工、运用、检修）都是稳定的。 1、竣工期（地基受到的压力最大） （1）沉陷问题：
a 、过大的（均匀）沉陷—堰顶高程降低，达不到设计要求；
b 、不均匀沉陷：闸顶倾斜，甚至断裂
（2）压力过大：地基受到压力过大，结构受到破坏，失去稳定性。 2、运用期（或检修期）同时受到重力和水平力的作用
a 、表面滑动：当底板与地基之间垂直压应力б较小时，在水平推力作用下，闸室底板有可能沿地基表面发生滑动，称为表面滑动
b 、深层滑动：当作用与地基上的铅直荷载较大时，可能连同一部分地基土体一起滑动，称为深层滑动
计算取一个闸室单元为验算对象（以缝为界，单元可能是一孔、两孔、三孔）。
（一）荷载及其组合
闸室所受的主要荷载：自重、水重、水平水压力、扬压力、波浪压力、地震力、泥沙压力。
地震力按拟静力法计算
浪压力：波浪要素（波高、波长、周期）确定后，按重力坝部分所讲公式进行计算浪压力。
水平水压力：
砼铺盖：b 、d 点的水平水压力强，分别等于该点的扬压力强度（浮托力+渗透压力）b
点之间按直线变化
黏土铺盖：
点的扬压力水头为b h h p H p b b
b a γγ==1
二、闸室的稳定性及其安全指标 闸室稳定性所包含的内容： 1、不致于沿地基面或深层滑动 2、不发生明显的倾斜
3、平均基底压力不大于地基的容许承载力
地基反力分布的不均匀程度（闸室上、下游端地基反力的比值）
闸室的倾斜度也越大值越大，沉降差越大，ησσηmin
max =
三、计算方法 1、验算闸室基底压力
对称闸孔：
A w m ∑=
max
ln σ±AB W
∑6
受力不对称的闸孔：按双向偏心受压公式计算 2、验算闸室的抗滑稳定
闸室产生平面滑动或深层滑动的判别
σu =A γb Btg φ+2C （1+tg φ）
（1）当闸底最大压应力σmax 小于σu ，可只做平面滑动验算 （2）当闸底最大压应力σmax
大于σu ，需作深层滑动核算
计算平面滑动的公式
摩擦公式：
p w f K c ∑∑=
抗剪断公式：
p A
c w tg K c ∑+∑=
00?
抗滑稳定计算的关键，在于合理选用f 、φ0、c 0 提高表层抗滑稳定的措施
（1）将高水位一侧的防渗铺盖适当延长，或将低水位一侧的排水设备适当向高水位一侧延伸，以减小作用在底板上的渗透压力。
（2）将闸室位置适当移向低水位一侧，利用水重。 （3）适当增加齿墙深度，以提高抗滑力。
（4）利用高水位一侧的混凝土铺盖作为阻滑板。（用钢筋和闸室底板可靠的连接起来）
计算公式：)(8.021U W W f S ++=
式中：0.8—考虑土壤变形及连接钢筋拉伸变形等因素。 3、验算闸基的整体稳定
（1）在竖向荷载作用下的地基承载力
（2）在竖向荷载和水平荷载共同作用下，地基承载力核算。 四、沉降校核
土基压缩变形大
均匀沉降：建筑物顶部高程降低，影响正常运行。 不均匀沉降：闸室倾斜、裂缝、止水破坏。 计算沉降的方法：采用分层总和法。（土力学）
沉陷允许值：最大沉降允许值：10-15cm ；最大沉降差值：3-5cm 。 减少不均匀沉降的措施：
（1
先施工，使地基先行预压。
（2）布置要匀称，使min max
σσ（3匀沉陷的要求。
（4某一挡潮排涝闸，闸室分缝距离为36.40m 强闸室刚度后，最大沉降差仅为4.2cm （5（6）进行必要的地基处理，以提高地基承载力
五、地基处理 根据工程实践： 粘性土贯入击数>5 砂性土贯入击数>8 可不做地基处理直接建闸. 常用的处理方法： （一）预压加固
预压堆石高度，应使预压荷重约为1.5～2.0倍水闸荷载，但不能超过地基的承载能力，否则会造成天然地基的破坏。
为了缩短预压施工时间，可在地基中设置塑料排水板，以改善软土地基的排水条件，加快地基固结。塑料排水板间距一般为1～3m ，深度应穿过预压层。 （二）换土垫层 适用情况:软弱粘性土 薄层、浅表----全部挖除 层厚-----采用换土垫层 通常采用砂垫层、壤土垫层
垫层作用：（1）垫层使应力扩散，提高地基的稳定性。 （2）减小地基沉降量
（3）具有良好的排水作用，有利于软土地基加速固结。 设计内容：换砂厚度、宽度、材料、级配等。 （三）桩基础（深基础）
当水闸上部结构重量大，不宜采用上述方法的，可参考桩基。 从施工角度来分：预制桩、钻孔灌注桩 受力特点来分：支撑桩----软土、浅层 摩擦桩----土层很厚 优点：大大提高地基的承载力 缺点：底板与土层分离 （四）沉井基础（深基础）
适用条件：闸下有较厚的软土层，要求闸的基础埋置较深。不适用于闸基下有流沙、蛮
石、树干或表面倾斜较大的岩层。
沉井是一种筒状结构物，可
用浆砌石、砼或钢筋砼制成。
沉井平面尺寸视上部结构
而定，一般只要略大于上部
结构的尺寸即可。
沉井的接缝应置于闸的沉降
缝之下，使上部结构能够适
应下部基础的沉降。
（五）振冲砂石桩
它是利用一个直径为0.3～0.8m，长约2m，下端设有喷水口的振冲器，先在土基内造孔，下管，然后，向上移动，边振动，边沿管向下填注砂石料形成砂石桩。桩径一般为0.6～0.8m，间距1.5～2.5m，呈梅花形或正方形布置。桩的深度根据设计要求和施工条件确定，一般为8～10m。振冲桩的砂石料宜有良好的级配，碎石最大粒径不宜大于5cm。振冲砂石桩适用于松砂或软弱的壤土地基。
（六）强夯法
它是由重锤夯实法发展起来的。用100～400kN重锤从6～25m高处自由落下，撞击土层，每分钟2或3次。该法适用于细砂、中砂和砂壤土等强透水的土层。在透水性差的粘性土地基上，如设置砂井（或排水板），也可收到较好的效果。
（七）爆炸法
在松砂层厚度较大的地基上建闸，可采用爆炸振密法。先在地基内钻孔，孔距约5～6m，沿孔深每隔一定距离放置适量的炸药，利用爆炸力使松砂密实。该法对粗砂、中砂地基比较有效，而对细砂，尤其是粉砂地基，效果较差。爆炸振密深度一般不超过10m。
（八）高速旋喷法
旋喷法是用钻机以射水法钻进至设计高程，然后由安装在钻杆下端的特殊喷嘴把高压水、压缩空气和水泥浆或其他化学浆液高速喷出，搅动土体，同时钻杆边旋转边提升，使土体与浆液混合，形成桩柱，以达到加固地基的目的。
旋喷法可用来加固粘性土及砂性土地基，也可用作砂卵石层的防渗帷幕，适用范围较广。
§8-7 闸室的结构计算
教学内容
底板结构计算、闸墩结构计算 教学重点
底板结构计算的弹性地基梁法 学时
整体计算：用有限元法
分解成若干部件：闸室为空间结构，受力复杂，为简化计算一般将它分解为若干部件（如闸墩、底板、胸墙、桥梁等）分别单独计算，在单独计算时，应考虑它们之间的相互作用。 一、底板的结构计算 （一）整体式平底板
底板支撑在地基上，因其平面尺寸远较厚度为大，可视为地基上的一块板，受力情况比较复杂。目前又只能采用近似的计算方法进行强度分析。
不同的地基情况采用不同的计算方法
1.
所谓弹性地基梁法：认为梁与地基都是弹性体，梁卧置于弹性地基上，梁受荷载发生弯曲变形，地基受压产生沉降，而梁与地基紧密接触，所以他们的变形和沉降是相等的，根据变形协调条件和静力平衡条件，确定地基反力及梁的内力。
土层厚薄不同计算方法有别：
半无限弹性体弹性地基梁法计算步骤：
（1）用偏心受压公式计算闸底纵向（顺水流方向）的地基反力。
AB w
A w ∑±∑=
6max
min σ
A---闸室基地面的面积
B---闸室底板的长度
（2）计算板条及墩条上的不平衡剪力。
由于闸门上下游水位差较大，故以闸门为界，将闸室分为两段，分别在两段的中央取一单宽板条进行分析和计算。
由于闸室上的荷载沿水流方向是有突变的（工作桥设备等只是在闸顶某一局部），而地基反力是连续变化的，故作用在板条和墩条上的力是不平衡的，在墩条和板条的两侧必然作用有剪力Q 1和Q 2，并由Q 1和Q 2的差值来维持板条及墩条上力的平衡，差值ΔQ = Q 1
--
Q 2，称为不平衡剪力。 以下游段为例说明ΔQ
0)(243'
212
221=--++?++L q q q q Q b G b G
由上式可求出ΔQ
若ΔQ 为正，其方向向下 若ΔQ 为负，其方向向上
（3）闸墩及底板的不平衡剪力分配。
分配原则：ΔQ 由闸墩及底板共同承担、各自承担的数值，可根据剪应力分布图面积按比例确定。（需绘剪应力分布图）
对于简单的板条及墩条截面，可直接应用积分法求得：
由材料力学可知，截面上的剪应力T y 为
S
bJ Q
T y ?=
（kpa ）
式中：J---截面惯性矩，（m 4
）
S---计算截面以下（外）的面积对全截面形心轴的面积矩，（m 3
）
b---截面在y 处的宽度，底板处b=L ，闸墩处b=d 1+d 2 m 则板条上的不平衡剪力ΔQ 板
Ldy JL
Qs
Ldy Q e
f
e
f
y ?
??==?τ板
??=E
F Sdy J Q
dy y e y L y e J Q e
f )2()(?-+-?=
??????+-?=
32
331322f f e e J Q 板墩Q Q Q ?-?=?
一般情况，不平衡剪力的分配比例是： 底板约为 10—15%
闸墩约为 85—90% （4）计算基础梁上的荷载
①分配给闸墩的不平衡剪力作为梁的集中力
中墩集中力：
)2(121
211d d d Q b G P +?+=
墩 缝墩集中力：
)2(122
222d d d Q b G P +?+=
墩
②分配给底板上的不平衡剪力化作均布荷载，与其他荷载合并。
L Q q q q q 板
?+
-+=3'
21 底板自重q1的取值：粘性土地基：计算中可采用底板自重的50—100%
砂性土地基：底板对地基影响不大，在计算中可以不计。 （5）考虑边荷载的影响
定义：边荷载是指计算闸段底板两侧的闸室或边墩背后回填土及岸墙作用于计算闸段上的荷载。
影响：边荷载对底板内力的影响，与a.地基土质b.作用的荷载c.荷载的施加程序有关。但施工情况十分复杂，在实际工程中，一般按下述原则考虑：
1）修建计算闸孔段之前，两边相邻闸孔已经完建的情况；如由于边荷载的作用减小了底板内力，则边荷载的影响不予考虑。
如果由于边荷载的作用增加了底板内力，此时在沙土地基中50%的影响，在黏土地基中则要考虑100%的影响。
2）计算闸孔先建，相邻闸孔为后建的情况，由于边荷载使低板内力增加时，必须考虑100%的影响，如由于边荷载作用使底板内力减小时，则在沙土地基中50%的影响，在黏土地基中不考虑其影响。
边荷载影响范围的确定：如果边荷载的分布范围较大，一般可只取等于基础梁的计算长度2L （一个闸室单元的长度）范围内的边荷载来计算就够了。
计算：查边荷载计算表 （6）地基反力及梁的内力计算
当地基梁的荷载确定后，根据2T/L 鉴别所需的计算方式 以下是弹性地基梁郭氏法的计算步骤：
1）首先确定基础梁的柔性指数t （反映梁和地基相对柔软程度的系数）
3
0)(10
h L E E t
式中：E0---- 地基的压缩摸量 E ---- 梁的弹性摸量 L ---- 梁长的一半 H ---- 梁的高度
根据不同的t 值查看相应的郭氏表，当计算所得t 值在表中不能直接查得时，可用与该t 值相近的表格，而无须进行内插。
2）当梁上受到若干个荷载时，可分别计算，然后进行迭加，即可求得地基反力或梁的内力。
内力：底板的剪应力（主拉应力）都较小，可不计算，主要计算M 。 （7）配筋
画出M 包络图 竣工，正常挡水
设计，校核
根据M 图配筋
2、反力直线分布法
假定：地基反力在垂直水流流向均匀分布，顺水流方面按直线分布。
计算步骤：
（1）用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力 （2）确定单宽板条及墩条上的不平衡剪力 （3）将不平衡剪力在闸墩和底板上进地分配 （4）计算作用在底板梁上的荷载 （5）按静定结构计算底板内力 优点：计算简便
缺点：（1）没有考虑底板与地基间的变形协调条件 （2）假定横向地基反力均匀分布与实际情况不符 3、倒置梁法
将闸墩当作底板的支座，其它假定同上。 （二）其它型式的底板
分离式底板的闸孔中间部分一般不进行结构计算。 整体式灌注桩基，仅地基反力由桩承担，其余计算同上。
二、闸墩的结构计算
假定：闸墩作为固接于底板上的悬臂结构
计算内容： a 、闸墩应力 b 、平面闸门槽应力
c 、孤形闸门支座的应力计算。 （一）平面闸门闸墩
计算内容：（1）验算水平截面（主要是墩底）应力（因为墩底应力最大）； （2）门槽应力。 验算情况：
1.运行期：
（1）闸门全部关闭；
（2）一孔全开泄流，邻孔关闭（或局部开启） 2.检修期：一孔检修，邻孔运行。 1.闸墩水平截面上的正应力和剪应力 1）正应力
y
I M x I M A W y y x x
∑±∑±∑=σ （kpa ）
式中：
y
x M M ∑∑...----计算截面以上各力对截面形心轴y 和x 的力矩总和
Ix Iy ----计算截面对其形心轴y 和x 的惯性矩 Y x ----计算点到形心轴沿y 和x 向的距离 2）剪应力
d I S Q x x
x x =
τ （kpa ） （顺水流方向）
d I S Q y y
y y =
τ （kpa ） （垂直水流方向）
式中：
y
x S S .... --- 分别为计算点以外的面积对形心轴
y 和x 的面积矩
d --- 闸墩厚度 B --- 闸墩长度
3）对缝墩或一侧闸门开启另一侧闸门关闭的中墩，各水平力对水平截面形心还将产生扭矩Mt ，位于y 轴边缘的
max T τ
2max 3.0Bd M T
T =
τ
1. 闸槽应力计算
计算闸门槽顶部的应力目前尚无完善的方法，在实际工程中应用有下列几种方法：
1）取门槽下游的闸墩为脱离体，用材料力学方法计算顶部内力（天大教材，第二版）
2）将门槽顶部看作轴心受拉构件，但顶部所受拉力，全由门槽配筋来承担。
3）将门槽顶部看作轴心受拉构件，但顶部所受拉力假定由门槽配筋和下游段闸墩水平截面上的剪力共同承担。
假定：剪应力在上、下水平截面上均匀分布
A A
P A A Q Q P 1
11(=-=）上下 （KN ） 式中：A1 --- 门槽顶部以前闸墩的水平截面面积 A --- 闸墩的水平截面面积
门槽顶部所受拉力P1与门槽的位置有关，门槽愈靠下游，P1愈大，1m 高闸墩门槽顶部所产生的拉应力б为
b p 1
=
σ （kpa ）
式中：p ---门槽顶部宽度
б>砼容许拉力 ---- 按受力情况配筋 б<砼容许拉力 ---- 按构造配筋 (二)弧形闸门闸墩
除计算底部应力外,还应验算牛腿及其附近的应力 弧门支撑铰座布置形式:1.在闸墩上直接布置铰座
2. 铰座布置在伸出于闸墩体外的牛腿上
§8-8水闸与两岸的连接建筑
教学内容：
连接建筑物的作用、形式、布置
学时：
一、连接建筑物的作用
组成:上、下游翼墙和边墩（或边墩和岸墙）有时还设有防渗刺墙
作用：1）挡住两侧填土，维持土坝及两岸的稳定
2）上游翼墙主要用于引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，减少冲刷。
3）保护河床（或Array土壤）边坡不受过闸水流
冲刷
4）控制通过闸
身两侧的渗流，防止河岸
或与之相连的土坝的渗流
变形。
5）在软弱地基上，
设有独立的岸墙时，可以减
少两岸沉降对闸身应力的影
响。
在水闸工程中，两岸相
连建筑物的造价可占工程总造价的15—40%，闸孔愈少，所占比重愈大。
二、连接建筑物的形式与布置：
（一）边墩和岸墙
1）边墩直接与堤岸连接：闸基较好，闸高不大，孔数少时
2）边墩直接与堤岸连接，但边墩与底板设有沉降缝，闸身较高，边墩自重及其背后土重都较大时，设缝后，受力状态有所改善。
边墩形式：重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式连、拱空箱式
3）在边墩背后加设专门的挡土岸墙，边墩与岸墙三者之间用分缝分开，这样边墩不承受侧向土压力，减少闸基与两岸不均匀沉降的影响。
岸墙形式：悬臂式、扶壁式、空箱式、连拱式
岸墙与边墩结合适用：闸室H<6M，地基承载力较大
岸墙与边墩分开适用：闸室较高，孔数较多地基软弱
岸墙部分挡水适用：闸室较高而地基承载力又较低
（二）翼墙
上游翼墙作用：
1）挡土 2）引导水流平顺入闸室3）起防渗作用 4）保护两岸或土坝边坡不受
过闸水流的冲刷
下游翼墙作用：
1）挡土 2）引导水流出闸后均匀扩散，避免出现不利流态上下游翼墙五种形式：
反翼墙、扭曲面翼墙、斜降翼墙、
圆弧翼墙、斜坡式翼墙
1）曲线式：圆弧、反翼墙
2）扭曲面式
3）斜降式（八字形）高度随其向上、
下游延伸而逐渐降低，到末端与河床
平齐。
三、连接结构物的防渗设计
绕流渗透或侧向绕流
防渗排水设计总原则：滞渗与导渗相结合
§8-9其他形式的水闸--橡胶坝
橡胶坝适用于低水头、大跨度的闸坝工
程，橡胶坝的高度一般不高于6.0m，单跨长度
一般为50～100m。主要用于：灌溉、防洪和
改善环境
一、橡胶坝的类型
橡胶坝按充胀介质可分为充水式、充气
式。
充水橡胶坝在坝顶溢流时袋形比较稳定，
过水均匀，对下游冲刷较小；由于气体具有较大
的压缩性，充气橡胶坝在坝顶溢流时，出现凹口
现象，水流集中，对下游河道冲刷较强。在有冰
冻的地区，充气橡胶坝内的介质没有冰冻问题；
充水橡胶坝不具备这一优点。充气橡胶坝气密性
要求高；充水橡胶坝这方面的要求相对低些。
橡胶坝按岸墙的结构型式可分为直墙式
和斜坡式。
二、橡胶坝的组成
橡胶坝由上游连接段、橡胶坝段、下游连
接段和橡胶坝控制系统等四部分组成
橡胶坝主要依靠坝袋内的胶布来承受拉
力的，橡胶保护胶布免受外力的损害，根据坝的
高度不同，可以选择一布二胶、二布三胶和三布
四胶，采用最多的是二布三胶；
三、设计参数
橡胶坝袋的设计参数包括：坝高（H1）、内压水头（H0）、内压比（α）、上游坝面曲线段长度（S１）、下游坝面曲线段长度（S）、上游贴地段长度（n）、下游贴地段长度（X0）、坝袋有效周长（L0）、坝袋单宽容积(V)。
四、坝基设计：
1 设计坝高H1
设计坝高（H 1）为坝顶高程与堰顶高程之差，坝顶高程宜高于上游正常水位0.1～0.2m 。 2 内压水头H 0
内压水头H 0为橡胶坝坝内的压力水头，水头越高，坝袋的周长越短，径向拉力越大。 3 设计内压比α
α = H 0 / H 1 （7-53）
设计内压比α值的选用应经技术经济比较后确定，充水橡胶坝内外压比值宜选用1.25～1.60；充气橡胶坝内外压比值宜选用0.75～1.10。
4 上游贴地段长度n
（7-54）
5 下游贴地段长度X 0
X 0的计算公式比较复杂，可以参照《橡胶坝技术规范》SL227-98的附录B ，一般的可以查表8-14进行计算确定；
6 上游坝面曲线段长度S １、下游坝面曲线段长度S 和坝袋有效周长L 0
上游坝面曲线段长度S １和下游坝面曲线段长度S 可以查表8-14进行计算确定，坝袋有效周长L 0 (不包括锚固长度)与锚固类型有关，
对于单锚固： L 0=S 1+S+n+X 0 对于双锚固： L 0=S 1+S 双锚固的底垫片有效长度(不包括锚固长度) l 0= n+X 0 7 坝袋单宽容积V (m 2)
坝袋单宽容积查表8-14进行计算确定。 五、坝袋选择
1 坝袋径向计算强度
坝袋径向强度可以按下式计算，也可以查表7-14进行计算，但要注意单位。
T =γ(α-0.5)H 12/2
式中： T ——坝袋径向计算强度，kN/m ；
γ——水的容重，kN/m 3； α——设计内压比； H l ——设计坝高，m 。
2 坝袋径向设计强度
根据《橡胶坝技术规范》SL227-98：“坝袋强度设计安全系数充水坝应不小于6.0，充气坝应不小于8.0。”的规定，对于充水坝坝袋径向设计强度应满足
T 设≥6T
3 坝袋纬向设计强度
从理论上讲，坝袋纬向是不受力的，但由于实际运行中坝袋的摆动，施工的误差，在坝袋的纬向肯定会产生一定的作用力，但目前还没有一种比较准确的计算方法，只能用一种经验的和近似的方法。根据试验结果分析，堵头式橡胶坝纬向设计强度可按径向设计强度的0.5倍选取。橡胶坝坝体纵断面采用梯形或矩形布置，在边墙、边坡采用压板锚固时，纬向设计强度取用径向设计强度的0.8～1.0倍。
坝袋选择的步骤：首先计算出坝袋的设计强度，然后根据设计强度的要求选择胶布的型号和层数，最后确定各层橡胶的厚度和坝袋的总厚度。
1
)1(21
H n -=α
六、锚固方式
橡胶坝锚固的作用，是用锚固构件将坝袋胶布固定在承载底板和端墙（或边坡）上，形成一个封闭袋囊。因此，锚固是橡胶坝能否稳定起到挡水作用的关键部位，其构件必须满足设计的强度和耐久性，达到牢固可靠和严密不透水的要求。
锚固按锚固线布置分单锚固线和双锚固线两种。
锚固按结构型式可分为螺栓压板锚固、楔块挤压锚固以及胶囊充水锚固三种。
1、
单线锚固和双线锚固
2、 螺栓压板式锚固 组成。
按使用的压板材料分为不锈钢、普通钢、铸铁和钢筋混凝土压板等。为防止锈蚀，螺栓应用不锈钢材料，若用普通钢应经过防锈蚀处理，如镀锌等。因精制螺栓在运用中易于滑扣，应采用粗制螺栓较好。 3、 楔块挤压式锚固 楔块挤压式锚固系由前
楔块、后楔块和压轴组成，见图8-66（a ）。锚固槽有靴形和梯形两种，施工时用压轴将
坝袋胶布卷塞入槽中。用楔块挤紧。 4、 胶囊充水锚固
胶囊充水锚固是用胶布做成胶囊，胶囊内充水或充气将坝
袋挤紧，充水胶囊制造全部由厂家完成，拆装方便，止水性好。
七、橡胶坝充排水方式
坝袋的充排水方式有两种，即动力式、混合式。所谓动力式，即坝袋的充、坍完全利用水泵进行；混合式即坝袋的充、坍部分利用水泵来完成，部分利用现有工程条件自充或自排。
橡胶坝充排水系统由管道系统、水泵机组、水帽、闸阀和辅助设备等组成。 1、 管道的直径按下式计算：
管道中的流速按下述原则选取：进水管中的流速宜取1.2～2m/s ；充排水管、出水管中的流速宜取2～5m/s ；超压溢流管的管道直径应与充排水管的管道直径相同。
2、 水泵设计流量的确定
水泵的选型应根据坝的规模、充（坍）坝时间及拟定的系统确定水泵的流量。
水泵的流量按下式计算：
（a ）楔块挤压式锚固示意图 （b ）楔块锚固计算图
Q＝V/nt
式中Q——计算的水泵所需最小流量，m3/h；
V——坝袋充水容积，m3；
n——水泵台数；一般不应少于2台；
t——充坝或坍坝所要求的最短时间，h（小时）。
3、水泵设计扬程的确定
水泵的扬程应根据管道的布置分别计算充坝或坍坝时所需的水压力：
H B＝（▽1－▽2）＋△H
式中H B——水泵所需的扬程，m；
▽1——水泵出水管管口高程，m；当出水管直接向坝袋充水时，则
▽1＝αH1＋▽3 α，坝袋内压比；H1，坝高；▽3，坝底板高程；
▽2——水泵进水管最低水位，m；
△H——水泵进水管、充排水管和出水管等管道系统的水头损失总和，m。
根据上述确定的水泵流量和扬程，参照水泵的样本即可选用合适的水泵。
水工建筑物课程设计水闸设计计算说明书
《水工建筑物》课程设计 水闸设计计算说明书 姓名： 专业：水利水电工程 指导老师： 云南农业大学水利学院 2016.12 目录 一、基本资料........................................ 错误!未定义书签。 1.1设计依据.................................... 错误!未定义书签。 1.2设计要求.................................... 错误!未定义书签。 二、设计计算........................................ 错误!未定义书签。 2.1水闸形式及孔口尺寸的拟定.................... 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 2.2消能防冲设计................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 三、防渗设计........................................ 错误!未定义书签。 3.1地下轮廓的设计.............................. 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。
水闸闸室的布置与构造
第五节闸室的布置与构造 一．闸室结构布置 1.闸室结构 2.闸顶高程，闸槛高程 3.闸孔总净宽，闸孔孔径 4.底板型式、厚度、顺水流向长度、垂直水流方向分段长度 5.闸墩型式、厚度、长度 6.闸门型式、启闭机型式 7.胸墙结构 8.工作桥、检修便桥、交通桥 二.底板： ⒈型式 （1）按底板与闸墩的连接方式分 整体式：闸墩和底板浇筑成整体，有分段缝时缝设在闸墩上。 →底板是传力结构，将荷载较均匀地传给地基。闸室整体性较好，适用于松软地基。 分离式：底板与闸墩用沉陷缝分开。 →闸墩传力，底板仅防渗抗冲，一般适用于岩基或压缩性小的土基。 （2）按底板的结构型式分 平底板 反拱底板 空箱式底板等 整体式平底板用得最广泛。
图9-18 底板型式 ⒉布置 （1）整体式平底板 材料：（钢筋）混凝土 高程：考虑运用、经济和地质条件确定 顺水流方向长度：需满足稳定、强度及上部结构布置要求，一般与闸墩长度相同 厚度：根据地基条件、作用荷载和闸孔净宽等因素，满足强度和刚度要求 垂直水流方向分段长度： （2）分离式底板 材料：混凝土或浆砌石 厚度：满足自身稳定要求 三.闸墩： ⒈材料：混凝土（小型工程常用浆砌块石） ⒉闸顶高程： 闸顶高程通常指闸室胸墙或闸门挡水线上游闸墩和闸墙的顶部高程。应根据挡水和泄水两种运用情况确定。 挡水时闸顶高程不低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应安全超高值之和； 泄水时闸顶高程不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。
水闸安全超高下限值（m）： 位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（挡潮）堤堤顶高程。 ⒊长度：与底板长度相同或比底板长度稍短，取决于上部结构布置和闸门型式。 ⒋厚度：根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求和施工方法等确定，平面闸门闸墩门槽处不宜小于0.4m。 ⒌外形：应使水流平顺、侧向收缩小，过流能力大。 图9-19 闸墩布置示意图 四．闸门 ⒈宽度：与孔口一致 ⒉露顶式闸门顶部在可能出现的最高挡水位以上应有0.3~0.5m的超高。 ⒊型式：最常用的有平面闸门和弧形闸门。 ⒋布置：要考虑对闸室稳定、闸墩和地基的应力以及对上部结构布置的影响。
水闸渗透计算
【例4-1】 某水闸地下轮廓布置及尺寸如图4-28所示。混凝土铺盖长10.50m ，底板顺水流方向长10.50m ，板桩入土深度4.4m 。闸前设计洪水位104.75m ，闸底板堰顶高程100.00m 。 闸基土质在高程100.00～90.50m 之间为砂壤土，渗透系数K 砂=2.4×10-4 cm/s ，可视为透水层，90.50m 以下为粘壤土不透水层。试用渗径系数法验算其防渗长度，并用直线比例法计算闸底板底面所受的渗透压力。 （一）验算地下轮廓不透水部分的总长度（即防渗长度）。 上游设计洪水位104.75m ，关门挡水，下游水位按100.00m 考虑，排水设施工作正常。根据表4-2，可知砂壤土的渗径系数0.5=C ，作用水头为 ()m 75.400.10075.104=-=?H 故最小防渗长度为 ()m 75.2375.40.5=?=?=H C L 地下轮廓不透水部分的实际长度为 4.42 5.17.0 6.0414.15.08.7414.15.06.09.0?++++?++?++=实L 2、3 ……、17 依次按实际间距标于线上。 2. 在此直线的起点作一长度为作用水头 4.75m 的垂线 1-1′, 并用直线连接垂线的顶点 1′与水平线的终点17 。1′~17 即为渗流平均坡降线。
3. 在各点作水平线的垂线与平均坡降线相交，即得各点的渗透压力水头值。准确的渗压水头值可用比例公式计算求得。 4. 将1、2、3、……、17 各点的渗压水头值垂直地画在地下轮廓不透水部分的水平投影上，用直线连接各水头线的顶点，即可求出铺盖和底板的渗压水头分布图[ 图 4-28 (c ) ] 。 【例4-2】 用改进阻力系数法计算例4-1中各渗流要素。 （一）阻力系数的计算 1.有效深度的确定 由于 )m (5.205.10100=+=L ， )m (0.600.9400.1000=-=S ，故 542.30 .65.2000<==S L ，按式（4-19）计算e T )m (5.95.9000.100m 72.13242.36.15 .20526.150 00=-=>=+??=+= T S L L T e 故按实际透水层深度m 5.9=T 进行计算。 2.简化地下轮廓 将地下轮廓划分成十个段，如图4-29（a ）所示。 3.计算阻力系数[ 图4-29（b ）] （1）进口段：将齿墙简化为短板桩，板桩入土深度为0.5m ，铺盖厚度为0.4m ，故)(9.04.05.0m S =+=，m T 5.9=。按表（4-3）计算进口段阻力系数01ξ为 48.044.05.99.05.144.05.12 /32 /301=+? ? ? ???=+?? ? ???=T S ξ （2）齿墙水平段：021==S S ，m 6.0=L ，m 6.8=T ，按表（4-3）计算齿墙水 平段阻力系数1x ξ为 ()07.06 .86 .07.0211==+-= T S S L x ξ （3）齿墙垂直段：m 5.0=S ，m 1.9=T 。按表（4-3）计算齿墙垂直段的阻力系数 1y ξ为 06.01.95.014ctg ln 214ctg ln 2 1 =?? ? ??-=??? ??-= ππππξT S y （4）铺盖水平段：m 5.01=S ，m 6.52=S ，m 75.10=L ，按表（4-3）计算铺盖 水平段阻力系数2x ξ为 ()()71.01 .96.55.07.075.107.0212=+?-=+-= T S S L x ξ （5）板桩垂直段：m 6.5=S ，m 1.9=T ，根据表（4-3），板桩垂直段阻力系数2y ξ为
某水闸设计计算书
一、基本资料 1.水位 水闸计洪水位2.96m (P=1%) 堤防设计洪水位2.88m (P=2%) 历史最高洪水位2.60m 内河最高控制水位1.30m 内河设计运行水位-0.30m 2 工程等级及标准 联围为2级堤围，其主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。 3风浪计算要素 计算风速根据《河道堤防、水闸及泵站水文水利计算》中“相应年最高潮位日的最大风速计算成果表”查得为V=36m/s(P=2%)。 吹程在1：500实测地形图上求得D=300m 闸前平均水深H m=6.0m 4地质资料 根据××××××××××××院提供的《**水闸工程勘察报告》。
5地震设防烈度 根据《×××省地震烈度区划图》，*属7度地震基本烈度地区，故×××水闸重建工程地震烈度为7度。 6规定的安全系数 对于2级水闸，规范规定的安全系数见下表1.6-1。
二、基本尺寸的拟定及复核 2.1抗渗计算 2.1.1渗径复核如下图拟定的水闸底板尺寸： 如下图拟定的水闸底板尺寸： L=0.5+0.7*2+6+0.5+0.5+1.3+0.5+0.76*2+16.4+0.5 +1.3+0.7*2+0.5+0.7*2+6+0.5+0.5=40.72m 根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.3.2条表4.3.2,×××水闸闸基为换砂基础，渗径系数取C=7则：设计洪水位下要求渗径长度： L=C△H=7×[2.96-（-0.30）]=22.82m ∴L实〉L
∴满足渗透稳定要求。 2.2闸室引堤顶高程计算 闸侧堤顶高程按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）中的有关规定进行计算。其公式为： A e R Y ++= }] )(7.0[13.0)( 0018.0{])(7.0[0137.0245 .027.022 V gd th V gF th V gd th V H g = 5.02)V (9.13H g V T g = L d th T g L ππ222 = βcos 22gd F KV e = H R K K K R O P V p △= 式中：Y —堤顶超高（m ）。 R —设计波浪爬高（m ）。 e —设计风壅增水高度（m ）。 A —安全超高（m ）。 H —平均波高（m ）。 T —平均波周期（s ） 。
水闸设计及闸室稳定计算
[附录一：泄洪冲砂闸及溢流堰的水力计算 1.1设计资料： 根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节，平时来水量仅占全年来水量的10%；河水中泥沙含量较大尤其是伴随洪水中的泥沙较多；再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适，因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m。 根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰，堰顶高程1852.40m，过闸水流 流态为堰流。汛期通过闸室的设计洪水流量Q 设=1088m3/s,校核洪水流Q 校 =1368 m3/s。 因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式： δ- 为淹没系数，取为1.0； m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385； ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头； b—闸门净宽； 来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部分共同承担，这样可减去一部分闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰。 初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+（0.2—0.3m）=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m 采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位：先假设一个水位，用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量，二者相加等于实际流 接近计算工作情况下的洪水流量时，该水位就为所求。因为泄洪冲砂闸为宽顶堰 所以尺寸拟定用堰流公式：
δ- 为淹没系数，取为1.0 m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385；计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰m=0.3. ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头。 b—闸门净宽 计算结果如附表1-1，1-2 （a）设计洪水情况下：洪水流量Q=1018 m3/s。 （b）校核洪水情况下：洪水流量Q=1368 m3/s 经过计算泄洪冲砂闸净宽96m，溢流堰长度95m，设计洪水位1855.8m校核洪水位1856.30m。 泄洪冲砂闸净宽为96m，每孔取净宽8m，边墩宽0.8m ,中墩宽1.0m缝墩1m。
水闸计算案例
xxxx防洪挡潮闸重建工程 水工结构设计计算书 审核： 校核： 计算：
目录 一、基本设计资料 (1) 1.1 堤防设计标准 (1) 1.2 水闸设计标准 (1) 1.3 特征水位 (1) 1.4 结构数据 (2) 1.5 水闸功能 (2) 1.6 地基特性 (2) 1.7 地震设防烈度 (3) 二、闸顶高程计算 (4) 2.1 按《水闸设计规范》中的有关规定计算闸顶高程 (4) 2.2 按《堤防工程设计规范》中的有关规定计算堤顶高程 (5) 2.3 闸顶高程计算结果 (7) 2.4 启闭机房楼面高程复核计算 (8) 三、水闸水力计算 (9) 3.1 水闸过流能力复核计算 (9) 3.2 消能防冲计算 (11) 四、渗流稳定计算 (21) 4.1 渗流稳定计算公式 (21) 4.2 闸侧渗流稳定计算 (22) 4.3 闸基渗流稳定计算 (24) 五、闸室应力稳定计算 (28) 5.1 计算工况及荷载组合 (28) 5.2 计算公式 (29) 5.3 计算过程 (31) 5.4 计算成果及分析 (31) 六、闸室结构配筋计算 (32) 6.1 基本资料 (32) 6.2 边孔计算 (33) 6.3 中孔计算 (50) 6.4 胸墙计算 (50) 6.5工作桥配筋及裂缝计算 (52) 6.6 闸门锁定座配筋及裂缝计算 (53) 6.7 水闸交通桥面板计算 (56) 七、翼墙计算 (57) 7.1 计算方法 (57)
7.4 计算成果 (59) 7.5 配筋计算 (59) 八、其他连接挡墙计算 (60) 8.1 埋石砼挡墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (60) 8.2 埋石砼挡墙基础处理 (61) 8.3 中控楼浆砌石墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (62) 九、上下游护岸稳定计算 (63) 9.1 计算断面的选取与假定 (63) 9.2 计算工况 (63) 9.3 计算参数 (63) 9.4 计算理论和公式 (64) 9.5 计算过程（具体计算详见堤防设计计算书案例） (65) 9.6 计算结果 (65) 十、施工围堰计算 (66) 10.1导流级别及标准 (66) 10.2围堰顶高程确定 (66) 10.3围堰稳定计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (67) 十一、基础处理设计计算 (69) 11.1 闸室基础处理设计计算 (69) 11.2 翼墙基础处理设计计算 (73) 十二、闸室和翼墙桩基础配筋计算 (75) 12.1 计算方法 (75) 12.2 计算条件 (75) 12.3 第一弹性零点到地面的距离t的计算 (75) 12.4 桩的弯距计算 (76) 12.5 桩顶水平位移Δ计算 (76) 12.6 配筋计算 (76) 12.7 灌注桩最大裂缝宽度验算 (78)
水闸的概念及计算
第八章水闸 § 8-5 闸室的布置和构造 教学内容 底板、闸墩、工作桥、交通桥 、底板 按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制） 河宽、孔多。需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔） 按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离 式 整体式 闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。 （也有闸室底板中间分缝的） 底板形式 实心底板 箱式底板：地基承载力较差,30 40kpa 适用于松散地基，地震烈度较高的地区 分离式 单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分 开 适用：坚基，紧密的地基上，不会产 生不均匀沉降。 底板顺水流方向的长度：满足上部结 构布置，结构强度和抗滑稳定要求。 材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。 作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。 材料：砼或浆砌石。 外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小, 以加大过水能力。 分方形、三角形、半圆形、 流线形。 高程：上游高出最高水位并有一定超高。长 度：与闸底板顺水流长度相同。 上、下游侧：铅直或10:1?5 :1竖坡。 闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门 槽颈部厚度。 门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5?1.0
缝墩：1.2?1.5 检修门槽与工作门槽之间须保持 胸墙与检修门槽之间也应留足 三、 闸门 检修门---平门----位置：上游侧 平门 工作门--弧门--位置： ① 上游侧 ② 下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。 四、 胸墙 固定式、活动式 作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。 布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前 ---止水结构复杂，易于磨 损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损？ 顶高程：顶与闸墩齐平。 底梁梁底高程： 满足堰流的要求，堰顶高程 +堰顶 下游水深+ （0.2m ）。 厚度：不小于 0.15?0.2m 结构形式：板式、梁板式。 支撑方式：固接、简支 五、交通桥及工作桥 一般设在水闸下游一侧 交通桥 有时设在水闸上游一侧，利用水重，帮助闸室 稳定（葛洲坝） 工作桥：安装启闭设备 初步确定桥高时，平面门可取门高的二倍 再加1.0?1.5m 的超高值，并满足闸门能从闸门 中取出检修的要求。若用活动式启闭机，桥高 可低些，但亦应大于1.7倍门高。升卧闸门的桥 高为平面直升门高的70%。弧形门则视闸门吊 点位置等情况而定，一般要比平面门的工作桥 低得多。 六、分缝方式及止水设备 1.分缝 水闸沿垂直水流方向每隔一定距离， 必须设置沉降缝予以分开， 以免闸室因地基不均匀 沉降及伸缩变形而产生裂缝。 缝的间距岩基上不宜超过 20m ，土基上不宜超过 35m ，缝宽2? 3cm 。 除了闸室分缝外，凡相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、 面积较大的地方，都需设缝分 开。如在铺盖与水闸底板连接处、翼墙与边墩及铺盖连接处、 消力池底板与闸底板、翼墙连 1.5? 2.0m 净距。 1.0m 以上的间距。
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力及结构计算计算说明书 审查 校核 计算 ***市水利电力勘测设计院 2011 年 08 月 29日
1、水闸过流能力复核计算 水闸的过流能力计算对于平底闸，当为堰流时，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A.0.1规定的水力计算公式： 23 02H g b m Q s εσ= 22 '02?g bh Q h H c c ? ?? ? ??+= 40 01171.01s s b b b b ???? ? ? - -=ε 式中：B 0—— 闸孔总净宽，（m ）； Q ——过闸流量，（m 3/s ）； H 0——计入行进流速水头的堰上水深，（m ）； h s ——由堰顶算起的下游水深，（m ）； g ——重力加速度，采用9.81，（m/s 2）； m ——堰流流量系数，采用0.385； ε——堰流侧收缩系数； b 0——闸孔净宽，（m ）； b s ——上游河道一半水深处的深度，（m ）； b ——箱涵过水断面的宽度，m ； h c 进口断面处的水深，m ； s σ——淹没系数，按自由出流考虑，采用1.0； ?——流速系数，采用0.95； 已知过闸流量Q=5.2（m 3/s ）先假设箱涵过流断面净宽确定箱涵过流断面高度，经试算得： 综上，过流断面尺寸为2.5m ×2.0m （宽×高），设计下泄流量Q 为5.2m 3/s ，过流能力满足要求。
2、结构计算 **堤防洪闸均为钢筋砼箱涵结构，对防洪闸进行抗滑稳定、抗倾覆稳定和墙基应力计算。 （1）抗滑稳定计 1）计算工况及荷载组合 工况一：施工完建期，荷载组合为自重+土压力 工况二：外河设计洪水位，荷载组合为自重+土压力+扬压力+相应的闸前闸后静水压力+风浪压力 2）荷载计算 计算中砼强度等级为C20，钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级，保护层厚度梁25mm、板20mm，符号规定：力向下为正，向上为负，力矩逆时针为正，顺时针为负。 闸门重 2.352×9.81=23.07 KN； 闸底板重25×4.0×0.7×4.1=287 KN； 闸墩重25×0.8×4×2*2=320 KN； 平台板，梁25×（0.25×0.45×2+1.05×0.15）×2.5=23.91 KN； 柱25×2.82×0.4×0.4×4=45.12 KN； 启闭力-100 KN； 启闭机重0.56×9.81=5.49 KN； 启闭梁25×（0.3×0.5+0.25×0.4+1.35×0.12）×2×3.5=72.1 KN； 工作桥25×（5.9×0.12+0.2×0.25×3）×2.0=42.9 KN； 25×（6.28×0.13×2×0.13+1.2×0.15×5×0.15）×2=34.73 KN； 启闭房砖墙22×0.864×4.1×4=311.73 KN； ∑自重=23.07+287+320+23.91+45.12-100+5.49+72.1+38.815+340 =1016.98KN； 水重10×2.0×2.0×2.5=100 KN；
水闸设计计算书
分水闸典型设计（哈拉苏9+088桩号处分水闸） (1)工程建设内容及建筑物现状 此次可行性研究设计防渗改建的2条干渠和1条支渠，需要拆除重建的水闸主要有节制闸和分水闸。 库尔勒市博斯腾灌区是一老灌区，田、林、路、渠和居民点等已形成了一套完整的体系，灌排体系也已经较为合理，各干支渠上的节制闸、分水闸布置位置、形式及闸底板高程基本合理。为保证各分水口分水流量、与下游渠道连接顺畅、减小占地等因素，所需改造的分水闸和节制闸仍保持原节制分水闸桩号、分水方向及分水角度不变。 (2)水闸设计 根据节制、分水闸过流、分水流量大小，按宽顶堰流计算孔口尺寸。节制分水闸均采用整体开敞式结构，节制闸与分水闸间采用圆弧形直挡墙连接。节制闸上下游连接段均采用扭面与渠道连接，根据消能计算结果和闸后渠道的实际情况，小流量的节制闸后不设消能设施，但为了确保工程运行安全，在流量较大的闸后按常规在设置0.5m 深消力池。分水闸后采用扭面与渠道连接，扭面及挡土墙为素混凝土结构和浆砌石结构，扭面扩散角小于12°。各节制分水闸闸室均采用C25钢筋混凝土结构，闸室后侧设0.6m宽工作桥，闸门槽及启闭机排架均采用整体式金属结构。经计算，其抗倾覆、抗滑动稳定以及基底应力等，经计算均能满足要求。 闸室基础为砂砾石，但是根据地质评价为冻胀土，因此在闸及上下游渐变段底部均换填30cm厚砂砾石，以减小地基沉降及防止段冬季建筑物基础冻胀变形，侧面亦采用砂砾石回填，减小冬季的侧向冻土压力。 （3）闸孔过流能力计算 根据闸前水深和布置形式，采用宽顶堰流公式进行计算。 Q=σs·m·n·B·（2g）1/2·H03/2 式中Q——渠道的过水流量；
渠首进水闸设计说明书
取水枢纽进水闸设计计算说明书 一工程概况： 某灌区总灌溉面积97.6万亩，灌区分布在河道两岸，两岸灌溉面积大致相等。根据河流的水沙情况及取水要求，经过综合比较，修建由拦河坝，冲沙闸，进水闸组成的冲沙槽式Ⅱ等取水枢纽。 拦河闸横跨河道修建，于主河道正交，闸地质河宽270m，拦河闸底板高程与河床平均高程相同，为31.5m，两岸堤坝高程39.8m，闸上游限制最高洪水位38.8m，冲沙闸布置在拦河闸两侧，地板高程31.5m，进水闸为了满足两岸灌溉要求，采用两岸布置方案。枢纽平面布置如图1所示： 二工程资料： 1.气象：多年平均气温7.5°C 。月平均最搞气温20.3°C ，月平均最低气温-18°C，冻层深度1.0—1.5m，多年平均风速4.1m/s ，汛期最大风速8.4m/s 。 2.水文： 3 3
进水闸以5％的洪水作为停水标准，灌溉临界期相应的河道流量Q=400s m/3，闸址处平均含沙量1.8kg/m3，实测最大含沙量4.74kg/m3。 3.地质情况：渠道附近属于第四 纪沉积岩，厚度较大，两岸滩地 为粉质壤土及粉沙，其下为砾质 中沙，次下为砾质粗沙：沿河一 带地下水埋藏深度随地形变化， 一般在2.5m左右，因土质透水 性强，地下水位变化受河道水位 影响大，丰水期河水补给地下水 位较高，枯水季节，地下水补给 河水。 4.地基土设计指标： 地基允许承载能力 [σ]＝250KN/m2； 地基应力分布允许不均匀系数 η＝2～3； 砼与中砂摩擦系数 f＝0.4； 砼容重γ＝24KN/ m3； 回填土：尽量以透水性良好的砂 质中砂或粗砂回填，回填土壤容 重γ 干＝16KN/ m3；γ 湿 ＝10KN/ m3； γ饱＝20KN/ m3；C=0； 填土与墙后摩擦角δ＝0 5.地震：本地区不考虑地震影响 6.工程材料：石料场距闸址不远，石料抗压指数2500KN/cm左右，容重：γ＝24KN/ m3；采石场用粗细骨料及砂料，距渠首2.5—3.0km。 7.交通：进水闸有交通要求，要求桥面总宽5m 。 三设计资料： 1.渠道设计资料： 渠首底板高程32.10m； 每年最大引水流量Q＝78m3/s； 灌溉期正常挡水位35.00m； 相应下游水位34.80m； 渠道纵坡I＝1：3500； 渠道边坡m＝1.75； 渠道底宽B＝26m； 渠道顶部高程37.5m； 渠道顶部宽度6m； 2. 确定设计流量与水位： 以水闸最大引水流量78m3/s作为设计流量。因所设计进水闸为有坝式引水，根据有坝引水上游水位的确定办法，进水闸的上游水位是有拦河坝（闸）控制的。闸的上游设计水位，即拦河坝（闸）应该壅高的水位。其他时期的水位决定于相应时期内拦河坝（闸）泄流时的坝顶（闸前）溢流水位。所以上游水位是正常挡水位35.00m，相应下游水位34.80m。 3.泄流计算资料：
《水闸》习题(一)
《水闸》习题(一) 空题（10*2=20分） 1．水闸闸室要满足和要求。 2．闸底板与铺盖之间的缝一般是缝，其作用是。 3．扬压力是由和组成。 4．水闸下游排水孔的作用是 。 5．水闸翼墙的墙结构形状有、、和空箱式。 6．闸底板顺水流方向是由、和三方面确定。 7．最常见的闸室结构有和两种。 8．软土闸基一般的处理方法有：①；②；③。 9、海漫的作用是和。它应具有、 和。 10、铺盖的主要作用是________________________________，它还有 ____和________________作用。 水闸稳定计算工况水闸上下游水头差。 水闸消能防冲设计工况水闸单宽最大。 二、名词解释（5*4=20分） 1．地下轮廓线 2．反滤层 3．管涌 4．消能工 三、判断题（10分） 1．水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关。（） 2．水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生。（） 3．渗透坡降越大越容易产生渗透变形。（） 4．闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流。（） 5．护底的作用是防冲，铺盖的作用是防渗。（） 6．海漫有消能的作用。（） 7．黏性土闸基一般不用铺盖防渗。（） 8．非粘性土中不产生管涌现象。（） 9．砂卵石闸基处理的主要问题是强度。（） 10．大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算。（） 四、简答题（5*5=25分） 水闸的工作特点和设计要求各是什么？ 涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用？ 水闸闸室稳定分析包括哪些内容？ 闸基渗流有哪些危害？ 反滤层的设计原则是什么？一般设计在什么位置？ 五、作图题（10分） 画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件。 六、计算题（15分）。 某水闸如图所示：上游水位10.0m，下游水位5.0m，铺盖厚0.4m，底板厚1.0m，反滤层—0.7m，试用直线比例法求：①C=4.0,估算地下轮廓线的长度；②计算底板扬压力大小；③[J]=0.6，
闸室的结构计算
第一节概述 一、概念 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。 二、水闸的类型 ⒈按担负的任务（作用）分： 节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。 进水闸（渠首闸）：在河、湖、水库的岸边兴建，常位于引水渠道首部，引取水流。 排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）：在江河沿岸兴建，作用是排水、防止洪水倒灌。 分洪闸：在河道的一侧兴建，分泄洪水、削减洪峰洪、滞洪。 挡潮闸：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌。 冲沙闸：静水通航，动水冲沙，减少含沙量，防止淤积。 排冰闸：在堤岸上建闸防止冬季冰凌堵塞。
⒉按闸室结构分 （1）开敞式：闸室露天，又分为有胸墙；无胸墙两种形式 （2）涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。（有压、无压） ⒊按操作闸门的动力分 （1）机械操作闸门的水闸 （2）水力操作闸门的水闸 三、水闸等级划分及洪水标准（以平原区水闸枢纽为例） 1、工程等别及建筑物级别 平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物，应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。 其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性划分。
平原区水闸枢纽工程分等指标表 工程级别ⅠⅡⅢⅣⅤ 规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型最大过闸流量5000500～10001000～100100～20<20 防护对象的重 要性 特别重要重要中等一般 水闸枢纽建筑物级别划分表 工程等别永久性建筑物级别 临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物 Ⅰ134 Ⅱ234 Ⅲ345 Ⅳ455 Ⅴ55 2. 洪水标准 平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的防洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。 水闸级别12345 洪水重现期 设计100～5050～3030～2020～1010 校核300～200200～100100～5050～3030～20 四．水闸的组成及各部分的功用
水闸设计计算
一、初步设计 兴化闸为无坝引水进水闸，该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成，本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案；并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等，绘出枢纽平面布置图及上下游立视图。 二、设计基本资料 1. 概述 兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上，闸址地理位置见图。该闸的主要作用有： 防洪：当兴化河水位较高时，关闸挡水，以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田，保护下游的农田和村镇。 灌溉：灌溉期引兴化河水北调，以灌溉兴化渠两岸的农田。 引水冲淤：在枯水季节，引兴化河水北上至下游的大成港，以冲淤保港。 7.0 北 至大成港 9.0 渠 化 11.0 兴 闸管所 兴化闸 兴化 河 兴化镇 闸址位置示意图（单位：m） 2.规划数据 兴化渠为人工渠道，其剖面尺寸如图所示。渠底高程为0.5m，底宽50.0m，两岸边坡均为1:2。该闸的主要设计组合有以下几方面：
11.8 0.5 50.0 兴化渠剖面示意图（单位：m） 2.1孔口设计水位、流量 根据规划要求，在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉，引水流量为300m3/s，此时闸上游 水位为7.83m，闸下游水位为7.78m；在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保 港，引水流量为100m3/s，此时相应的闸上游水位为7.44m，下游为7.38m。 2.2闸室稳定计算水位组合 （1）设计情况：上游水位10.3m，浪高0.8m，下游水位7.0m。 （2）校核情况：上游水位10.7m，浪高0.5m，下游水位7.0m。 2.3消能防冲设计水位组合 （1）消能防冲的不利水位组合：引水流量为300m3/s，相应的上游水位10.7m，下游水位为 7.78m。 （2）下游水位流量关系 下游水位流量关系见表 3.地质资料 3.1闸基土质分布情况 根据钻探报告，闸基土质分布情况见表 层序高程（m）土质情况标准贯入击数（击） Ⅰ11.75～2.40 重粉质壤土9～13 Ⅱ 2.40～0.7 散粉质壤土8 Ⅲ0.7～-16.7 坚硬粉质粘土 （局部含铁锰结核） 15～21 Q（m3/s）0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 H下（m）7.0 7.20 7.38 7.54 7.66 7.74 7.78
(水闸)习题(一)
(水闸)习题（一） 一、空题〔10*2=20分〕 1、水闸闸室要满足和要求。 2、闸底板与铺盖之间的缝一般是缝，其作用是。 3、扬压力是由和组成。 4、水闸下游排水孔的作用是 。 5、水闸翼墙的墙结构形状有、、和空箱式。 6、闸底板顺水流方向是由、和三方面确定。 7、最常见的闸室结构有和两种。 8、软土闸基一般的处理方法有：①；②；③。 9、海漫的作用是和。它应具有、 和。 10、铺盖的要紧作用是________________________________，它还有 ____和________________作用。 11、水闸稳定计算工况水闸上下游水头差。 12、水闸消能防冲设计工况水闸单宽最大。 【二】名词解释〔5*4=20分〕 1、地下轮廓线 2、反滤层 3、管涌 4、消能工 【三】判断题〔10分〕 1、水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关。〔〕 2、水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生。〔〕 3、渗透坡降越大越容易产生渗透变形。〔〕 4、闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流。〔〕 5、护底的作用是防冲，铺盖的作用是防渗。〔〕 6、海漫有消能的作用。〔〕 7、黏性土闸基一般不用铺盖防渗。〔〕 8、非粘性土中不产生管涌现象。〔〕 9、砂卵石闸基处理的要紧问题是强度。〔〕 10、大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算。〔〕 【四】简答题〔5*5=25分〕 1．水闸的工作特点和设计要求各是什么？ 2．涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用？ 3．水闸闸室稳定分析包括哪些内容？ 4．闸基渗流有哪些危害？ 5．反滤层的设计原那么是什么？一般设计在什么位置？ 【五】作图题〔10分〕 画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件。 六、计算题〔15分〕。 某水闸如下图：上游水位10.0m，下游水位5.0m，铺盖厚0.4m，底板厚1.0m，
水闸的概念及计算
水闸的概念及计算
第八章 水 闸 §8-5 闸室的布置和构造 教学内容 底板、闸墩、工作桥、交通桥 一、底板 按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。 河宽、孔多。需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔） 按底板与闸墩的连接 方式分：整体式、分离式 ● 整体式 闸底板与闸墩浇筑 成整体，墩中分缝。（也有闸室底板中间分缝的） 底板形式 ? ?? ???--kpa 4030较差，箱式底板：地基承载力实心底板适用于松散地基，地 震烈度较高的地区 ● 分离式
单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开 适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。 底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。 二、闸墩 材料：常用混凝土、 浆砌石、少筋混凝土。 作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。 材料：砼或浆砌石。 外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小， 以加大过水能力。 分方形、三角形、半圆形、流线形。 高程：上游高出最高水位并有一定超高。 长度：与闸底板顺水流长度相同。 上、下游侧：铅直或10:1～５:1竖坡。 闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于 工作门槽深度和门 槽颈部厚度。 门槽颈部厚度最小值为
0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5～1.0 缝墩：1.2～1.5 检修门槽与工作门槽之间须保持 1.5 ～2.0m 净距。 胸墙与检修门槽之间也应留足1.0m 以 上的间距。 三、闸门 检修门---平门----位置：上游侧 工作门-- 弧门 平门 --位置： ① 上游侧 ②下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。 四、胸墙 固定式、活动式 作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。 布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效 果好而简单；门前--- 止水结构复 I —I
某水闸设计说明书演示教学
水闸设计说明书 一、 设计基本资料 节制闸闸前水位1.7m,闸后水位1.6m 。节制闸设计流量16.5m 3/s 。原有干渠底宽11.0m,渠道比降1：6000,边坡1：1.5，糙率0.025。渠道土质为沙壤土。采用C15混凝土，Ⅰ级钢筋。建筑物为Ⅳ级。进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。 二、设计任务 设计节制闸一座，该建筑物横跨于干渠中，用以节制水位，保证设在节制闸左侧的进水闸顺利引水的要求。进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。 三、成果要求 1、完成说明书约30页。（含各部分结构简图）。 2、计算机绘图一张，包括水闸纵剖面图，水闸平面图及细部构造图，配筋图等。 第一章 节制闸的水力计算 1.验算渠道的过水能力 根据已知资料，采用公式Q=ωC Ri ,可算出现在渠道过流能力Q ，同时同设计流量Q 设 比较，如果Q>Q 设。那么渠道能满足过水要求；如果Q 图1-1 渠道过水断面示意图 解：()h mh b +=ω= (11+1.5×1.6) ×1.6=21.44m 2 77.165.116.12111222=+??+=++=m h b χ m 21.44 1.2816.77 R ωχ= == m s m 2 1 05.136000 128.168.4144.21=???==Ri c Q ω< 现扩建渠道断面，以加大底宽处理。见表1-1： 设2、初拟闸孔宽度 闸孔形式采用宽顶堰，堰顶与渠底同高。采用公式 23 0'2H g b m Q s σ= g V H H 22 0+= b n b '= 式中：b —闸孔总净宽度；（m ） H —记入行进流速的堰顶水头；（m ） m '—含侧收缩影响的流量系数，查附表4-1； b '—每孔净宽；（m ） n —孔数； 0V —行进流速，按堰前（3~5）H 处的过水断面计算；（m/s ） s m 3 67 . 41 28 . 1 025 . 0 1 1 6 1 6 1 = ? = = R n C .5 . 16= 设 Q s m 3 《水闸》习题(一) 一、空题（10*2=20分） 1．水闸闸室要满足和要求。 2．闸底板与铺盖之间的缝一般是缝，其作用是。 3．扬压力是由和组成。 4．水闸下游排水孔的作用是 。 5．水闸翼墙的墙结构形状有、、和空箱式。 6．闸底板顺水流方向是由、和三方面确定。 7．最常见的闸室结构有和两种。 8．软土闸基一般的处理方法有：①；②； ③。 9、海漫的作用是和。它应具有 、 和。 10、铺盖的主要作用是________________________________，它还有 ____和________________作用。 11、水闸稳定计算工况水闸上下游水头差。 12、水闸消能防冲设计工况水闸单宽最大。 二、名词解释（5*4=20分） 1．地下轮廓线 2．反滤层 3．管涌 4．消能工 三、判断题（10分） 1．水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关。（） 2．水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生。（） 3．渗透坡降越大越容易产生渗透变形。（） 4．闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流。（） 5．护底的作用是防冲，铺盖的作用是防渗。（） 6．海漫有消能的作用。（） 7．黏性土闸基一般不用铺盖防渗。（） 8．非粘性土中不产生管涌现象。（） 9．砂卵石闸基处理的主要问题是强度。（） 10．大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算。（） 四、简答题（5*5=25分） 1．水闸的工作特点和设计要求各是什么？ 2．涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用？ 3．水闸闸室稳定分析包括哪些内容？ 4．闸基渗流有哪些危害？ 5．反滤层的设计原则是什么？一般设计在什么位置？ 五、作图题（10分） 画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件。 六、计算题（15分）。 某水闸如图所示：上游水位10.0m，下游水位5.0m，铺盖厚0.4m，底板厚1.0m，反滤层—0.7m，试用直线比例法求：①C=4.0,估算地下轮廓线的长度；②计算底板扬压力大小；③[J]=0.6，校核出口渗透坡降。 关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区 水闸，按其所承担的主要任务，可分为：节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。按闸室的结构形式，可分为：开敞式、胸墙式和涵洞式（图1）。开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅，适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸，节制闸、分洪闸常用这种形式。胸墙式水闸和涵洞式水闸，适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位，即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同，为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水，挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。如中国葛洲坝泄水闸采用12m×12m活动平板门胸墙，其下为12m×12m弧形工作门，以适应必要时宣泄大流量的需要。涵洞式水闸多用于穿堤引(排)水，闸室结构为封闭的涵洞，在进口或出口设闸门，洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥，排水闸多用这种形式 （1）节制闸： 调节上游水位，控制下泄流量的闸。（天然河道的节制闸称为拦河闸。渠道的节制闸利用闸门启闭，调节上游水位和下泄流量，以满足向下一级渠道分水或控制、截断水流的需要。节制闸常建在分水闸、泄水闸的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利控制输水流量和事故检修；并尽量与桥梁、跌水、陡坡等结合，以取得经济效益。渠系节制闸的过水宽度要与上、下游渠道宽度相适应，以利于连接。当采用轮灌时，节制闸上、下游渠道的设计流量相同，下游水位即为与设计流量相应的渠水位；当采用续灌时，节制闸上下游设计流量不同，水位需取相应流量的渠水位，但下游水位需计及下一级节制闸壅水的影响。渠道节制闸多用开敞式，闸槛高程宜与渠底相平，采用平底宽顶堰，闸下消能防冲工程都比较简单，始流状态可依靠护坦上置的消力墩扩散水流，撞击消能。上下游翼墙力求平顺，常采用扭曲面过渡，以减少水头损失。在平原圩区的河渠上，在短距离内设置两个节制闸，俗称套闸，分级挡水，可起简易船闸的作用，既可解决好内外的交通运输，又可起到防洪排涝和控制水位的作用。）（2）进水闸： 建在渠首，从河道、水库、湖泊引水并控制进水流量的水闸。 （3）冲沙闸： 利用河道或渠道水流冲排上游河段、渠系或上、下引航道内沉积的泥沙的水闸。 又称“冲刷闸”、“排沙闸”。利用河(渠)道水流冲排上游河段或渠系沉积的泥沙的水闸。又称排沙闸。建于多沙河流上的水利枢纽，为排除进水闸或节制闸前淤积的泥沙，常设冲沙闸，以利引水冲沙。冲沙闸一般布置于紧靠进水闸一侧的河道上，其轴线与进水闸的轴线成正交或斜交，斜夹角有时不大，与拦河闸（坝）并排横跨河道布置（见图）。在冲沙闸与节制闸（坝）接头处的上游设置导墙,导墙与冲沙闸上游一段河槽,形成沉沙槽。开启闸门，可将沉积在闸前的泥沙排至下游河道。洪水期，可利用冲沙闸兼泄部分洪水。也有将冲沙闸布置于进水闸的下方，用以正面冲沙。为减少泥沙进入引水渠，冲沙闸底槛高程要比进水闸底槛高程低一些。建于渠系上的冲沙闸，一般设于引水渠末端靠河侧，以便冲走引水渠中沉积的泥沙。对兼有泄洪任务的冲沙闸，一般采用开敞式。当闸上水位变幅较大，闸室较高时，为减少闸门高度，也可采用胸墙式。冲沙闸的运用，有连续冲沙和定期冲沙两种方式。当河道来水充足时，可同时开启进水闸和冲沙闸，将含沙量少的表层水引入渠道，含沙量多的底层水可经冲沙闸排至下游河道；当来水量不足时，可只开启进水闸引水，停止引水时再开冲沙闸《水闸》习题(一)041119100716
水闸的详细知识点