第五五章章水水閘閘主要要內(nèi)內(nèi)容容：：5.1概述述5.2水閘閘的的孔孔口口尺尺寸寸確確定定5.3水閘閘的的消消能能防防沖沖設(shè)設(shè)計計5.4水閘閘的的防防滲滲排排水水設(shè)設(shè)計計5.5閘室室的的布布置置與與構(gòu)構(gòu)造造5.6穩(wěn)定定計計算算與與地地基基處處理理5.7閘室室結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)計計算算5.8兩岸岸連連接接建建筑筑物物5.9閘門門與與啟啟閉閉機機5.1概述述水閘閘是是一一種種低水水頭頭的的水水工工建建筑筑物物，它它具有有擋擋水水和和泄泄水水雙雙重重作用用。。與設(shè)有有表表孔孔閘閘門門的的溢流流重重力力壩壩的的區(qū)區(qū)別別是:1）水水閘閘水水頭頭較較低低，，抬抬高高水水位位較較少少，，它它主要要是是靠靠閘閘門門擋擋水水；而而溢流流壩壩主要要靠閘門門下下壩體體來來擋擋水水。2）水水閘閘可可建建于于各各種種地地基基上上。。一、、按擔擔負負的的任任務(wù)務(wù)分分：5.1.1水閘閘的的類類型型水閘閘的的類類型型—按所所承承擔擔的的任任務(wù)務(wù)分分（1）進水水閘閘（取取水水閘閘））①位置置：建建在在河河流流、、湖湖泊泊、、水水庫庫或或引引水水干干渠渠等等的的岸岸邊邊一一側(cè)側(cè)②作用用：為為灌灌溉溉、、發(fā)發(fā)電電、、供供水水或或其其它它用用水水工工程程引引取取足足夠夠的的水水量量。。由于于它它通通常常建建在在渠渠道道的的首首部部，，又稱稱渠渠首首閘閘。。建于于河河道道岸岸邊邊一一側(cè)側(cè)的的進進水水閘閘（（取取水水閘閘））石龍龍水水閘閘（（進進水水閘閘））（2）節(jié)制制閘閘（攔攔河河閘閘））位置置：攔攔河河閘閘的的閘閘軸軸線線垂垂直直于于或或接接近近于于垂垂直直河河流流、、渠渠道道布布置置。。作用用：·截斷斷河河渠渠，，抬抬高高河河渠渠水水位位，，控控制制下下泄泄流流量量。。·在航航運運工工程程中中，，攔攔河河閘閘不不僅僅能能為為上上游游航航運運提提供供穩(wěn)穩(wěn)定定的的航航道道水水深深，，也也能能通通過過保保持持一一定定泄泄流流量量為為下下游游提提供供穩(wěn)穩(wěn)定定的的航航道道水水深深。。·在取取水水工工程程中中，，為為進進水水閘閘（（或或分分水水閘閘））提提供供高高保保證證率率的的取取水水流流量量。。攔河河閘閘在在枯枯水水期期盡盡量量維維持持上上游游水水位位，，以以滿滿足足取取水水或或航航運運等等需需要要；；在在洪洪水水期期需需要要隨隨時時泄泄放放上上游游庫庫區(qū)區(qū)無無法法容容納納的的多多余余流流量量，，避避免免上上游游水水位位過過度度上上漲漲導導致致淹淹沒沒或或水水災(zāi)災(zāi)。。在在洪洪水水期期，，攔攔河河閘閘還還必必須須有有足足夠夠的的泄泄流流能能力力，，以以排排泄泄洪洪水水。。某攔攔河河閘閘（（一一））某攔攔河河閘閘（（二二））（3）沖砂砂閘閘：作用用：：排排沙沙。。·防止止泥泥沙沙進進入入取取水水口口造造成成渠渠道道淤淤積積。。·將進進入入到到渠渠道道內(nèi)內(nèi)的的泥泥沙沙排排向向下下游游。。·將水水庫庫的的淤淤沙沙、、淤淤泥泥排排向向下下游游。。在取取水水樞樞紐紐中中，，沖沖沙沙閘閘的的位位置置一一般般布布置置在在靠靠近近進進水水閘閘處處；；在水水閘閘樞樞紐紐中中，，沖沖沙沙閘閘往往往往兼兼作作節(jié)節(jié)制制閘閘。。（4）分洪閘：位置：常常建于河河道的一一側(cè)。作用：分分洪。·在洪峰到到來時，，分洪閘閘用于分分泄河道道暫時不不能容納納的多余余洪水，，使之進進入預定定的蓄洪洪洼地或或湖泊等等分洪區(qū)區(qū)，及時時削減洪洪峰，確確保下游游河道安安全。·待河道洪洪水過后后，分洪洪區(qū)積水水又要經(jīng)經(jīng)過排水水閘排入入原河道道。分洪閘（（一）分洪閘（（二）（5）排水閘：位置：常建于于江河沿沿岸。作用：·排除內(nèi)內(nèi)澇。當當江河水水位較低低時，開開閘排除除河岸一一側(cè)降雨雨形成的的漬水或或生活廢廢水。·擋住外外河高水水位。當當江河水水位較高高時，關(guān)關(guān)閉排水水閘，防防止江水水向河岸岸倒灌。。特點：由于既既要排澇澇，又要要擋水，，因此排排水閘具具有閘底底板高程程較低、、閘身較較高以及及承受雙雙向水頭頭作用的的特點。。某小型排排水閘（6）擋潮閘位置：一一般建于于江河入入海口。。作用：·擋潮：在在汛期防防止潮水水頂托，，以免造造成內(nèi)澇澇；·御咸：防防止潮水水沿江河河上溯，，以免造造成沿河河岸地區(qū)區(qū)土地的的鹽堿化化；·排水：排排除內(nèi)河河高水位位；·蓄淡：在在低潮時時期，關(guān)關(guān)閘防止止內(nèi)河淡淡水流失失，以便便充分利利用內(nèi)河河淡水。。擋潮閘與與排水閘閘類似，，也承受受雙向水水頭的作作用。但但操作更更為頻繁繁。某擋潮閘閘（一））某擋潮閘閘（二））中順大圍圍小欖石石龍水閘閘水閘的類類型—按閘室結(jié)構(gòu)構(gòu)的型式式分類1．開敞式式水閘特點閘室上部部沒有阻阻擋水流流的胸墻墻或頂板板，過閘閘水流能能夠自由由地通過過閘室。。開敞式水水閘的泄泄流能力力大，一一般用于于具有排排冰、過過木等要要求的泄泄洪閘，，如攔河河閘、排排冰閘等等。開敞式水水閘2．胸墻式式水閘當上游水水位變幅幅大，而而下泄流流量又有有限制時時，為避避免閘門門過高，，常設(shè)置胸墻墻。·胸墻式水水閘在低低水位過過流時，，屬于開開敞式水水閘自由由出流；；·在高水位位過流時時，屬于于孔口出出流。胸墻式水水閘多用于進進水閘、、排水閘閘和擋潮潮閘等。。絕大多數(shù)數(shù)大中型型水閘為為開敞式式水閘。。胸墻式水水閘3．封閉式式或涵洞洞式水閘閘閘（洞））身上面面填土封閉閉的水閘，，又稱涵涵洞式水水閘。填土可增增加閘室室的穩(wěn)定定，代替替交通橋橋，當水水頭較高高時往往往是經(jīng)濟濟的，但但地基壓壓力較大大，常用用于穿過過堤防的的水閘。。涵洞可做做成有壓壓的或無無壓的。。前者（（有壓涵涵洞）多多用于排排砂閘和和排水閘閘，后者者（無壓壓涵洞））則多用用于小型型分水閘閘。封閉式水閘閘某涵洞式水水閘水閘的類型型—按規(guī)模分類類根據(jù)國內(nèi)已已建水閘工工程的設(shè)計計經(jīng)驗，一一般以設(shè)計計或校核過過閘流量的的大小作為為劃分水閘閘規(guī)模的依依據(jù)，例如如：·過閘流量等等于或大于于1000m3/s者為大型水閘；·過閘流量在在100～1000m3/s間者為中型水閘。·過閘流量小小于100m3/s者為小型水閘。我國葛洲壩壩水利樞紐紐的二江泄泄水閘，過過閘流量達達83900m3/s，屬特大型水閘閘，或稱巨型型水閘。也有的以設(shè)設(shè)計水頭高高低（反映映為閘高））作為劃分分水閘規(guī)模模的依據(jù)，，例如：閘高在8～10m以上者為大大型水閘，，閘高在8～10m以下者為中中、小型水水閘等。5.1.2水閘的工作作特點和設(shè)設(shè)計要求水閘可建在在巖基上，，也可建在在土基上。。對于建在巖巖基上的水水閘，其工工作特點與與巖基上的的混凝土重重力壩相似似。本章主要介介紹建在土土基上的水水閘的工作作特點。作為土基上上低水頭的的擋水、泄泄水建筑物物，水閘有有如下工作作特點。水閘的工作作特點（一）水的的方面水閘在水的的作用下，，需要解決決以下幾個個方面問題題。1．穩(wěn)定問題題水閘在關(guān)閉閉閘門擋水水的時候，，閘室上、、下游形成成一定的水水位差。在水的推力力作用下，，閘室在自自重和水重重的作用下下必須維持持自身的穩(wěn)穩(wěn)定。包括括整體抗滑穩(wěn)穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定（如底板、、閘墩、胸胸墻等構(gòu)件件的穩(wěn)定））。水閘荷載圖圖2．滲流問題題上、下游水水位差在水水閘的閘基基下部和閘閘室兩岸均均會產(chǎn)生滲滲流。閘基滲流和和岸坡繞滲滲不僅導致致水庫漏水，更重要的的是可能導導致在閘基基、岸坡以以及滲流出出逸處發(fā)生生滲透變形；此外，滲滲壓還對閘閘室和兩岸岸聯(lián)接建筑筑物的穩(wěn)定產(chǎn)生不不利影響。水閘滲流流流網(wǎng)圖3．高速水流流問題水閘下泄的的高速水流流問題，主主要表現(xiàn)在在3個方面：（1）消能問題水閘在開閘閘泄水時，，下泄的高速速水流具有有較大的能能量，可能對河河床和河岸岸產(chǎn)生不利利沖刷。因因此必須采采用合適的的消能措施施進行消能能。水閘最常用用的消能方方式為底流消能，即利用水水躍將水能能消耗在消消力池中。。水閘消能（2）遠驅(qū)水躍和和波狀水躍躍當閘室下游游無水或水水深很淺時時，可能在在閘下產(chǎn)生生遠驅(qū)水躍躍。遠驅(qū)水躍躍不在消力力池范圍，，將直接沖沖刷河床，，嚴重威脅脅閘室的安安全和兩岸岸岸坡穩(wěn)定定。當閘室上、、下游水位位差較小，，且水流佛佛氏數(shù)較小小時，可能能在閘下產(chǎn)產(chǎn)生波狀水水躍。波狀水躍躍是一系列列起伏不大大的不完全全水躍，消消能效果極極差。（3）折沖水流當閘孔孔數(shù)數(shù)不多或開開啟不均勻勻時，過閘閘水流寬度度遠小于下下游河床寬寬度，此時時過閘水流流先收縮后后擴散，水流可能使使主流偏向向河床的一一邊。當水流條條件變化時時，主流可可能左右急急擺，形成成左沖右突突的折沖水水流。波狀水躍折沖水流（二）地基基方面平原地區(qū)的的水閘常建建于土基上上。平原地區(qū)土土基的特點點：·土層分布復復雜，可能能夾有壓縮縮性大、承承載能力低低、抗震強強度差的軟土；·可能含有結(jié)結(jié)構(gòu)松散、、易于液化化、抗沖能能力低的粉砂或細砂砂層；·抗沖刷能力力差，允許許滲透坡降降低，對防滲、消消能不利。軟土地基對對閘室本身身的穩(wěn)定和和沉降將帶帶來嚴重的的影響，因因此，在水水閘設(shè)計時時，應(yīng)：·采用適當措措施，進行行地基處理理；·適當控制滲滲流；·加強消能防防沖措施。。（三）結(jié)構(gòu)構(gòu)方面水閘的閘室室結(jié)構(gòu)與大大體積的重重力壩或散散粒體的土土壩有較大大差別。1．構(gòu)件方面面它是由閘墩墩、底板、、胸墻等薄壁構(gòu)件組成的空間結(jié)構(gòu)體體系，因此對閘閘室構(gòu)件在在強度和剛剛度方面均均有一定要要求。2．受力方面面閘室整體結(jié)結(jié)構(gòu)和某些些構(gòu)件受力力條件復雜雜，承受水水壓力、自自重、地基基反力等不不同性質(zhì)的的荷載。3．結(jié)構(gòu)分析析方面在進行閘室室結(jié)構(gòu)設(shè)計計計算時，，一般并不不采用相對對復雜的有有限元法，，而是將整整個結(jié)構(gòu)視視為板、梁梁、柱等獨獨立構(gòu)件構(gòu)構(gòu)成，分別別對這些構(gòu)構(gòu)件用結(jié)構(gòu)構(gòu)力學、材材料力學方方法進行設(shè)設(shè)計計算。。5.1.3水閘的組成成水閘由閘室段和上游聯(lián)接段段、下游聯(lián)接段段3大部分組成成。1—閘門；2—底板；3—閘墩；4—胸墻；5—工作橋；6—交通橋；7—上游防沖槽槽；8—上游防沖段段、鋪蓋；；9—上游翼墻；；10—上游護岸；；11—護坦；12—海漫；13—下游防沖槽槽；14—下游翼墻；；15—下游護岸土基上水閘閘的組成示示意圖水閘的組成成（1）閘室段閘室段是水水閘的主體體。A）閘室段的作作用·控制水流；；·聯(lián)接兩岸和和上、下游游段。B）閘室段的組組成閘門、閘墩墩、底板、、胸墻、工工作橋、交交通橋、啟啟閉機等。。1．閘門用于控制上上游水位和和調(diào)節(jié)下泄泄流量。閘閘門安放在在閘底板上上，橫跨孔孔口，由閘閘墩支撐。。閘門分為為檢修閘門和工作閘門。工作閘門門用于正常常運用時擋擋水、控制制下泄流量量。常用的的型式有平平面閘門和和工作閘門門。檢修閘閘門多用平平面疊梁門門。2．閘墩閘墩用于分分隔閘孔、、支撐閘門門，同時用用作橋墩支支撐上部橋橋梁、安裝裝閘門啟閉閉機等設(shè)備備。閘墩將將閘門、胸胸墻以及閘閘墩本身擋擋水所承受受的水壓力力傳遞給底底板。3．底板底板是閘室室段的基礎(chǔ)礎(chǔ)，它將閘閘墩、上部部結(jié)構(gòu)的重重量、以及及底板自重重和所承受受的水重一一起傳給地地基。建在軟基上上閘室主要要由底板與與地基間的的摩擦力來來維持穩(wěn)定定。底板它還具具有防沖、、防滲的作作用。4．胸墻胸墻設(shè)于工工作閘門上上部，幫助助閘門擋水水。在上游游水位變幅幅較大的情情況下，完完全用閘門門擋水將導導致閘門尺尺寸和啟閉閉機等設(shè)備備過大。設(shè)設(shè)置胸墻后后，可以大大大減小閘閘門尺寸。。胸墻也可可以做成活活動型，當當遭遇特大大洪水時開開啟胸墻加加大泄流量量。底板、閘墩墩和胸墻通通常為混凝凝土或鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，小型型水閘也可可采用漿砌砌石結(jié)構(gòu)。。5．工作橋工作橋用于于安裝卷揚揚式啟閉機機，便于工工作人員操操作。6．交通橋交通橋連接接兩岸交通通，供汽車車、拖拉機機、行人通通過。（二）上游游聯(lián)接段1.上游聯(lián)接段段的作用·主要作用是是引導水流流從河道平平穩(wěn)地進入入閘室，兼兼有防沖、、防滲作用用。2.上游聯(lián)接段段的組成一般包括上游翼墻、鋪蓋、護底、上游防沖槽槽和上游兩岸護護坡等。1）．上游翼墻墻①引導水流，，使之平順順地流入閘閘孔；②抵御兩岸填填土壓力，，保護閘前前河岸不受受沖刷；③·并有側(cè)向防防滲的作用用。2．鋪蓋主要起防滲滲作用，其其表面還應(yīng)應(yīng)進行保護護，以滿足足防沖要求求。3．護底設(shè)在鋪蓋上上游，起保保護河床作作用。4．上游防沖沖槽鋪蓋或其防防護的上游游端有時設(shè)設(shè)置上游防防沖槽，以以保護鋪蓋蓋不致?lián)p壞壞。5．上游兩岸岸護坡上游兩岸要要適當進行行護坡，其其目的是保保護河床兩兩岸不受沖沖刷。（三）下游游聯(lián)接段A）下游連接段段的作用從閘室出來來的水流具具有相當?shù)牡哪芰浚蛞虼讼掠温?lián)聯(lián)接段的主主要作用是是：·消除下泄水水流的動能能，·順利與下游游河床水流流連接，避避免發(fā)生不不利沖刷現(xiàn)現(xiàn)象。B）下游聯(lián)接段段組成一般包括護護坦（包括括消力池））、海漫、、下游防沖沖槽（防淘淘墻）、下下游翼墻、、護底和兩兩岸護坡等等。·消力池：消力池是是消剎水能能的主要區(qū)區(qū)域，·護坦：護坦是消消力池底板板，保護河河床底部，，從而保護護閘室的安安全。·輔助消能工工：有時，要要在消力池池內(nèi)設(shè)置輔輔助消能工工，增強消消能效果。。·海漫：海漫則用用于進一步步消除水流流余能，保保護河床免免受沖刷。。·下游翼墻：下游翼墻墻導引水流流均勻擴散散，并有擋擋土、防沖沖作用。·下游防沖槽槽：下游防沖沖槽的作用用是防止海海漫末端沖沖刷，避免免河床局部部沖刷向上上游發(fā)展。。·下游護坡和和護底：下游護坡坡和護底的的作用與上上游相同。。5.1.4水閘的等級級劃分和和洪水標標準見課本P132～P133，表5-1、表5-2、表5-3、表5-45.2水閘的孔口口尺寸確定定5.2.1閘孔和底板板型式選擇擇土基上的攔攔河閘，閘孔型式式多采用開敞式寬頂頂堰。·在地基條件件較好的攔攔河閘可以以采用駝峰堰。·巖基上的水水閘常采用實用堰。開敞式寬頂頂堰：結(jié)構(gòu)簡單單、施工方方便、地基基應(yīng)力均勻勻，泄流能能力大、上上游水位壅壅高較小，，有利于完完成沖砂、、排污等其其他任務(wù)。。寬頂堰的的流量系數(shù)數(shù)為0.36～0.385。駝峰堰和實實用堰：流量系數(shù)數(shù)較寬頂堰堰大，可以以使樞紐布布置更緊湊湊。水閘上上的實用堰堰多為低堰堰，其流量量系數(shù)參考考有關(guān)文獻獻。實用堰：在淹沒出流流的情況下，，流量系數(shù)急急劇減少。因因此，經(jīng)常或主要工工況為淹沒出出流的泄水閘閘不宜于選用用實用堰。上游水位變幅幅較大的水閘閘，可以考慮慮設(shè)置胸墻，，以減少閘門門擋水高度和和閘門受力。。5.2.2設(shè)計流量和上上、下游水位位的確定1）攔河閘設(shè)計流量:根據(jù)工程等別別確定相應(yīng)的的設(shè)計洪水流流量Q設(shè)和校核洪水流流量Q校。上、下游水位位下游水位：由由下泄流量查查下游河道天天然水位～流量關(guān)系曲線線確定。上游水位：（1）正常蓄水位位攔河閘的上游游正常蓄水位位，要根據(jù)泄泄水閘承擔的的任務(wù)，建成成后上游淹沒沒損失等因素素確定。在正正常運用情況況下，攔河閘閘的任務(wù)是控控制上游水位位為正常蓄水水位，以滿足足取水、航運運等的要求。。（2）最高水位泄水閘的上游游最高水位由由水閘的泄水水能力特性決決定。泄水閘泄放校校核洪水時，，其上游水位位為最高水位位。此時，閘閘門全開下泄泄洪水流量，，上游水位等等于校核洪水水流量下天然然河道水位加加上上游水位位壅高。在平原地區(qū)建建水閘，往往往對上游水位位壅高值的限限制較嚴。一一般在洪水期期泄洪時，上上游水位壅高高值只允許控控制在0.1～0.3m，否則將造成成較大的上游游淹沒。修建在山區(qū)和和丘陵地區(qū)的的水閘，其上上游水位壅高高往往沒有嚴嚴格限制。可可以根據(jù)水閘閘的任務(wù)、上上游淹沒損失失、工程造價價、兩岸堤防防、地下水位位等因素，經(jīng)經(jīng)多方案綜合合比較后確定定。2）進水閘設(shè)計流量：等等于渠道的設(shè)設(shè)計取用流量量。上、下游水位位：進水閘的上游游水位：為水水庫正常蓄水水位或河道最最低水位。從從河道取水流流量較大時，，要考慮取水水口處河道水水位局部降落落，進水閘的下游游水位：由渠渠系規(guī)劃和水水閘額定取水水流量來確定定確定。3）排水閘：設(shè)計流量：由由設(shè)計暴雨、、匯水面積及及排水時間確確定。上、下游水位位：上游水位：為為漬水區(qū)內(nèi)或或排水渠末端端相應(yīng)于排水水設(shè)計流量時時的水位；下游水位：低低于上游水位位0.05～0.1m。5.2.3閘底板高程的的選定1）攔河閘：攔攔河閘的底板板為平底板時時，閘底板的的面高程等于于或略高于河河底高程，有有利于減輕閘閘前泥沙淤積積。2）進水閘：進進水閘的底板板高程應(yīng)該高高于沖砂閘或或泄水閘的底底板高程。在地基條件好好和上游水位位較高的情況況下，可以盡盡量提高底板板高程，或采采用泄流能力力高的實用堰堰。5.2.4過閘單寬流量量的確定決定單寬流量量大小的主要要因素是河床床抗沖能力。。·當選擇較大的的單寬流量時時，可以減少少攔河閘的閘閘室數(shù)量和縮縮短泄水前緣緣總寬度，降降低閘室總造造價。·但是，較大的的單寬流量對對河床沖刷破破壞的能量增增大，容易發(fā)發(fā)生沖刷破壞壞，需要加強強消能防沖設(shè)設(shè)施和護底措措施，增大相相應(yīng)造價。·河床抗沖能力力還與水流條條件有關(guān)。在在水深較大，，上下游水位位差較小，出出閘水流擴散散較平順的情情況下，同樣樣的土基條件件可以承受較較大的單寬流流量沖刷。在我國一般采采用的單寬流流量為5～30m3/s，下表為江蘇蘇省對不同閘閘基土壤選用用單寬流量的的經(jīng)驗值。在在砂礫石地基基上可以取更更大的單寬流流量。不同土壤不沖沖單寬流量表表閘址土壤粉土、粉砂淤土細砂土粉質(zhì)壤土粘土單寬流量(m3/s)5~1694~99~1212~245.2.5閘孔寬度的確確定一、閘孔總凈凈寬B0的確定（1）堰流時：當堰頂處于高高淹沒度（hs/H0≥0.9)時，(2)孔流時：（5-1）（5-7）（5-9）二、閘室單孔寬度度b的確定我國大中型水水閘的單孔寬寬度一般采用用8～12m。三、閘室總長度度L的確定閘室總寬度L=nb+(n-1)d，其中，d為閘墩厚度閘室總寬度擬擬定后，尚需需要考慮閘墩墩等的影響，，進一步驗算算水閘的過水水能力。從過水能力和和消能防沖兩兩方面考慮，，閘室總寬度度應(yīng)與河道寬寬度相適應(yīng)。。5.3水閘的消能防防沖設(shè)計一、水閘消能能防沖的特點點與高水頭泄水水建筑物相比比較，水閘的的消能防沖具具有以下顯著著的特點。（1）上游水頭小由于水閘大部部分建在平原原，水閘的上上游水頭較小小，下游水深深變化大，加加上河床土壤壤抗沖能力較較小，一般無無法采用挑流流式消能工。。只有下游河道道有足夠的穩(wěn)穩(wěn)定水深，并并且河床條件件較好的個別別情況下，才才考慮采用面面流式消能方方式。因此，在水閘閘工程中，廣廣泛地采取底流式消消能方式。（2）上下游水位落落差小，水流流佛氏數(shù)低這種情況多發(fā)發(fā)生在大流量量泄流情況。。此時往往是是形成不完全全水躍，甚至至是波狀水躍躍，消能極不不充分，加大大了下游防沖沖的護岸護底底工程。（3）大流量泄流不不一定是最危危險工況大流量泄流時時，上、下游游水位差很小小，消能防沖沖的任務(wù)更多多地在于防沖沖，順利地完完成上、下游游水面線的銜銜接。小流量泄流時時，上下游水水位差相對較較大。不論是是部分開啟閘閘孔還是閘門門控制開啟泄泄流，由于總總下泄流量較較小，下游水水位較低。此此時，如果設(shè)設(shè)計不當，容容易因水深不不足而形成遠驅(qū)水躍沖刷河床。因因此，泄水閘閘最危險工況況常發(fā)生在下下游無水的初初始開啟。如如寬敞河道上上的多孔水閘閘中，如果全全開其中一孔孔，往往因下下游水深較淺淺，局部單寬寬流量大，水水流流速高，，能量集中，，從而產(chǎn)生不不利沖刷。（4）地基條件較差差土基抗沖能力力低，經(jīng)過消消能工的余能能如處理不當當，仍然可能能沖刷河床。。根據(jù)上述分析析可知，水閘消能設(shè)計計的基本原則則是：促使水躍發(fā)發(fā)生在閘下一一定范圍內(nèi)，，最大限度地地通過表面水水滾消能，避避免造成下游游河床沖刷。。二、水閘消能防防沖布置水閘閘下消能能防沖典型布布置圖多數(shù)水閘采用用底流消能方式。在底流流消能中，水水躍發(fā)生區(qū)域域的水流非常常紊亂，只有有將水躍限定定在指定位置置，對其底部部采取專門的的保護措施，，才能保護河河床不被沖刷刷。為達到上述目目的，主要采采用如下幾種種措施：·護坦。保護水水躍范圍內(nèi)的的河床不受水水流沖刷。護護坦一般是鋼鋼筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，要求具具有足夠的抗抗沖、抗浮能能力。·消力池。創(chuàng)造造形成淹沒水水躍的條件。。為了將水躍躍控制在一定定范圍內(nèi)，并并保證形成淹淹沒水躍，需需要在下游形形成一定水深深，因此將護護坦高程下降降并低于下游游河床或用高高于下游河床床的尾坎使之之形成消力池池。消力池實實質(zhì)上就是形形成水躍、消消剎能量的地地方。·護岸。在消力力池的兩側(cè)，，設(shè)置邊墻，，以保護兩岸岸。·海漫。消除消消力池水流的的余能。·防沖槽。進一一步消除水流流的余能，防防止河床被淘淘刷，進一步步保護水閘閘閘室的安全。。（一）消力池池消力池的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式和尺寸寸應(yīng)充分滿足足底流水躍消消能的要求。。個別建在多泥泥沙河流上的的攔河閘，不不設(shè)消力池。。1．水躍共軛條件件（1）躍后共軛水深深h”與躍前收縮斷斷面水深hc之間的關(guān)系（2）收縮斷面水深深hc的確定消力池內(nèi)形成成水躍時，閘閘孔為自由出出流。閘孔自自由出流情況況下，躍前收收縮斷面水深深hc決定于上游水水位Zu與消力池底板板之間的高程程差E0，可按下式計算算。（3）躍后共軛水深深h與下游水深的的關(guān)系當下游水深不不能滿足共軛軛水深條件時時，將形成遠遠驅(qū)水躍或淹淹沒水躍。此此時，應(yīng)采用用合適的消力力池結(jié)構(gòu)促使使水躍發(fā)生在在消力池內(nèi)。。（5-15））2．消力池的結(jié)結(jié)構(gòu)形式當下游水深在在任何一級流流量下都能等等于或大于產(chǎn)產(chǎn)生水躍的共共軛水深時，，不需要設(shè)置置專門的消力力池，消力池池的底板可以以做成與河底底平齊的平底底。但是，這這種情況在工工程中很少見見。多數(shù)情況下表表現(xiàn)為下游水水深小于共軛軛水深，或表表現(xiàn)為部分流流量條件下大大于共軛水深深、部分流量量條件下小于于共軛水深。。為了在各級級流量下均滿滿足水躍共軛軛條件，常采采用消力池來來適應(yīng)這種水水位變化。·消力池的形成成大致有以下下幾種：（1）挖深式，如如圖(a)；（2）消力坎式，如如圖(b)；（3）綜合式，如圖圖(c)。消力池結(jié)構(gòu)形形式消力池的底板板一般低于閘閘室底板，形形成下降式消消力池。在水閘底板與與消力池之間間，采用直線線型斜坡連接接段連接。斜斜坡坡度為一一般1:3～1:6。在一般的情況況下，閘下流流速較高者宜宜采用較平緩緩的連接坡度度。對于落差較大大、流速較高高的情況，連連接段可以考考慮采用曲線線，曲線形狀狀多為拋物線線。消力池最好是是采用矩形等等寬斷面，其其寬度一般與與閘室總寬一一致。這種型型式的池內(nèi)單單寬流量分布布均勻，水流流流態(tài)好，消消能效果好。。為了適應(yīng)下下游河道地形形，也可以做做成擴散式，，減少單寬流流量。擴散段段一般與急流流斜坡段布置置在一起，擴擴散角不超過過7。此外，還有漸漸擴式消力池池，突擴式消消力池等形式式。3．消力池的深深度消力池的深度度應(yīng)該使池內(nèi)水深對對水躍產(chǎn)生一一定的淹沒度度，以保證在下下游水位波動動或下泄流量量突變等情況況下，不致于于使水躍轉(zhuǎn)變變?yōu)檫h驅(qū)沖刷刷下游河床。。淹沒度為5～10%。消力池深度按按下式計算：：d=0h-t-Z式中：0——淹沒系數(shù)，取取=1.05~1.10；t——下游水深；h——形成水躍的共共軛水深；Z——涌浪高度，消力池計算深深度d等于或小于零零時，表示無無需設(shè)置消力力池也能滿足足共軛水深要要求。（5-16））（5-13））4．消力池的長長度消力池總長度度包括斜坡段段和護坦水平平段。Lsj=Ls+Lj式中Ls—斜坡段水平投投影長度；Lj——自由水躍長度度；—水躍長度校正正系數(shù)，=0.7～0.8。水平段是發(fā)生生水躍的地方方，由于池末末尾坎的壅水水作用，水躍躍長度一般可可以縮短到自自由水躍長度度Lj的0.7～0.8倍。也有一些文獻獻規(guī)定，護坦坦水平段的長長度等于一個個自由水躍的的長度。自由水躍長度度Lj=6.9(h-h)。（二）護坦-消力池底板1．護坦的作用用護坦位于消力力池底部，是是消力池的底底板，保護消力池部部位河床不受受沖刷。在消力池范圍圍內(nèi)，水流流流態(tài)非常紊亂亂，底部流速速大，壓力脈脈動和流速脈脈動大，需要要有相當堅固固的結(jié)構(gòu)保護護河底。護坦坦就是保護河河床不受水流流沖刷，進而而保證閘室安安全的重要設(shè)設(shè)施，即使是是平底板消力力池也需要用用護坦護底。。2．護坦的材料料護坦一般為100#～150#混凝土。3．護坦的厚度度護坦板的厚度度，主要應(yīng)考考慮兩方面的的因素：抗沖和抗浮。抗沖：護坦在工作作時需要滿足足在水流沖擊擊作用下不會會掀起和下移移。根據(jù)動量方程程，護坦板在在下泄水流的的沖擊下，提提供的反力應(yīng)應(yīng)足以抵抗水水流的動量。。據(jù)此，護坦坦的抗沖厚度度為：抗浮：護坦在揚壓壓力和脈動壓壓力的合成作作用下不至于于浮起。作用用在護坦板上上的主要荷載載有：自重、、揚壓力、水水重、脈動壓壓力等。因此此，護坦的抗抗浮厚度為：：式中：t——消力池底板始始端的厚度；；H——閘孔泄水時的的上下游水位位差；k1——消力池底板的的計算系數(shù)，，k1=0.15～0.20；k2——消力池底板的的安全系數(shù)，，k2=1.1～1.3。U——作用在消力池池底板底面的的揚壓力（kPa）；W——作用在消力池池底板頂面的的水重（kPa）；Pm——作用在消力池池底板上的脈脈動壓力（kPa）；b——消力池底板的的飽和容重（（kN/m3）。設(shè)計時，應(yīng)取取上述兩式中中較大值作為為護坦板厚度度。護坦的厚度一一般采取變厚厚度，即：上上游端的厚度度大于下游端端的厚度。（三）海漫1．海漫的作用用水流在護坦內(nèi)內(nèi)消剎了大部部分能量后進進入海漫。這這時水流仍然然保持著一定定的剩余能量量，特別是水水流的垂直流流速分布不均均，底部流速速仍然較大，，水流脈動也也很劇烈。海海漫的作用就就是要消除水水流的余能，，調(diào)整流速分分布，均勻地地擴散出池水水流，使之與與天然河道的的水流狀態(tài)接接近，以保護護河床免受沖沖刷。2．海漫的結(jié)構(gòu)構(gòu)海漫的結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)該具有一定定的柔性的，，能夠適應(yīng)地地基的不均勻勻沉陷；·海漫應(yīng)該是透透水的，能夠夠順利地排出出滲水，降低低揚壓力；·海漫表面應(yīng)做做成粗糙的，，以加大與水水流的摩擦，，有利于消除除余能和調(diào)整整流速分布；；·海漫漫一一般般做做成成等等于于或或緩緩于于1:10的斜斜坡坡；；·海漫漫下下面面應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)墊墊層層。。3．海海漫漫的的長長度度式中中Lp———海漫漫長長度度（（m）；；qs———消力力池池末末端端單單寬寬流流量量（（m3/s）；；Ks———海漫漫長長度度計計算算系系數(shù)數(shù)，，可可參參考考下下表表。。Ks值表表河床土質(zhì)粉砂、細砂中砂、粗砂、粉質(zhì)壤土粉質(zhì)粘土堅硬粘土Ks14~1312~1110~98~7Ks值表表4．海海漫漫的的構(gòu)構(gòu)造造海漫漫的的構(gòu)構(gòu)造造和和抗抗沖沖（（抗抗磨磨））能能力力應(yīng)應(yīng)與與其其上上通通過過的的水水流流流流速速相相適適應(yīng)應(yīng)。。常常用用的的構(gòu)構(gòu)造造形形式式有有：：（1）干干砌砌石石海海漫漫用直直徑徑大大于于30cm的塊塊石石砌砌筑筑，，厚厚度度為為0.3～0.7m。干砌砌石石的的塊塊體體直直徑徑越越大大，，砌砌筑筑得得越越緊緊密密，，干干砌砌石石海海漫漫的的抗抗沖沖流流速速越越高高。。砌砌石石下下通通常常鋪鋪設(shè)設(shè)碎碎石石墊墊層層。。為為了了增增加加抗抗沖沖能能力力，，每每隔隔6～10m修建建一一道道漿漿砌砌石石埂埂。。（2）漿漿砌砌石石海海漫漫用水水泥泥砂砂漿漿將將塊塊石石砌砌筑筑而而成成。。漿漿砌砌石石的的抗抗沖沖能能力力大大于于同同樣樣粒粒徑徑大大小小的的干干砌砌石石海海漫漫，，但但柔柔性性和和透透水水性性較較差差，，常常布布置置在在海海漫漫緊緊接接消消力力池池的的前前1/3處。。漿漿砌砌石石海海漫漫中中應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)排排水水孔孔，，下下設(shè)設(shè)反反濾濾層層。。（3）拋拋石石海海漫漫用塊塊石石堆堆筑筑拋拋填填而而成成。。拋拋石石海海漫漫的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡簡單單，，施施工工速速度度快快，，整整體體柔柔性性好好。。石石塊塊越越大大，，其其抗抗沖沖流流速速越越大大。。可可按按下下式式選選取取石石塊塊粒粒徑徑。。式中中：：d———拋石石粒粒徑徑，，m；v———水流流流流速速，，m/s。（4）混混凝凝土土海海漫漫在缺缺乏乏石石料料的的地地方方，，可可用用混混凝凝土土板板鋪鋪筑筑形形成成海海漫漫。。混混凝凝土土板板一一般般為為正正方方形形，，邊邊長長2-5m，厚0.1-0.2m。混凝凝土土板板下下設(shè)設(shè)反反濾濾層層或或碎碎石石粗粗砂砂墊墊層層。。混混凝凝土土海海漫漫的的抗抗沖沖流流速速可可達達6-8m/s。（5）其其他他構(gòu)構(gòu)造造此外外，，海海漫漫還還有有鐵鐵絲絲石石籠籠、、梢梢捆捆、、鋼鋼筋筋混混凝凝土土等等結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式。。（6）組組合合式式海海漫漫在工工程程中中，，常常采采用用不不同同材材料料、、不不同同型型式式的的海海漫漫組組合合在在一一起起的的形形式式，，往往往往能能取取得得較較好好的的效效果果。。組組合合海海漫漫的的布布置置原原則則是是先先硬硬后后軟軟。。上上游游段段采采用用抗抗沖沖流流速速較較高高的的材材料料，，下下游游段段采采用用柔柔性性好好的的材材料料。。（四四））防防沖沖槽槽和和防防淘淘墻墻經(jīng)過過海海漫漫的的水水流流基基本本上上已已接接近近于于河河道道流流速速正正常常分分布布，，但但是是仍仍然然有有可可能能沖沖刷刷河河床床。。要要想想完完全全消消除除河河床床沖沖刷刷，，必必須須設(shè)設(shè)置置相相當當長長的的海海漫漫長長度度，，這這樣樣非非常常不不經(jīng)經(jīng)濟濟。。為為了了保保護護河河床床可可能能發(fā)發(fā)生生的的不不利利沖沖刷刷，，常常常常在海海漫漫末末端端設(shè)設(shè)置置防防沖沖槽槽。防沖沖槽槽內(nèi)內(nèi)由由一一定定粒粒徑徑的的塊塊石石填填充充而而成成，，當當海海漫漫末末端端發(fā)發(fā)生生河河床床底底部部沖沖刷刷時時，，防防沖沖槽槽內(nèi)內(nèi)的的塊塊石石會會向向下下滾滾落落，，自自動動補補充充到到被被沖沖刷刷的的河河床床上上，，防防止止沖沖刷刷進進一一步步向向上上游游發(fā)發(fā)展展，，影影響響海海漫漫的的安安全全。。防沖沖槽槽的的尺尺寸寸應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)可可能能沖沖刷刷深深度度確確定定，，槽槽內(nèi)內(nèi)石石塊塊體體積積應(yīng)應(yīng)略略多多于于繼繼續(xù)續(xù)沖沖刷刷后后形形成成護護坡坡的的石石頭頭方方量量。。在在我我國國，，防防沖沖槽槽多多采采用用寬寬淺淺式式，，頂頂寬寬10~17m，槽深深1.5~2.0m。在海海漫漫末末端端設(shè)設(shè)置置垂垂直直向向下下的的防防淘淘墻墻，，也也可可以以防防止止海海漫漫下下游游可可能能發(fā)發(fā)生生的的沖沖刷刷。。防防淘淘墻墻垂垂直直插插入入基基礎(chǔ)礎(chǔ)土土壤壤中中，，其其底底部部高高程程要要低低于于可可能能沖沖刷刷深深度度。。海漫漫末末端端的的河河床床沖沖刷刷深深度度可可按按下下式式計計算算。。式中中：：qm———海漫漫末末端端的的單單寬寬流流量量；；[v0]———河床床土土質(zhì)質(zhì)允允許許不不沖沖流流速速(m/s)；hm———海漫漫末末端端河河床床水水水水深深。。（五五））輔輔助助消消能能工工在消消力力池池中中，，可可以以加加設(shè)設(shè)輔輔助助消消能能工工，，其其作作用用是是促促成成水水躍躍，，提提高高消消能能效效果果，，減減小小消消力力池池的的長長度度和和深深度度，，降降低低尾尾坎坎高高度度。。最用用的的輔輔助助消消能能工工有有：：尾尾坎坎、、趾趾墩墩、、消消力力墩墩、、消消力力梁梁等等。。輔助助消消能能工工的的體體型型、、布布置置、、所所起起的的作作用用、、消消能能率率等等，，往往往往需需要要通通過過水水工工模模型型試試驗驗獲獲得得較較理理想想的的效效果果。。在實實際際工工程程中中，，需需要要何何種種輔輔助助消消能能工工，，應(yīng)應(yīng)針針對對工工程程存存在在的的問問題題設(shè)設(shè)置置。。1—趾墩墩；；2—消力墩；；3—尾坎（六）翼翼墻和護護坡下游翼墻墻的作用是是保護閘閘下兩岸岸不受沖沖刷，并并幫助水水流均勻勻擴散。。翼墻的長長度一般般不小于于海漫的的長度。。在消力力池范圍圍內(nèi)，翼翼墻（或或?qū)Γ┳詈米鲎龀摄U直直的，在在池后緩緩流區(qū)再再用扭曲曲面或其其他方式式與下游游坡連接接。在閘室下下游一定定長度的的河岸邊邊坡要進進行保護護。護坡形式有：：漿砌石石、干砌砌石、混混凝土板板。護坡坡腳腳與海漫漫、防沖沖槽的連連接處要要有可靠靠連接，，如設(shè)置置防淘墻墻等。水閘上游游的水流流流速往往往較大大，也應(yīng)應(yīng)該進行行護底和和護坡。。5.4水閘的防防滲排水水設(shè)計一、水閘閘的地下下輪廓布布置（一）水水閘地下下輪廓線線的幾種種情況水閘地下下輪廊線線，是指指閘基滲滲流場的的第一根根流線。。水閘閘下下防滲一一般包括括上游鋪鋪蓋、板板樁、閘閘底板和和不透水水護坦板板等設(shè)施施。因此此，水閘閘地下輪輪廓線一一般為：：從防滲滲鋪蓋前前端開始始，沿鋪鋪蓋、板板樁、底底板及護護坦，到到下游排排水的前前端為止止。地下輪廓廓線的布布置原則則是“上上堵下排排”。“上堵”主要指指：在閘閘基靠近近上游側(cè)側(cè)以防滲滲為主，，采取水水平或垂垂直降滲滲措施，，阻截滲滲水，消消耗水頭頭。“下排”主要指指：在防防滲體的的下游側(cè)側(cè)以排水水為主，，盡快排排除滲水水，降低低滲壓。。不同防滲滲排水布布置對閘閘底滲壓壓的影響響。（1）上游采采用防滲滲鋪蓋和和板樁、、閘底板板及護坦坦底部無無排水、、海漫底底部設(shè)排排水的情情況（圖圖a）1—鋪蓋；2—板樁；3—護坦；4—海漫；5—排水及反反濾層如圖（a），由于底板板及護坦坦底部均均未設(shè)排排水，雖雖然采取取了鋪蓋蓋、板樁樁等防滲滲措施，，但作用用在底板板及護坦坦上的滲滲透壓力力仍然較較大。（2）上游采采用防滲滲鋪蓋和和板樁，，閘下排排水向上上游延伸伸至護坦坦底部的的情況（（圖b）1—鋪蓋；2—板樁；3—護坦；4—海漫；5—排水及反反濾層如圖（b），上游采用用防滲鋪鋪蓋和板板樁，閘閘下排水水向上游游延伸到到護坦板板的底下下。與圖圖（a）相比，護護坦底部部沒有滲滲透壓力力，因此此閘底滲滲壓也明明顯減小小。（3）上游采采用防滲滲鋪蓋和和板樁，，閘下排排水向上上游延伸伸至閘底底后半部部的情況況（圖c）如圖（c），上游采用用防滲鋪鋪蓋和板板樁，閘閘下排水水進一步步前伸到到閘底的的后半部部。與圖圖（b）相比，閘閘底板承承受的滲滲壓更小小。1—鋪蓋；2—板樁；3—護坦；4—海漫；5—排水及反反濾層（4）上游采采用防滲滲鋪蓋，，在鋪蓋蓋上游端端設(shè)板樁樁，閘下下排水向向上游延延伸至鋪鋪蓋下游游端的情情況（圖圖d）1—鋪蓋；2—板樁；3—護坦；4—海漫；5—排水及反反濾層如圖（d），閘底板完完全沒有有滲壓。。（二）不不同地基基條件下下，水閘閘地下輪輪廓線的布布置1．粘性土地地基特點：粘粘性土地地基自身身的滲透透系數(shù)小小，而其其摩擦系系數(shù)則較較小。在在進行地地下輪廓廓布置時時，應(yīng)該該以降低低閘底滲滲壓、提提高閘室室穩(wěn)定性性為主。。措施：（a）盡可能將排排水向上游游延伸，減減小閘底板板滲透壓力力。如：將將閘下排水水的上游端端延伸到閘閘底板，甚甚至延伸到到整個底板板（如圖d）。（b）閘室上游以以防沖為主主，如：采采用混凝土土鋪蓋。（c）盡量不設(shè)置置板樁。粘粘性地基在在固結(jié)后，，土體結(jié)構(gòu)構(gòu)致密。如如果設(shè)置板板樁，則可可能破壞粘粘性土的天天然結(jié)構(gòu)，，在板樁與與地基間形形成集中滲滲流通道，，反而不利利于防滲。。2．砂性土地基基特點：砂性土閘閘基的特點點是摩擦系系數(shù)較大，，有利于閘閘室抗滑穩(wěn)穩(wěn)定。但是是，砂性土土抵抗?jié)B透透變形的能能力較差，，滲透系數(shù)數(shù)也較大，，故防滲設(shè)設(shè)計時應(yīng)以以防止?jié)B透透變形和減減少滲漏為為主。措施：（a）當砂土層很很厚，且為為粗砂或礫礫石時一般采用鋪鋪蓋與閘底底板上游端端板樁或垂垂直防滲墻墻相結(jié)合的方方式來增加加滲徑、減減小滲透坡坡降。板樁樁達不到不透水層層時，稱為為懸掛式板板樁。排水一般設(shè)設(shè)在護坦底底部即可（（如圖b），不必再向上游延伸。。（b）當砂土層很很厚，且為為細砂時除采用上述述措施外，，還可以在在鋪蓋的上上游端加設(shè)設(shè)短板樁，以以增加滲徑徑，減小滲滲透坡降。。（c）當砂土層較較薄，且不不透水層埋埋深不大時時當砂層較薄薄、不透水水層埋深不不大于水頭頭的（1~1.5）倍時，最最好是采用用齒墻或板板樁切斷砂砂層（圖c），徹底切斷閘閘下滲流通通道。這時時，在護坦坦底部仍需需設(shè)置排水水。這樣，，滲壓、滲滲透變形、、漏水等問問題都可以以得到較好好解決。（d）當?shù)鼗鶠榉鄯奂毶皶r粉砂地基容容易在動荷荷載作用下下發(fā)生液化化，應(yīng)盡量量將閘基四四周用板樁樁封閉起來來。這時，由于于下游側(cè)增增設(shè)了板樁樁，底板下下滲透壓力力有所增加加，應(yīng)在上上游側(cè)適當當加強防滲滲，以提高高閘室的穩(wěn)穩(wěn)定性（e）當?shù)鼗鶠殡p雙層或多層層地基時對于上層為為弱透水而而下層為強強透水的雙雙層或多層層地基，除除根據(jù)上層層地基情況況采取防滲滲措施外，，還是考慮慮承壓水作作用，驗算算上部覆蓋蓋層的抗?jié)B滲、抗浮穩(wěn)穩(wěn)定性。必要時可在在消力池設(shè)設(shè)深入強透透水層的排排水減壓井井。（三）閘基防防滲長度的的確定鋪蓋、板樁樁和閘底板板等不透水水部分與地地基的接觸觸線是閘基基滲流的第第一條流線線，稱為地地下輪廓線線。其長度度即為閘基基的防滲長長度。應(yīng)滿滿足：L=CH，式中：C-滲徑系數(shù)，，見表5-3；H-上下游水位位差。二、防滲排排水設(shè)施（一）水平平防滲-鋪蓋。鋪蓋材料有有粘土、混混凝土板、、鋼筋混凝凝土板、土土工膜等。。1．粘土鋪蓋蓋粘土鋪蓋應(yīng)應(yīng)不透水，，一般要求求粘土的滲滲透系數(shù)比比地基土壤壤的滲透系系數(shù)小100倍以上，常常為k=10-5~10-7cm/s。粘土鋪蓋在在與水閘底底板上游面面接觸處緊緊密貼緊，，不透水。。粘土鋪蓋厚度應(yīng)應(yīng)滿足鋪蓋土體本本身的允許許坡降。一一般自上游游向閘底板板逐漸加厚厚。上游端端的最小厚厚度由施工工條件決定定，一般為為0.5~0.75m。底板處的厚厚度由粘土土的滲透坡坡降決定，，一般為上上下游最大大水頭的1/4。·粘土或壤土土鋪蓋的表表面應(yīng)該設(shè)設(shè)保護層，，防止水流流沖刷或其其它破壞。。2．混凝土板鋪鋪蓋混凝土或鋼鋼筋混凝土土鋪蓋的最最小厚度不不小于0.4m；順水流方向向每隔8~20m設(shè)一道永久久縫，以適適應(yīng)溫變化化度和不均均勻沉陷。。縫寬一般般2~3cm。在混凝土板板鋪蓋與閘閘室底板連連接處應(yīng)設(shè)設(shè)置止水。。止水片的的材料為紫紫銅片、塑塑料片。3．防滲土工膜膜鋪蓋防滲土工膜膜的厚度根根據(jù)作用水水頭、膜下下土體可能能產(chǎn)生裂隙隙寬度、膜膜的應(yīng)變和和強度等因因素確定，，一般不小小于0.5mm。土工膜上部部鋪設(shè)保護護層，下部部設(shè)墊層，，防止樹枝枝、石子等等硬物刺破破。4．鋪蓋的長長度·鋪蓋的長度度根據(jù)閘基基防滲需要要確定，一一般采用上上下游最大大水位差的的3~5倍。·過度向上游游延伸鋪蓋蓋長度對降降低閘基滲滲透坡降、、減少揚壓壓力作用不不大，工程程量卻增加加不小。因因此，當鋪鋪度長度不不能滿足防防滲要求時時，可采用用垂直鋪蓋蓋、改變排排水布置等等措施解決決問題。（二）垂直直防滲垂直防滲設(shè)設(shè)施有鋼板板樁、鋼筋筋混凝土板板樁、木板板樁、混凝凝土防滲墻墻、高壓旋旋噴灌漿帷帷幕等。木材來源困困難，木板板樁易劈裂裂，施工質(zhì)質(zhì)量難以保保證。目前前，除少數(shù)數(shù)小型臨時時性工程外外，木板樁樁已很少使使用。鋼板樁強度度大，容易易打入地基基，用鎖扣扣連接后漏漏水少。鋼鋼板樁成本本較高，在在中小型工工程中目前前很少用，，但在一些些大型工程程中使用時時，能夠加加快施工速速度。鋼筋混凝土土板樁下端端為楔形，，以便于打打入地下。。板樁兩側(cè)側(cè)采用梯形形榫槽，用用鎖扣裝置置連接，可可減少板樁樁成形后的的樁間漏水水。板樁用用強夯逐漸漸打擊進入入預定位置置。鋼筋混混凝土板樁樁的最小厚厚度不小于于0.2m，寬度不小于于0.4m。（三）排水水措施1．排水層閘下排水層層一般采用用透水性很很好的卵石石、礫石、、碎石等材材料平鋪在在設(shè)計位置置，以便順順利地排除除滲水。排水石料的的粒徑一般般為1~2cm，在下部與地地基面之間間應(yīng)設(shè)置反反濾層。閘下排水向向上游延伸伸的位置由由地下輪廓廓布置確定定，在粘性性土地基上上可以一直直延伸到閘閘底板下面面。2．排水孔在護坦底部部設(shè)有排水水層時，常常在護坦的的后半部設(shè)設(shè)排水孔。。排水孔呈呈矩形或梅梅花形，孔孔徑5~8cm，孔距1.0~1.5m。三、閘基滲滲流計算水閘滲流計算的的目的：計算閘下下滲透場的的各滲透要要素，如滲滲透壓力分分布、滲流流出逸處的的滲透坡降降等。閘基滲流計計算的方法法主要有：流體力學學的理論解解法、水力力學法和試試驗法。（1）流體力學學的理論解解法由流體力學學知，在各各向同性地地基中，閘閘基滲流滿滿足下式的的拉普拉斯斯方程：式中H——滲流場內(nèi)的的水頭函數(shù)數(shù)。解析解：拉普拉斯斯方程在理理論上存在在解析解。。但是，只只有在邊界界條件十分分簡單的情情況下才能能求得其解解析解。對對于實際工工程中的復復雜邊界是是很難得到到直接求解解公式的。。盡管如此此，流體力力學的理論論解是其它它各種解法法的基礎(chǔ)。。有限元法：近年來得得到廣泛應(yīng)應(yīng)用的有限限元法，是是流體力學學的數(shù)值解解法之一。。流網(wǎng)法：流網(wǎng)法是是流體力學學法的一種種圖解法。。流網(wǎng)由流流線和等勢勢線組成，，相互正交交。用流網(wǎng)網(wǎng)法可以適適用于各種種情況，是是工程中解解決滲透問問題的簡單單而有效的的方法。（2）試驗法試驗法是一一種比較精精確的解法法，能夠解解決較復雜雜的邊界條條件和三維維滲流問題題。試驗法法需要一定定的設(shè)備條條件，且試試驗周期較較長，一般般用于解決決重大工程程或復雜工工程。（3）水力學法法水力學法方方法是一種種簡單而有有效的滲流流計算方法法，目前得得到廣泛應(yīng)應(yīng)用。水力學法主主要有：阻力系數(shù)法法和直線比例法法，是本章重重點介紹的的內(nèi)容。閘基滲流計計算方法之之一—直線比例法法1．勃萊法直線比例法法由勃萊在在1910年提出，該該方法基于于以下假定定：假定滲滲透水壓力力沿地下輪廊廊線的水頭頭損失是均均勻的。勃萊法計算算示意圖如圖所示：：滲徑長度度L為地下輪廊廊線的長度度，上下游游水頭差為為△H，根據(jù)直線比比例法，地地下輪廓線線上的平均均滲透坡降降為：在直線段上上，距下游游逸出點的的滲徑距離離為x處的滲壓水水頭為：2．萊因法（（改進的直直線比例法法）直線比例法法沒有考慮慮不同滲流流段的滲透透特性。萊萊因在1934年根據(jù)實際際資料分析析認為：單位長度滲滲徑上，水水平滲徑上上消耗的水水頭是垂直直滲徑的1/3。基于此，，提出了改改進的直線線比例法。。萊因法計算算示意圖如圖：將滲滲徑全部折折算成垂直直滲徑，則則：折算后的滲滲徑長度L為：L=L1+L2/3，其中L1為垂直滲徑徑長度，L2為水平滲徑徑長度。當滲流段為為傾斜段時時，大于45的按垂直滲滲徑考慮，，否則按水水平滲徑考考慮。3．安全滲徑徑系數(shù)勃萊和萊因因先后擔出出安全滲徑徑系數(shù)C和加權(quán)安全全滲徑系數(shù)數(shù)C的概念。要保證閘基基不發(fā)生滲滲透變形，，必須使地地下輪廓線線的滲徑長長度L>CH或L>CH。不同的地基基土質(zhì)條件件，其C和C不一樣。直線法計算算方便，可可應(yīng)用于工工程規(guī)劃和和可行性研研究階段初初擬閘基防防滲長度。。閘基滲流計計算方法之之二—改進的阻力力系數(shù)法改進的阻力力系數(shù)法計計算簡圖改進阻力系系數(shù)法計算算精度較高高，是《水閘設(shè)計規(guī)規(guī)范》推薦采用的的計算方法法。1．基本原理理將地下滲流流通道沿程程分作若干典典型滲流段段，根據(jù)滲流流的連續(xù)性性條件，首首先計算出出總的水頭頭損失，然然后計算各各段的滲透透水頭損失失和其它滲滲透要素。。根據(jù)達西定定律，某一一滲流段的的單寬流量量式中k——滲流場土料料的滲透系系數(shù)；Ji——該滲流段的的滲透坡降降；T——地基透水層層的厚度；；hi——滲流段的水水頭差；li——滲流段長度度。從上式可以以看到，i=是一個只與與滲流段的的幾何形狀狀有關(guān)的函函數(shù)，稱為為計算滲流流段的阻力力系數(shù)。在在該滲流段段上，滲透透水頭損失失hi=i。閘基滲透水水頭損失之之和等于上上下游水位位差，即根據(jù)上式，，只要知道道了各滲流流段的阻力力系數(shù)i和上、下游游水頭差H，則很容易計計算各段的的水頭損失失。2．計算步驟驟阻力系數(shù)法法計算閘下下滲流的具具體計算步步驟如下：：①計計算閘基的的有效深度度Te和計算深度度T；②將地下滲流流場分成n個滲流段。。③計計算各滲流流段的阻力力系數(shù)i。④計算閘下滲滲流的總阻阻力系數(shù)。。⑤計計算各分段段水頭損失失