莽凱

摘 要：在水工建筑物中水閘是必要的結(jié)構(gòu)，是一種低水頭建筑物，主要用于水位的控制，當(dāng)關(guān)閉水閘上游的水位便會(huì)被抬高，主要用來攔洪擋潮以及蓄水，從而保證上游取水需要以及具有足夠的水能夠通航。當(dāng)開啟閘門則能夠?qū)ο掠蔚乃窟M(jìn)行調(diào)節(jié)，主要用作排澇泄洪，并通過開閘的巨大水量進(jìn)行沖沙。水閘的設(shè)置位置一般設(shè)在河流湖泊以及水庫渠道中。文章主要針對(duì)水閘的結(jié)構(gòu)作用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，用以同廣大同仁進(jìn)行交流。

關(guān)鍵詞：水閘；水工建筑；作用

中圖分類號(hào)：TV69 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 作用

在農(nóng)田水利中低水頭水工建筑作為重要工程，被用于流量的調(diào)節(jié)以及水位的控制中，是水利樞紐的重要組成結(jié)構(gòu)之一，用以對(duì)航運(yùn)、防洪以及發(fā)電和灌溉等工程要求予以滿足。

2 分類

2.1 按承擔(dān)任務(wù)分

根據(jù)水閘所需要完成的任務(wù)不同可以將水閘分為分洪閘、進(jìn)水閘以及節(jié)制閘三種。分洪閘設(shè)置位置一般在河道的一側(cè)，主要作用是對(duì)上游超過安全水位的洪水分流到預(yù)定的蓄水洼地以及湖泊，及時(shí)的消除洪峰，對(duì)河道中的水量進(jìn)行調(diào)整，保證下游安全。而節(jié)制閘則是用來對(duì)水位進(jìn)行調(diào)節(jié)的，用以控制流量。在枯水期通過節(jié)制閘可以抬高上游的水位，保證航運(yùn)以及流域內(nèi)的取水，而在洪水期則通過節(jié)制閘進(jìn)行水流量的控制。而渠系建筑一般會(huì)在支渠分水口下游進(jìn)行節(jié)制閘的設(shè)置，主要用于對(duì)水位繼續(xù)抬高，從而滿足用水的需求。

在河道以及渠道和湖泊的岸邊通常會(huì)設(shè)置進(jìn)水閘，用來進(jìn)行發(fā)電、用水以及灌溉需要。在灌溉渠系中，進(jìn)水閘通常會(huì)被設(shè)置在干渠以下的渠道首端，其主要被用于對(duì)渠道中的水進(jìn)行有效分配，而在江河沿岸排水渠則通常會(huì)設(shè)置分水閘、排水閘以及斗門，當(dāng)外河的水位上漲時(shí)，閘門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，避免由于外河水位上漲而導(dǎo)致的倒灌，而當(dāng)外河水位下降，低于閘門時(shí)，則開閘排水，避免由于渠系水位過高而造成澇災(zāi)。可以說該種水閘具有雙面擋水作用。而在河流的河口區(qū)，通常會(huì)設(shè)置擋潮閘，其作用主要是對(duì)海水倒灌的預(yù)防，并對(duì)內(nèi)河水位進(jìn)行提高，從而蓄水灌溉，并在退朝后予以排澇。在擋潮閘上設(shè)置有通航孔，能夠進(jìn)行有效的通潮，樣具有雙向擋水性能。

2.2 以結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分可以將水閘分為涵洞式以及開敞式兩種。

3 水閘的組成

水閘主要有上游連接段、閘室以及下游連接段三個(gè)部分組成。

3.1 上游連接段

其作用主要為對(duì)上游來水進(jìn)行引導(dǎo)，將水流引入閘室，并保證水流的平穩(wěn)，防止對(duì)河床及兩岸進(jìn)行沖刷。

3.2 上游連接段主要有鋪蓋、上游翼墻以及護(hù)底、護(hù)坡和防沖槽組成。起到了引導(dǎo)水流、保護(hù)堤岸河床以及防沖的作用。

3.3 下游連接段段

下游連接段主要包括了現(xiàn)有防沖槽、消力池、下游翼墻和護(hù)坡、海曼等結(jié)構(gòu)。

其中海漫的主要作用在于對(duì)余能進(jìn)行消除，對(duì)流速分布予以調(diào)整，主要采用石塊砌成，設(shè)置在消力池后，而消力池則同閘室相鄰布置，也是進(jìn)行有效消能的主要結(jié)構(gòu)。而防沖槽則是設(shè)置在海漫末端的結(jié)構(gòu)，用于對(duì)河床沖刷的發(fā)展予以防治，也是一種防沖布置。而下游翼墻則是對(duì)兩岸的保護(hù)結(jié)構(gòu)，使得水流能夠均勻的進(jìn)行擴(kuò)展。

3.4 閘室

閘室作為水閘最重要的部位其結(jié)構(gòu)也是最為復(fù)雜的，包括了交通橋、工作橋以及岸墻、胸墻和閘門、閘墩，此外還有最基礎(chǔ)的底板。

底板的主要作用是用來承受荷載，作為閘室的基礎(chǔ)，會(huì)承受來自閘室以水閘其他結(jié)構(gòu)的荷載綜合，并將荷載較均勻地傳給地基并利用底板與地基土摩擦來維持閘室穩(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(jī)和工作人員操作機(jī)器之用。

岸墻：閘室與河岸的連接結(jié)構(gòu)，主要以擋土，并且有側(cè)向防滲作用

4 閘址選擇的要求

節(jié)制閘或泄洪閘閘址宜選擇在河道順直、河勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定的河段，進(jìn)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(diǎn)稍偏下游處，但分洪閘閘址不宜選擇在險(xiǎn)工堤段和被保護(hù)的重要城鎮(zhèn)下游堤段。

5 水閘消能防沖過閘水流特點(diǎn)

出閘水流的流速一般都比較快，并且具有強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象。在上游，水位不會(huì)產(chǎn)生較大的落差，閘門的開啟程序會(huì)直接影響到出流形式。

6 排水設(shè)施以及防滲設(shè)施介紹

防滲設(shè)備包括齒墻、防滲墻以及中板墻和排水堤，其中齒墻、反濾層、防滲墻為水平防滲設(shè)備，其主要起到了排水改善以及持續(xù)降壓的作用，能夠?qū)B流向下游安全的引導(dǎo)。

板樁起到的主要作用為降低壓力，將矩板設(shè)置在下游側(cè)的閘室地板處，以降低出口位置的滲透壓力。而在布置閘室結(jié)構(gòu)時(shí)，主要針對(duì)閘門、閘墩、底板以及胸墻等結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。

而工作橋在閘中主要用作管理人員操作以及啟閉機(jī)的設(shè)置。需要注意的是在連接水閘以及堤壩河岸的過程中，需要相關(guān)連接建筑進(jìn)行連接，包括翼墻以及便墩，在必要狀態(tài)下需要設(shè)置防滲墻。主要起到了以下作用：首先對(duì)兩側(cè)的填土進(jìn)行阻擋，保證堤壩以及兩岸達(dá)到要求的穩(wěn)定性。其次，在引水以及泄水的過程中，翼墻則是起到了對(duì)水流的引導(dǎo)作用。第三，能夠有效的保證閘水利在通過兩岸以及堤壩時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不利的沖刷作用。第四，可以對(duì)閘身兩側(cè)的射流進(jìn)行控制，保證同水閘相連的堤壩或者岸坡不會(huì)產(chǎn)生滲透變形。最后，若是軟弱地基，通過獨(dú)立岸墻的設(shè)置能夠有效的降低沉降作用對(duì)于閘身的不利影響。

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