水閘構成在水工建筑物中的分類

莽凱

摘 要：在水工建筑物中水閘是必要的結構，是一種低水頭建筑物，主要用于水位的控制，當關閉水閘上游的水位便會被抬高，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。當開啟閘門則能夠對下游的水量進行調節，主要用作排澇泄洪，并通過開閘的巨大水量進行沖沙。水閘的設置位置一般設在河流湖泊以及水庫渠道中。文章主要針對水閘的結構作用進行了詳細的分析，用以同廣大同仁進行交流。

關鍵詞：水閘；水工建筑；作用

中圖分類號：TV69 文獻標識碼：A

1 作用

在農田水利中低水頭水工建筑作為重要工程，被用于流量的調節以及水位的控制中，是水利樞紐的重要組成結構之一，用以對航運、防洪以及發電和灌溉等工程要求予以滿足。

2 分類

2.1 按承擔任務分

根據水閘所需要完成的任務不同可以將水閘分為分洪閘、進水閘以及節制閘三種。分洪閘設置位置一般在河道的一側，主要作用是對上游超過安全水位的洪水分流到預定的蓄水洼地以及湖泊，及時的消除洪峰，對河道中的水量進行調整，保證下游安全。而節制閘則是用來對水位進行調節的，用以控制流量。在枯水期通過節制閘可以抬高上游的水位，保證航運以及流域內的取水，而在洪水期則通過節制閘進行水流量的控制。而渠系建筑一般會在支渠分水口下游進行節制閘的設置，主要用于對水位繼續抬高，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設置進水閘，用來進行發電、用水以及灌溉需要。在灌溉渠系中，進水閘通常會被設置在干渠以下的渠道首端，其主要被用于對渠道中的水進行有效分配，而在江河沿岸排水渠則通常會設置分水閘、排水閘以及斗門，當外河的水位上漲時，閘門會自動關閉，避免由于外河水位上漲而導致的倒灌，而當外河水位下降，低于閘門時，則開閘排水，避免由于渠系水位過高而造成澇災?？梢哉f該種水閘具有雙面擋水作用。而在河流的河口區，通常會設置擋潮閘，其作用主要是對海水倒灌的預防，并對內河水位進行提高，從而蓄水灌溉，并在退朝后予以排澇。在擋潮閘上設置有通航孔，能夠進行有效的通潮，樣具有雙向擋水性能。

2.2 以結構進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部分組成。

3.1 上游連接段

其作用主要為對上游來水進行引導，將水流引入閘室，并保證水流的平穩，防止對河床及兩岸進行沖刷。

3.2 上游連接段主要有鋪蓋、上游翼墻以及護底、護坡和防沖槽組成。起到了引導水流、保護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有防沖槽、消力池、下游翼墻和護坡、海曼等結構。

其中海漫的主要作用在于對余能進行消除，對流速分布予以調整，主要采用石塊砌成，設置在消力池后，而消力池則同閘室相鄰布置，也是進行有效消能的主要結構。而防沖槽則是設置在海漫末端的結構，用于對河床沖刷的發展予以防治，也是一種防沖布置。而下游翼墻則是對兩岸的保護結構，使得水流能夠均勻的進行擴展。

3.4 閘室

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

底板的主要作用是用來承受荷載，作為閘室的基礎，會承受來自閘室以水閘其他結構的荷載綜合，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 閘址選擇的要求

節制閘或泄洪閘閘址宜選擇在河道順直、河勢相對穩定的河段，進水閘、分水閘或分洪閘閘址宜選擇在河岸基本穩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下游堤段。

5 水閘消能防沖過閘水流特點

出閘水流的流速一般都比較快，并且具有強烈的紊動現象。在上游，水位不會產生較大的落差，閘門的開啟程序會直接影響到出流形式。

6 排水設施以及防滲設施介紹

防滲設備包括齒墻、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備，其主要起到了排水改善以及持續降壓的作用，能夠將滲流向下游安全的引導。

板樁起到的主要作用為降低壓力，將矩板設置在下游側的閘室地板處，以降低出口位置的滲透壓力。而在布置閘室結構時，主要針對閘門、閘墩、底板以及胸墻等結構進行布置。

而工作橋在閘中主要用作管理人員操作以及啟閉機的設置。需要注意的是在連接水閘以及堤壩河岸的過程中，需要相關連接建筑進行連接，包括翼墻以及便墩，在必要狀態下需要設置防滲墻。主要起到了以下作用：首先對兩側的填土進行阻擋，保證堤壩以及兩岸達到要求的穩定性。其次，在引水以及泄水的過程中，翼墻則是起到了對水流的引導作用。第三，能夠有效的保證閘水利在通過兩岸以及堤壩時不會產生不利的沖刷作用。第四，可以對閘身兩側的射流進行控制，保證同水閘相連的堤壩或者岸坡不會產生滲透變形。最后，若是軟弱地基，通過獨立岸墻的設置能夠有效的降低沉降作用對于閘身的不利影響。

參考文獻

[1]揭梅，吳及英，張洪濤，李洪飛.清水混凝土施工技術在水工建筑物施工中的應用[D].抽水蓄能電站工程建設文集，2008.

[2]盧志榮.水工建筑物消能設計的分析研究[J].中國水運（下半月），2008（05）.

[3]唐宏進.水閘消能防沖設計實例[J].浙江水利科技，2004（03）.endprint