水闸结构形式与发展趋势20161130

水闸结构形式与发展趋势目录页CONTENTSPAGEP1.概述P2.水闸的分类P3.水闸设计中的关键问题P4.发展趋势Part1概述Part1Part2Part3Part44水闸是一种低水头的水工建筑物，它具有挡水和泄水双重作用。与设有表孔闸门的溢流坝的区别是:1）水闸水头较低，抬高水位较少，它主要是靠闸门挡水；而溢流坝主要靠闸门下坝体来挡水。2）水闸可建于各种地基上。据不完全统计，仅江苏省境内截止2012年按流域划分如下：长江流域：大型水闸2座；中型水闸80座，小型水闸129座；淮河流域：大型水闸29座；中型水闸309座，小型水闸3375座；太湖流域：中型水闸16座。水闸的定义Part1Part2Part3Part451—闸门；2—底板；3—闸墩；4—胸墙；5—工作桥；6—交通桥；7—上游防冲槽；8—上游防冲段、铺盖；9—上游翼墙；10—上游护岸；11—护坦；12—海漫；13—下游防冲槽；14—下游翼墙；15—下游护岸。土基上水闸的组成示意图水闸的组成水闸由闸室段和上游联接段、下游联接段3大部分组成。Part2水闸的分类Part1Part2Part3Part47水闸的分类功能分类闸孔型式底板型式水闸分类工程规模闸门型式过流堰型式Part1Part2Part3Part48水闸的分类-按规模分类（1）大型水闸；（2）中型水闸；（3）小型水闸。（一）按水闸规模分类根据国内已建水闸工程的设计经验，一般以设计或校核过闸流量的大小作为划分水闸规模的依据，例如：·过闸流量等于或大于1000m3/s者为大型水闸；·过闸流量在100~1000m3/s间者为中型水闸；·过闸流量小于100m3/s者为小型水闸。我国葛洲坝水利枢纽的二江泄水闸，过闸流量达83900m3/s，属特大型水闸，或称巨型水闸。Part1Part2Part3Part49水闸的分类-按功能分类（1）进水闸（取水闸）（2）节制闸（拦河闸）（3）冲沙闸（4）分洪闸（5）排水闸（6）挡潮闸（二）按水闸所承担的任务分类Part1Part2Part3Part4101.进水闸（取水闸）位置：建在河流、湖泊、水库或引水干渠等的岸边一侧，由于通常建在渠道的首部，又称渠首闸。作用：为灌溉、发电、供水或其它用水工程引取足够的水量。响水闸（进水闸）建于河道岸边一侧的进水闸（取水闸）水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part4112.节制闸（拦河闸）位置：拦河闸的闸轴线垂直于或接近于垂直河流、渠道布置。作用：·截断河渠，抬高河渠水位，控制下泄流量。·在航运工程中，拦河闸不仅能为上游航运提供稳定的航道水深，也能通过保持一定泄流量为下游提供稳定的航道水深。·在取水工程中，为进水闸（或分水闸）提供高保证率的取水流量。特点：拦河闸在枯水期尽量维持上游水位，以满足取水或航运等需要；在洪水期需要随时泄放上游库区无法容纳的多余流量，避免上游水位过度上涨导致淹没或水灾。在洪水期，拦河闸还必须有足够的泄流能力，以排泄洪水。水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part412二河闸（拦河闸）杨庄闸（节制闸）淮河入江水道东偏泓漫水闸（节制闸）武定门节制闸水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part4133.冲沙闸位置：在取水枢纽中，冲沙闸的位置一般布置在靠近进水闸处。作用：·排沙。·防止泥沙进入取水口造成渠道淤积。·将进入到渠道内的泥沙排向下游。·将水库的淤沙、淤泥排向下游。特点：在水闸枢纽中，冲沙闸往往兼作节制闸。水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part414某冲砂闸葛洲坝三江冲砂闸（冲砂闸）水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part4154.分洪闸位置：常建于河道的一侧。作用：·分洪。·在洪峰到来时，分洪闸用于分泄河道暂时不能容纳的多余洪水，使之进入预定的蓄洪洼地或湖泊等分洪区，及时削减洪峰，确保下游河道安全。·待河道洪水过后，分洪区积水又要经过排水闸排入原河道。水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part416分洪闸（一）分洪闸（二）新沂河海口北深泓闸（新沂河泄洪）万福闸（分泄洪泽湖洪水入长江）水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part4175.排水闸位置：常建于江河沿岸。作用：·排除内涝。当江河水位较低时，开闸排除河岸一侧降雨形成的渍水或生活废水。·挡住外河高水位。当江河水位较高时，关闭排水闸，防止江水向河岸倒灌。特点：由于既要排涝，又要挡水，因此排水闸具有闸底板高程较低、闸身较高以及承受双向水头作用的特点。水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part418刘柴河排水闸低水头排水闸水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part4196.挡潮闸位置：一般建于江河入海口。作用：·挡潮：在汛期防止潮水顶托，以免造成内涝；·御咸：防止潮水沿江河上溯，以免造成沿河岸地区土地的盐碱化；·排水：排除内河高水位；·蓄淡：在低潮时期，关闸防止内河淡水流失，以便充分利用内河淡水。特点：挡潮闸与排水闸类似，也承受双向水头的作用。但操作更为频繁。水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part420新沂河海口深泓闸下游侧灌南小潮河闸新沭河三洋港挡潮闸入海水道海口南闸和北闸水闸的分类-按所承担的任务分类Part1Part2Part3Part421水闸的分类-按闸门型式分类（1）平板门a）直升门b）升卧式门（2）弧形门a）垂直向开启b）弧形对开闸门（三）按水闸闸门型式分类Part1Part2Part3Part4221.平板直升门刘柴河南闸（老闸）刘柴河北闸（老闸）响水引水闸柴塘闸（螺杆启闭）老式木板闸门泗塘河闸水闸的分类-按闸门型式分类Part1Part2Part3Part423东门河闸（平面翻倒门）2.升卧门水闸的分类-按闸门型式分类常熟白茆闸（平面翻倒门）入海水道南偏泓漫水闸Part1Part2Part3Part424安徽滁州沙河集水库泄洪闸安徽滁州沙河集水库泄洪闸（弧形水泥闸门）入海水道二河新闸入海水道二河新闸（弧形钢闸门）灌南小潮河闸3.弧形闸门水闸的分类-按闸门型式分类Part1Part2Part3Part425水闸的分类-按闸门型式分类三汊河口闸（南京）4.“护镜式”水闸移风挡潮闸（山东）Part1Part2Part3Part426常州钟楼防洪闸常州钟楼防洪闸5.弧形对开闸门马斯朗特闸关闭时马斯朗特闸开启时马斯朗特闸(荷兰)水闸的分类-按闸门型式分类Part1Part2Part3Part427水闸的分类-按闸孔型式分类（1）开敞式水闸（2）胸墙式水闸（3）封闭式或涵洞式水闸开敞式水闸胸墙式水闸封闭式水闸（四）按水闸闸孔型式分类Part1Part2Part3Part4281．开敞式水闸特点：闸室上部没有阻挡水流的胸墙或顶板，过闸水流能够自由地通过闸室。开敞式水闸的泄流能力大，一般用于具有排冰、过木等要求的泄洪闸，如拦河闸、排冰闸等。开敞式水闸邵仙闸洞（江都管理处）石梁河新闸（开敞式水闸）水闸的分类-按闸孔型式分类Part1Part2Part3Part429胸墙式水闸2．胸墙式水闸特点：开敞式水闸的泄流能力大，一般用于具有排冰、过木等要求的泄洪闸，如拦河闸、排冰闸等。当上游水位变幅大，而下泄流量又有限制时，为避免闸门过高，常设置胸墙。·胸墙式水闸在低水位过流时，属于开敞式水闸自由出流；·在高水位过流时，属于孔口出流。胸墙式水闸多用于进水闸、排水闸和挡潮闸等。绝大多数大中型水闸为开敞式水闸。邵伯节制闸（江都管理处）运盐闸（江都管理处）湖北鄂州樊口大闸）水闸的分类-按闸孔型式分类Part1Part2Part3Part4303．封闭式或涵洞式水闸特点：闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称涵洞式水闸。填土可增加闸室的稳定，代替交通桥，当水头较高时往往是经济的，但地基压力较大，常用于穿过堤防的水闸。涵洞可做成有压的或无压的。前者（有压涵洞）多用于排砂闸和排水闸，后者（无压涵洞）则多用于小型分水闸。封闭式水闸叮当河地涵水闸的分类-按闸孔型式分类Part1Part2Part3Part431水闸的分类-按底板型式分类（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。分离式：底板与闸墩用沉陷缝分开。（2）按底板的结构型式分平底板；反拱底板；空箱式底板等。底板连接型式（五）按水闸底板型式分类Part1Part2Part3Part4321．整体式平底板（1）型式：闸室底板与闸墩一起浇筑，在结构上形成一个整体，称为整体式底板。（2）特点整体式底板能够将上部桥梁、设备及闸墩的重量传递给地基，使地基应力趋于均匀，且构造简单，施工方便。（3）适用条件整体式平底板多用于地基条件较差的情况。（4）分缝·分缝的目的：适应温度变化和地基不均匀沉降。·分缝的方法：一般在1~3个闸室之间设一道永久变形缝，形成数孔一联的型式。·缝距：在岩基上，缝距不宜大于20m；在土基上，缝基不大于35m。Part1Part2Part3Part433·分缝的型式：墩中分缝和跨中分缝。·墩中分缝：变形缝设在闸墩中间，此时，闸室整体性更好。在发生不均匀沉陷时，仍然能够正常工作。设有变形缝的闸墩称为缝墩，缝墩一般较中墩厚些。·跨中分缝：在较坚硬地基土层上，变形缝可以设在闸室中间的底板上，以减小闸墩厚度和泄流前缘总宽度，也称板中分缝。板中分缝的闸孔单孔净宽不宜大于8m.（a)墩中分缝（b)板中分缝1—缝墩；2—中墩；3—底板；4—闸门；5—永久缝水闸的分类-按底板型式分类Part1Part2Part3Part4342．分离式平底板（1）型式分离式平底板的两侧设置分缝，底板与闸墩分离。（2）特点底板与闸墩在结构上互不传力，闸墩和上部设备的重量通过闸墩传到地基，底板只起防渗、防冲的作用。（3）适用条件分离式底板适用于闸孔大于8m且坚实的地基或岩基。（4）构造分离式底板的厚度只需要满足其自身的稳定要求，厚度较整体式底板薄。马鞍山采石闸采用大小分离式底板水闸的分类-按底板型式分类Part1Part2Part3Part4353．反拱底板（1）型式底板向地基的一面做成拱形。（2）特点地基反力在底板拱的作用下，板内弯矩减少，受力条件明显比平底板合理。与平底板相比较：·反拱底板可减少厚度40%~50%；·减少钢筋用量，降低工程造价；·使水闸横向（垂直于流向）地基反力分布较均匀；·底板受力条件较好。·但是，施工条件较复杂，技术要求高，闸室内单流量不均匀，水力条件较差，对消能防冲不利。水闸的分类-按底板型式分类Part1Part2Part3Part436宜陵北闸（江都管理处）太平闸（江都管理处）宜陵北闸（三维网格）鱼道（太平闸）老淮柴河闸水闸的分类-按底板型式分类Part1Part2Part3Part4374．空箱底板（1）型式底板为空箱结构，上闸下洞，双向过流。邵仙闸洞（江都管理处）水闸的分类-按底板型式分类Part1Part2Part3Part438水闸的分类-按过流堰型式分类（1）开敞式宽顶堰（2）驼峰堰（3）实用堰（1）开敞式宽顶堰（2）驼峰堰（3）实用堰（六）按过流堰型式分类Part1Part2Part3Part4391．开敞式宽顶堰特点：结构简单、施工方便、地基应力均匀，泄流能力大、上游水位壅高较小，有利于完成冲砂、排污等其他任务。土基上的拦河闸，闸孔型式多采用开敞式宽顶堰。刘柴河北闸淮柴河闸二河闸Part1Part2Part3Part4402．驼峰堰特点：流量系数较宽顶堰大，可以使枢纽布置更紧凑。水闸的分类-按过流堰型式分类Part1Part2Part3Part4413．实用堰特点：在淹没出流的情况下，流量系数急剧减少。因此，经常或主要工况为淹没出流的泄水闸不宜于选用实用堰。岩基上的水闸常采用实用堰。新沂河海口控制中深泓闸新沂河海口深泓闸（实用堰）水闸的分类-按过流堰型式分类Part3水闸设计中的关键问题Part1Par