探究水工建筑物中水閘的構成及分類

　　1. 水閘的作用

　　控制水位、調節(jié)流量的低水頭水工建筑物，是農田水利中龍頭工程，常與堤壩、船閘、魚道、水站、抽水站等建筑物組成水利樞紐，以滿足防洪、排洪、航運、灌溉以及發(fā)電水利工程的需要。

　　2. 水閘的分類

　　2.1 按水閘所承擔任務分 節(jié)制閘。調節(jié)水位，控制流量?？菟诮枰蕴Ц咚唬岳∷蜕嫌魏竭\，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。

　　進水閘：建在河道、湖泊的岸邊或渠道，用來引水灌溉、發(fā)電或其他用水需要。灌溉渠系中建于干渠以下渠道首的進水閘，作用上把上一級渠道的水分下一級渠道，分水閘、斗門、農門排水閘建在江河沿岸排水渠出口處，外河上漲時，關閘門防水洪水倒灌，避免洪災。當外河水位退落時，開閘排水防止?jié)碁摹＞哂须p面擋水的作用。擋潮閘建在河流入流的河口地段，以防止海水倒灌。抬高內河水位，滿足蓄淡灌溉。退潮排澇。有通航孔，還可平潮時通潮。具有雙向擋水作用——擋潮閘、排水閘分洪閘：常建于河道的一側，用來將超過下游河道安全洪量的洪水泄入預定的湖泊、洼地，即使消減洪峰，保證下游河道安全。

　　2.2 按閘室結構型式分

　　開敞式水閘和涵洞式水閘。

　　3. 水閘的組成：上游連接段、閘室段、下游連接段

　　3.1 上游連接段作用 將上游來水平順地引進閘室，同時起防沖、防滲、擋土等作用。

　　3.2 上游連接段組成 上游翼墻：引導水流平順進閘。

　　鋪蓋：起防滲作用，并要起防沖作用。

　　護坡、護底：保護河岸和河床不受沖刷。

　　上游防沖槽：保護護岸頭部，防止河床沖刷而護底方向發(fā)展。

　　3.3 下游連接段 包括消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護坡等(使水流經有效消能后平順流出閘室，與下游河床段連接)。

　　消力池：緊接閘室布置，具有形成水躍和保護水躍范圍內河床允許受沖刷作用，是消能的主要措施。

　　海漫：布置在消力池后面，繼續(xù)消除余能，調整流速分布，用塊石砌成。

　　防沖槽：海漫的末端防沖措施，防止海漫后河床沖刷向上游發(fā)展。

　　下游翼墻：水流均勻擴散，并保護兩岸免受沖刷。

　　護坡：布海漫和防沖槽范圍內，一般用塊石。

　　3.4 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：閘室基礎，承受閘室全部荷載，較均勻地將荷載傳給地基并利用底板與地基圖摩擦來維持閘室穩(wěn)定，還有防沖、防滲作用。

　　閘墩：分割閘孔、支撐閘門和橋梁。

　　工作橋：供安裝啟閉機和工作人員操作機器之用。

　　岸墻：閘室與河岸的連接結構，主要以擋土，并且有側向防滲作用。

　　4. 水閘選擇的要求

　　節(jié)制閘或泄洪閘閘址宜選擇在河道順直、河勢相對穩(wěn)定的河段，經技術經濟比較后可以選擇在彎曲河段裁彎取直的新開河道上。進水閘、分水閘或分洪閘閘址宜選擇在河岸基本穩(wěn)定的順直河段或彎道凹岸頂點稍偏下游處，但分洪閘閘址不宜選擇在險工堤段和被保護的重要城鎮(zhèn)下游堤段。排水閘或泄洪閘閘址宜選擇在地勢低洼、出水暢通處，排水閘閘址宜選擇在靠近重要澇區(qū)和容泄區(qū)的老堤堤線上。擋潮閘閘址宜選擇在岸線和岸坡穩(wěn)定的潮汐河口附近，且閘址泓灘中淤變化較小、上游河道有足夠的蓄水容積地點。

　　5. 水閘消能防沖過閘水流特點

　　出閘流速較大，紊動強烈。上游水位差較小。岀流形式隨閘門開啟程序變化。

　　6. 水閘的沖刷

　　波狀水躍的產生：淹沒水躍沒有發(fā)生或水躍淹沒過大。岀流擴散下均勻，產生折沖水流。上下游水位差較小，形成波狀水躍，消能效率低。

　　基本消能方式：底流消能為主，有消力池，海漫，防沖槽等部分組成。其形式可根據(jù)水流情況，地形條件，施工能力消能效果等選用。

　　波狀水躍的防止措施：總體布置時，盡量使用上游渠道有一段較的順直段，確保來水順均勻;控制下游翼墻的擴散角，擴散角宜7～12，使水流均勻擴散;制定合理的閘的開啟程序，注意均勻起步，間隙對稱開啟原則，力避開啟，關閉時大起大落和多孔閘部分閘孔泄流的運用方式。

　　7. 常用防滲及排水設施

　　水平防滲設備：齒墻，板墻和防滲墻等排水體與反濾層，主要目的是為改善排水為了繼續(xù)降壓，并將滲流安全的導向下游。

　　板樁的作用：鋪蓋前端或室底板上游端時，降低壓力，設在閘室底板下游側的矩板主要為減小出口處的滲壓力。

　　閘室結構布置：包括底板，閘墩，胸墻，閘門，工作橋和交通橋等部分

　　閘墩作用：分隔閘孔，支承閘及上部結構胸墻作用，減少閘的高度，減輕立門重和降低對啟閉機重量的要求工作橋的作用：設置啟閉機和管理人員操作啟閉之用

　　水閘和河岸或堤，壩等連接時，必須設置連接建筑，包括：上，下游翼墻和便墩，有時還有防滲刺墻，其作用：

　　(1)擋住兩側填土，維持土壩及兩岸的穩(wěn)定。

　　(2)當水閘泄水或引水時，上游冀墻用于引導水流平順進閘，下游冀墻使出閘水流均勻擴散，減少沖刷。

　　(3)保持兩岸或土壩邊坡不受過閘水流的沖刷。

　　(4)控制通過閘身兩側的滲流，防止與其相連的岸坡或土壩產生滲透變形。

　　(5)在軟弱地基上設有獨立岸墻時，可以減少地基沉降對閘身應力的影響。