SL 265-2001（条文说明） 水闸设计规范.pdf

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1、中华人民共和国行业标准水闸设计规范SL265-2001 条文说明2001北京目次1 总则.(1 25) 2 水闸等级划分及洪水标准.(28) 2.1 工程等别及建筑物级别(128)2.2 洪水标准(130)3 闸址选择.(1 33) 4 总体布置.(1 37) 4. 1 枢纽布置(137)4.2 闸室布置(142)4.3 防渗排水布置(156)4.4 消能防冲布置(167)4.5 两岸连接布置(171)5 水力设计.(175)6 防渗排水设计.(185) 7 结构设计.(191)7.1 一般规定(191)7.2 荷载计算及组合(193) 7.3 闸室稳定计算(198)7.4 岸墙、翼墙稳定计算

2、(213)7.5 结构应力分析(214)8 地基计算及处理设计. (221) 8. 1 一般规定(221)8.2 地基整体稳定计算 (228) 8.3 地基沉降计算(233)8.4 地基处理设计(238)9 观测设计. . . . . . (257) 1总则1.0.1 水闸是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，具有挡水和泄(引)水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。根据我国已建水闸工程的资料统计，其挡水高度一般不大于15m，上、下游水位差一般不大于10m，且闸下多为底流式消能。本规范是在总结SD133-84(水闸设计规范(以下简称原规范)颁发10余年来我国水闸

3、工程建设实践经验的基础上，对原规范进行修订而成的。修订目的是为了适应水闸工程建设的需要，统一水闸设计标准和技术要求，提高水闸设计水平。为此要求水闸设计做到技术先进、安全可靠、经济合理、实用耐久、管理方便五个方面的要求。但对于这五个方面的要求，不能只强调其中某个方面而忽视其他几个方面。值得注意的是，我国沿海地区20世纪50年代末和60年代初修建的一些水闸工程因忽视耐久性的要求，后来陆续发生混凝土碳化、钢筋锈蚀进而引起顺筋裂缝等问题，影响到水闸结构的安全和使用寿命，因而不得不进行加固处理。这是一个教训。1. O. 2 本条是对原规范适用范围的重要修订。原规范规定的适用范围是平原区大、中型工程中的1

4、、2、3级水闸设计，山区、丘陵区的世水闸及平原区的4、5级水闸设计可参照使用。根据水利部水利水电规划设计总院的意见，本规范这次修订时将原规范的适用范围予以拓宽，取消有关地区性的限制，增加了有关岩基上水闸设计的若干技术规定。因此，不论是平原区或山区、丘陵区的水闸，也不论是土基上或岩基上的水闸，均可按照本规范的规定进行设计。但是修建在湿陷性黄土、膨胀士等特殊地基上的水闸地基处理设计，还应符合国家现行的有关标准的规定。修订后的本规范适用于新建、扩建的大、中型水闸设计，大、中型水闸的加固、改建设计以及小型才闸设计可参照使用。至于水库溢洪道在结构上虽具有与125 水闸相似的特点，但其设计应另按国家现行的

5、SL253-2000(溢洪道设计规范的规定执行。1. O. 3 水闸设叶所需要的各项基本资料主要包括闸址处的气象、水文、地形、地质、试验资料，以及工程施工条件、运用要求，所在地区的生态环境、社会经济状况等。气象资料主要是指降雨、风力、气温资料等。水文资料主要是指水位、流量、潮沙、泥沙、冰情资料等。地形资料主要是指闸址地形图和上、下游河道纵横断面图资料等。地质资料主要是指工程地质、水文地质、地震烈度资料等。试验资料主要是指岩石试验、土工试验、水工模型试验资料等。工程施工条件主要是指材料来源、对外交通运输、施工机具设备、水电供应条件等。运用要求主要是指水闸挡水、泄洪或控制泄水，以及其他综合利用的要

6、求等。1. O. 5 本条是由现行的SL01-97(水利水电技术标准编写规定引用的典型用语。与本规范有关的国家现行标准主要有:GB 50201 -94(防洪标准hGB 50218-94(工程岩体分级标准hGB 145-90(土的分类标准hGB 50021-94(岩土工程勘察规范); GB 50287-99(水利水电工程地质勘察规范hGB 50288一99(灌溉与排水工程设计规范); GB/T 50265-97(泵站设计规范hGB 50286-98(堤防工程设计规范hGB 50290-98(土工合成材料应用技术规范hGB 9-87(建筑结构荷载规范hGB 7-89(建筑地基基础设计规范hGB 1

7、39-90(内河通航标准hDL 502093(水利水电工程可行性研究报告编制规程hDL 5021-93(水利水电工程初步设计报告编制规程hSL 252-2000(水利水电工程等级划分及洪水标准hSDJ 302-88(水利水电工程环境影响评价规范h126 SL 72-94(水利建设项目经济评价规范hSL 197-97(水利水电工程测量规范(规划设计阶段) ; SL 55-93(中小型水利水电工程地质勘察规范hDL 5077-1997(水工建筑物荷载设计规范h中国地震烈度区划图(1990)使用规定)(国家地震局、建设部震发办1992J160号通知); SL 203-97(水工建筑物抗震设计规范hS

8、L 211-98(水工建筑物抗冰冻设计规范hSL/T 191-96(水工棍凝土结构设计规范hSDJ 20一78(水工钢筋混凝土结构设计规范hSL/T 225 -98(水利水电工程土工合成材料应用技术规范hSL 253-2000(溢洪道设计规范hSL 74-95(水利水电工程钢闸门设计规范hSL 41-93(水利水电工程启闭机设计规范hSDJ 338-89(水利水电工程施工组织设计规范hSL 27-91(水闸施工规范hSL 170-96(水闸工程管理设计规范hSL 75-94(水闸技术管理规程hSL 214-98(水闸安全鉴定规定hJGJ 79-91(建筑地基处理技术规范hJGJ 94-94(建

9、筑桩基技术规范hJTJ 261 266-87(船闸设计规范hJTJ 021 025-89(公路桥涵设计规范等。127 2 水闸等级划分及洪水标准2. 1 工程等别及建筑物级别2. 1. 1 平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由水闸、船闸、泵站、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵洞、渡槽等其他泄(引)水建筑物。水闸作为挡水、泄水的水工建筑物，其主要作用除了日常调节水位、控制流量或防止潮水倒灌而外，同时在汛期还排泄洪(涝)水，而且排洪(涝)流量往往较大。因此，选用最能直接反映水闸枢纽工程规模和主要特点的水闸最大过闸流量作为水闸枢纽工程的一项重要分等指标。1949年10月至1990

10、年底前，我国共修建了27600多座水闸，其中大、中型水闸2400多座。江苏、安徽、山东、河北等省一般将过闸流量1000旷/8以上的水闸列为大型，1000-100m3/s列为中型，100m3/s以下列为小型。本规范表2.1.1所列按最大过闸流量的分等指标即是根据上述规模划分标准制定的。根据江苏省截至1992年6月底的水闸设计资料统计，该省共修建设计级别为1、2、3级的大、中型水闸178座，其中1级水闸7座，2级水闸27座，3级水闸144座。除12座水闸的过闸流量不明外，其余166座水闸均可按本规范表2.1. 1 和表2.1.2的规定确定等别和级别。经对照，按本规范表2.1.1和表2.1.2的规定

11、确定的水闸级别与水闸原设计级别相符合的共有126座，符合率为75.9%，可见本规范表2.1.1规定的按最大过闸流量分等指标是基本合适的。2. 1. 2 本规范表2.1.2与现行的GB50201-94表6.1.2和国家现行的SL252一2000表2.2.1的规定相同。2. 1. 3 山区、丘陵区水利水电枢纽的类型很多，有以进水闸、冲沙闸为主的无坝取水枢纽，有以溢流坝(或泄洪闸)、进水闸、冲沙闸为主的有坝(闸)取水枢纽，有以溢流坝(或泄洪闸)、非溢流坝、船闸为主的航运枢纽，有以溢流坝(或泄洪闸)、非溢流坝、水电站为128 主的发电枢纽等，无坝取水枢纽和有坝(闸)取水枢纽亦可统称灌区渠首枢纽。总之，

12、这些枢纽中都少不了水闸。可是这些水闸在有的枢纽中尽管工程规模很大，而且排洪流量很大，但其级别却往往根据所属枢纽的工程等别及水闸自身的重要性而定(山区、丘陵区水利水电枢纽的工程等别应按国家现行的SL252-2000表2.1.1确定)。例如四川省几座拦河修建的河床式水电站枢纽，建在汛期行洪流量10000m3/s以上(有的高达3000040000m3/s)的青衣江、洁江、嘉陵江等大江大河上，具有防洪、发电、灌溉等综合效益。枢纽中平时用以调节水位、控制流量和汛期用以排世洪水的泄洪闸，若按其最大过闸流量指标应列为1级水工建筑物，但实际采用的设计级别却都是3级，因为水闸所属枢纽是水电站枢纽，其工程等别是按

13、照水电站装机容量确定的，而水闸设计级别又是按照枢纽工程等别确定的(见表1)。表1四川省几座河床式水电站枢纽简况水电站水闸枢纽设计级别枢纽工程建设编号装机单机容量孔径设计流量校核流量情况孔数等别水电站水闸台数(l04kW) (m) (m3/s) (m3/s) 1 3 3.3 12 12 29700 41400 E 3 3 在建2 3 2.5 20 12 16100 20200 E 3 3 在建2 12 3 3 2.0 10100 13300 E 3 3 已建成5 14 4 3 1. 6 17 12 19700 27300 E 3 3 在建5 3 1. 6 14 12 24100 31200 E

14、3 3 在建6 2 2.34 9 12 28200 38600 E 3 3 已建成7 3 1. 5 18 12 22400 33100 E 3 3 129 2.1.4 灌排渠系上的水闸是指灌排渠系上的进水闸、分水闸、排水闸、世水闸、退水闸等，是灌排渠系建筑物中的一种类型。现行的国家标准GB50288-99表2.o. 6规定的灌排渠系建筑物分级指标，适用于包括灌排水闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞、跌水与陡坡等在内的灌排渠系建筑物级别划分。由于灌排渠系上的水闸一般无泄洪要求，因此其级别可按该规范表2.0.6的规定确定。为便于使用，现将该规范表2.o. 6规定的灌排渠系建筑物分级指标抄录如下(见表2)

15、。工程级别过水流量(m3/s)表2灌排渠系建筑物分级指标2. 1. 5 位于防洪(挡潮)堤上的水闸，其重要性与防洪(挡潮)堤是一样的。有的防洪(挡潮)堤上的水闸即使规模不大，但一旦失事，其严重后果就像防洪(挡潮)堤的失事一样，且较难修复，因此防洪(挡潮)堤上的水闸级别只能高于或至少等于防洪(挡潮)堤的级别，而绝对不能低于防洪(挡潮)堤的级别。例如河南省人民胜利渠灌区渠首进水闸(正常流量60旷/5，加大流量85旷/5)和山东省打鱼张灌区渠首进水闸(设计流量120m3/5)的规模都不大，但都是位于黄河大堤上的引黄灌溉闸，具有和黄河大堤同样的重要性，黄河大堤的设计级别为1级，因此上述两灌区渠首进水闸

16、的设计级别均定为1级。类似的工程实例还有不少，在此不一一列举。2.2洪水标准2.2.1 平原区水闸是组成水闸枢纽工程的主要水工建筑物，其主要作用除了调节水位、控制流量而外，还承担排泄洪(涝)水的任务，运行工况有设计(正常运用)和校核(非常运用)两种。本规范表2. 2. 1与国家现行的SL252-2000表3.3.1中规定的水闸洪水标准基本相同。2.2.2 挡潮闸是建在潮沙河口处用以防止潮水倒灌的水工建筑130 物，有的还兼有蓄积淡水和排除洪(涝)水的作用。本规范表2.2.2与现行的GB50201-94中表6.4.3和国家现行的SL252-2000 中表3.3.2的规定基本相同。2.2.3 山区

17、、丘陵区水利水电枢纽中的水闸，作为永久性挡水、泄水建筑物，通常承担平时调节水位、控制流量和汛期排泄洪水的任务，其自身安全的重要性同枢纽中的其他永久性建筑物是一样的，因此山区、丘陵区水利水电枢纽中水闸的洪水标准，应与所属枢纽中其他永久性建筑物的洪水标准一致(山区、丘陵区水利枢纽中永久性建筑物洪水标准应按国家现行的SL252一2000表3.2.1确定)。例如四川省几座河床式水电站枢纽中的水闸洪水标准多数采用50年一遇设计、500年一遇校核，与枢纽中的河床式水电站洪水标准是一致的。当然这些水闸的洪水标准也可以采用高于水电站的洪水标准(比如采用100年一遇设计、1000年一遇校核或更高一些的洪水标准)

18、，但要与所在河流的洪水特性及流域防洪规划要求相适应，不能脱离实际地擅自提高洪水标准。2.2.4 本规范表2.2. 4与现行的GB50201-94中表6.3.1-1-GB 50288-99中表3.3.3，以及国家现行的SL252-2000中表3.4.1的规定完全相同。2.2.5 位于防洪(挡潮)堤上的水闸，其安全重要性与防洪(挡潮)堤是一样的，因此防洪(挡潮)堤上的水闸，其防洪(挡潮)标准只能高于或至少等于防洪(挡潮)堤的防洪(挡潮)标准，而绝对不能低于防洪(挡潮)堤的防洪(挡潮)标准。2.2.7 水闸闸下消能防冲设施是水闸的重要组成部分，其作用是消除过闸水流的动能，减缓水流速度，防止水流对下游

19、河床和岸坡的冲刷。当水闸行洪时，如果闸下消能防冲设施被冲垮，必然会直接危及闸室的安全，因此平原区水闸闸下消能防冲洪水标准应与该水闸洪水标准一致。这就是说，平原区拦河水闸或挡潮闸闸下消能防冲设计洪(潮)水标准应分别按本规范表2.2.1或表2.2.2规定的设计洪(潮)水标准执行，灌排渠系上的水闸闸下消能防冲设叶洪水标准应按本规范表2.2.4规定的设计洪水标准执行。至于131 山区、丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准，则可按本规范表2.2.7规定的设计洪水标准执行，这是因为山区、丘陵区水工建筑物的洪水标准一般是稀遇洪水标准，出现机率很少，且持续时间很短，若闸下消能防冲设施按稀遇洪水标准设计显然是偏高

20、的。根据我国多年工程实践经验，山区、丘陵区泄水建筑物消能防冲设计洪水标准，原则上可低于该泄水建筑物的洪水标准，这样可以节省工程投资，从而取得较好的经济效果。本规范表2.2.7与国家现行SL 252-2000中表3.2.4的规定完全相同。由于在许多情况下闸下消能防冲设施的安全性往往受始流条件控制，此时闸门开度不大，泄放的流量可能小于消能防冲设计洪水标准的流量，因此不论是平原区或山区、丘陵区的水闸，都应考虑世放小于消能防冲设计洪水标准流量时可能出现的不利情况。2.2.8 本规范表2.2.8与国家现行的SL252-2000中表3.5.1的规定是协调的。风险度是指工程施工期(8)与临时性建筑物选用的洪

21、水重现期(8)的比率。例如某工程施工期为缸，临时建筑物选用的洪水重现期分别为208，108、58或3a，则风险度分别为0.1、0.2、0.4或0.67，即分别有90%、80%、60%或33%的保证率;又如某工程施工期为18，临时建筑物选用的洪水重现期分别为208、108、58或3a，则风险度分别为0.05、O.t、O.2或0.33，即分别有95%、90%、80%或67%的保证率。因此，在工程施工期已定的情况下，临时建筑物选用的洪水重现期标准愈高，其抗风险的保证率则愈高;而在临时建筑物选用的洪水重现期已定的情况下，工程施工期愈短，其抗风险的保证率则愈高。132 3闸址选择3.0.2 水闸闸址的地

22、质条件对选好闸址至关重要。分析己建水闸工程的失事，其主要原因之一往往是闸址地质条件不好，或虽然经过人工处理但仍未处理好，属不良人工地基。因此，闸址宜优先选用地质条件良好的天然地基，最好是选用新鲜完整的岩石地基，或承载能力大、抗剪强度高、压缩性低、透水性小、抗渗稳定性好的土质地基。如果在规划闸址范围内实在选不到地质条件良好的天然地基，而且又没有其他选择余地时，那就只有采用人工处理地基，但往往是不经济的。国内已建水闸工程多数是修建在平原、滨海地区的土质地基上。而在土质地基中，以地质年代较久的粘土、重壤土地基为最好，淤泥、淤泥质粘土或粉砂、细砂地基最差，特别是粉砂、细砂地基抗惨稳定性最差，要尽可能避

23、开。至于中壤土、轻壤士、砂壤土、粉质壤土、粉质砂壤土或中砂、粗砂地基则属中等，如设计采取的措施失当，也有可能发生局部渗流破坏或局部冲刷情况。对此应予以注意。3.0.3 节制闸主要是用来调节水位、控制流量，以满足灌溉、航运、发电等要求，有的在汛期还负有排泄洪水的任务，使河(湖)水位不超过某一限定值，以免造成堤防溃决;而泄洪闸则以承担世洪任务为主，平时也可兼顾蓄水灌溉等要求。为了保证节制闸或泄洪闸泄水(特别是汛期世洪)通畅，减少对上、下游河(湖)床的冲淤影响和对堤防的威胁，节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段，经技术经济比较后也可选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上，这样可使过闸水

24、流平顺，单宽流量分布均匀，具有良好的水流状态。3.0.4 进水闸或分水闸主要是用来引水灌溉或发电，或向城镇及工矿企业供水;而分洪闸主要是将下游河道不能安全下泄的多余洪水泄入分洪区(亦称蓄洪区或滞洪区)。进水闸、分水闸与分洪闸133 虽然作用不同.但都建在河(渠)道岸边，在水流条件方面有着共同的要求。为了保证进水闸或分水闸有足够的引水量，并减少进口泥沙搬积或泥沙被挟带入渠，进水闸或分水闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸顶点稍偏下游处，因为在弯曲河(渠)段深槽一般都是靠近凹岸一侧，无论水位高低，主流随着深槽而偏向弯道凹岸，不仅对进水闸或分水闸引水有利，而且由于弯道环流作用，底沙向凸岸推

25、进，从而减少底沙被挟带入渠。一般情况下，进水闸或分水闸引水口至弯道起点之间的距离可按公式。)估算:L = KB J4fi + 1 式中L 进水闸或分水闸引水口至弯道起点之间的距离(m); B一-弯道前直线段的河槽宽度(m); R一弯道河槽中心线的弯曲半径(m); K一-与渠道分沙比有关的系数，一般取o.61. 0。位于弯道凹岸的分洪闸，其闸室迎向深槽主流方向，进闸流量分布均匀，对减免闸下冲刷则是有利的。至于分洪闸不宜选择在险工堤段和被保护重要城镇的下游堤段，主要是为了避免加重险工堤段的防洪负担和对被保护重要城镇的防洪保安构成威胁。3.0.5 排水闸(排涝闸)主要是用来排除河(湖)岸或灌区渠系集

26、水范围内低洼地区对农作物生长有害的积水，或防止外水倒灌影响堤内农作物的正常生长;而世水闸(退水闸)主要是用来排除渠道内的多余水量，或为了检修渠道时排除渠道内的积水。排水闸(排涝闸)与世水闸(退水闸)虽然所在位置有所不同，但其作用却是基本相同的，因此对水流条件的要求则是相同的。为了保证排水闸(排涝闸)或泄水闸(退水闸)能够有效地排除洼地积水或渠道内的余水，减免农田受淹损失或方便渠道检修，排水闸(排涝闸)或泄水闸(退水闸)闸址宜选择在地势低洼、出水通畅处，这样可缩短水头损失和土方量，增加有效排水量，减少工程投资。至于排水闸(排涝闸)闸址宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上，这134 是因为老堤

27、堤基经过较长时间的预压作用，承载能力较高，对减免地基处理工程量是有利的;同时由于闸址靠近主要涝区和容泄区，可以多排涝水和增加向容世区抢排的机会。3.0.6 挡潮闸分布在沿海地区受潮沙影响的感潮河段，主要是用来防止潮水倒灌影响堤内农作物的正常生长，并兼有排除集水范围内涝水的功能，同时还可用以调节内河水位，以满足农田灌溉和内河航运的需要。但因挡潮闸闸下水位受潮沙影响，过闸水流为变量流，水流条件较为复杂;加之我国沿海地区的潮沙类型及其挟沙能力，以及上游问道来水量及含沙量等均各不相同，对潮沙河口及附近海岸冲淤变化的影响也不一样，同时建闸后对其附近已建港航工程也会产生较大的影响，因此在选择挡潮闸闸址时，

28、应充分考虑这些影响因素。为了防止潮水涨落对闸下岸线和岸坡造成冲刷，并尽量减少纳潮时给感潮河段带来的泥沙淤积量，挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮沙问口附近。根据江苏省沿海地区修建挡潮闸的实践经验，挡潮闸闸址距离潮沙河口不宜超过1000m。至于要求闸址选择在那滩冲淤变化较小、上游河道有足够蓄水容积的地点，这是主要就大型漫滩行洪河道上海口挡潮闸而言的，因为在这样的地点建闸，闸址处河势比较稳定，而且闸上可以容蓄较多的来水，这对于闸下冲淤和更好地发挥挡潮闸效益都是有利的。3.0.7 当水闸建在多支流汇合口下游河道上时，其闸址最好远离汇合口，因为闸前需有足够长度的河段，用以调整由于各支流来水量的不等、

29、流向不正所形成的闸前不良进水条件，以避免出现各闸孔过闸流量不均、出闸水流冲刷岸坡的情况。例如江苏省某水闸位于紧临三条支流汇合口的下游河道上，各支流来水量不等，流向不正，来不及调整，这对该水闸的进水条件是十分不利的。实际运行情况证明:由于各闸孔过闸流量不均，致使出闸水流左右折冲，下游河床严重变形，岸坡明塌，不得不进行必要的加固处理。后经水工模型试验验证认为，凡在多支流汇合口下游河道上修建水闸，其闸址至汇合口应至少保持相当于水闸上游河道水面宽度的3倍距离。而上述某水闸与汇合口的距离还不足该水闸总宽度的1倍，以135 致造成严重的下游冲刷。3.0.8 在平原河网地区，有的水闸修建在交叉河口附近，当水

30、闸泄水时，交叉河口处的横向流速超过了船只安全通过交叉河口处时所能承受的极限值，以致发生不幸事故。因此，水闸最好建在距离交叉河口较远处。例如江苏省某水闸距离交叉河口仅400m，当水闸泄水时，对船只安全通过交叉河口威胁很大，曾发生过船只被吸入闸孔的情况，造成船翻人亡的悲惨事故。据水闸管理部门反映的意见，如果该水闸当初修建在距离交叉河口lOOOm以远处，即可避免发生上述事故。3.0.9 由于铁路桥或I、E级公路桥车流量大，交通繁忙，对附近水闸的正常运行有一定的干扰影响，为了保证水闸的正常运行和良好的使用环境，若在铁路桥或I、E级公路桥附近建闸，选定的闸址与铁路桥或I、E级公路桥的距离不宜太近。根据己

31、建大、中型水闸工程的调查资料，水闸轴线至上、下游护坦、海漫末端的长度最大可达100m左右，因此在一般情况下，水闸闸址(自闸轴线算起)与铁路桥或I、E级公路桥的距离至少不宜小于100m。至于在DI，IV级公路桥附近建闸，因E、N级公路桥的车流量不大，对水闸正常运行的干扰影响不大，故不受本条规定的限制，甚至还可尽量结合利用。3.0.12 过去修建水闸提倡尽量结合修建公路桥梁，现在我国交通事业发展迅速，各省(自治区、直辖市)基本实现了村村通公路或至少是乡乡通公路的目标，因此在选择水闸闸址时应尽量利用周围已有的公路设施，以方便水闸工程的施工和管理。本条所述的公路设施主要是指一般公路上的E、N级公路桥。

32、此外，本条所述的航运设施主要是指一般江河岸边的港口码头及天然、渠化河流或人工运河上的船闸等。动力设施主要是指火电厂或水电站及其输电线路等。通信设施主要是指公用通信局及通信线路等。136 4总体布置4. 1枢纽布置4. 1. 1 水闸枢纽是以水闸为主的水利枢纽，一般由水闸、船闸、水电站、泵站等建筑物组成。与其他水利枢纽一样，水闸枢纽布置应根据闸址地形、地质、水流等条件，以及该枢纽中各建筑物的功能、特点、运用要求等，合理安排好水闸与枢纽其他建筑物的相对位置。如能布置紧凑协调，就可组成整体效益最大的有机联合体，以充分发挥整个枢纽工程的作用;反之，不仅影响整个枢纽工程的正常运用，而且还将增加各建筑物的

33、施工难度和工程造价。例如以节制闸为主的水闸枢纽，一般是首先布置节制闸，然后再根据枢纽其他建筑物的功能、特点和运用要求，布置枢纽其他建筑物，当一旦遭遇洪水时，节制闸可及时开闸世洪，不影响枢纽其他建筑物的正常运用及下游河床和岸坡的稳定。又如具有世洪任务的水闸枢纽，一般是首先布置泄洪闸，使其过闸流态不影响枢纽其他建筑物的正常运用，且不致冲刷下游河床和岸坡，因为泄洪闸的过闸流量一般都比较大，如果流态不好，造成的后果是很严重的。4. 1. 2 为了保证节制闸或泄洪闸(特别是汛期泄洪)泄水通畅，减少对上、下游河(湖)床的冲刷影响和对堤防的威胁，节制闸或泄洪闸的轴线宜与河道中心线正交。根据原南京水利实验处的

34、试验资料，一般要求节制闸或泄洪闸上、下游河道的直线段长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度。位于弯曲河段的世洪闸，宜将其布置在河道深7j4部位，以保证其通畅世洪。4. 1. 3 为了保证进水闸或分水闸有足够的引水量或分水量，减少进水闸或分水闸闸前泥沙龄积或被挟带入渠，进水闸或分水闸的中心线与河道或渠道中心线的交角不宜超过300，其上游引河(渠)长度不宜过长。根据水工模型试验和原型观测资料的分析研究，进水闸进口137 水流状况主要与引水角的大小有关。引水角愈小，引水口前沿宽度愈长，进口水流转弯愈平缓，但土建工程量愈大;而引水角愈大，进口水流转弯愈急，水流的收缩程度愈剧烈，不但增大了闸上的水头损失，而

35、且由于进口水流流速分布不均匀，容易造成闸上和闸下的局部冲刷;同时，引水角愈大，进水口附近由于横向比降引起的横向环流愈显著，使推移质泥沙被带进口门愈多，进水口门上端的淤积情况也愈严重。根据前苏联Ty24-109-49(引水道式水电站的开敞式进水闸设计规范的建议，对于过闸水位差大于0.2m进水闸，其引水角不要大于300，并尽可能将引水角定得小些;对于过闸水位差小于0.2m的进水闸，其引水角可按公式(2)计算确定:lJ = cos-1号式中一一一引水角(0); v。一一引水口外的河道流速(m/s); V1 -引水口内的渠道流速(m/s)。(2) v一通常取V1VO即000，因此引水角通V1 常为锐角

36、。引水角的确定，还与引水渠道的引水比(即引水量与河道来水量的比值)有关。前苏联Ty24-109-49中指出，布置在河流弯道凹岸的进水闸，当引水比小于25%时，可以完全防止推移质泥沙进入引水渠道。我国一些引水工程的试验研究证实，当清水河流上引水工程的引水比超过50%或多泥沙河流上引水工程的引水比超过30%时，即使将引水工程布置在河流弯道凹岸，仍不能完全防止推移质泥沙被挟带入渠。在此情况下，直在引水工程前设置拦沙槛，并在其相邻位置设置冲沙闸，这样既可保证引水工程有足够的引水量，又可防止推移质泥沙被挟带入渠。因此，在布置进水闸时，对其引水角的确定应特别慎重。分洪闸通常是无坝分洪，即使有拦河节制闸与其

37、配合，在分洪138 时节制闸总是开放的，因此仍属于无坝分洪。为了使分洪时闸前不产生偏流，即过闸流量分布均匀，以减小下游消能防冲工程的负担，因此分洪闸的中心线宜正对河道主流方向。4. 1. 4 为了保证排水闸或世水闸能够及时有效地排除洼地积水或渠道内的余水，减免农田受淹损失和方便渠道检修，排水闸或泄水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过600，其下游引河(渠)宜短而直，以利迅速排(泄)水，并减少泥沙在下游引河(渠)淤积，同时对减少外江(河)对岸顶冲也有利。根据江苏省建闸实践经验，排水闸闸下泥沙淤积与大风风向有密切关系，在风向与下游引河(渠)方向一致时，闸下泥沙淤积量较多，因此下游引河(渠)

38、轴线方向宜避开建闸地区的常年大风向。4.1.5 滨湖水闸的轴线布置十分重要。为了保证滨湖水闸闸前来水平顺，各孔流速分布均匀，出闸后不致形成折冲水流，滨湖水闸的轴线宜尽量与来水方向正交。当滨湖水闸上、下游水面较宽阔时，可根据需要设一定长度的导水堤，以减少由于横向水流而引起的在边孔处发生立轴回流，各孔泄流不匀以及出闸水流扩散不良等现象。4. 1. 6 水闸枢纽是以水闸为主的水利枢纽，因此一般以水闸居中布置，具有通航、发电或抽水灌溉作用的船闸、水电站或泵站等其他建筑物原则上宜靠岸布置。根据江苏、安徽等省某些工程实践经验，这些建筑物可布置在水闸两侧，但船闸不宜与泵站或水电站布置在同一岸侧。船闸、泵站或

39、水电站与水闸相对位置的确定，除应注意解决其自身安全运行问题外，还应以不影响水闸通畅泄水为原则。例如安徽省某灌区渠首引水枢纽，包括拦河节制闸、进水闸、船闸等建筑物。拦河节制闸布置在引河弯道末端的老河床深槽处，进水闸布置在与拦河节制闸相邻的凹岸，而船闸则布置在与进水闸相邻的同一侧河岸上，上游引航道与引河连接，下游引航道与灌溉渠道相通，这样的布置对进水闸引水和船闸通航都比较有利，既可保证进水闸能按期从河道中引取所需要的水量，又使船闸避开受对岸(凸岸)老河床宽浅影响对通航不利的问题。又如安徽省茨139 准新河上某水闸枢纽，包括拦河节制闸、进水闸、排水闸、排水地涵、船闸和泵站等建筑物，整个枢纽布置在新开

40、河道的出口处。船闸紧靠拦河节制闸右侧布置，都放在新开挖的河槽中，船闸上、下游与拦河节制闸之间分别用导航墙隔开，以保证船只通航安全。进水闸、排水闸和泵站均布置在河道左岸，泵站是灌溉、排水两用，既可从拦河节制闸闸下通过进水闸将水抽入闸上新开河道，供闸上取水灌溉之用，也可通过排水闸和横穿两岸的排水地涵，抽排新河两岸洼地的潜水，这样的布置紧凑合理，使用安全方便。再如安徽省淮河上某水闸枢纽，包括拦河节制闸、船闸和水电站等建筑物。拦河节制闸布置在老河床上，没有选择的余地。因老河床宽度不足，船闸只能布置在河岸上，考虑到建筑材料来源和交通运输等因素，将船闸布置在南岸距拦河节制闸约200m处，中间用导流堤隔开，

41、船闸上、下游引航道分别长达1000m左右，船只进出引航道均比较安全方便，但土方量增加较多。水电站布置在拦河节制闸两端，与拦河节制闸并列。后因原规划有误，发现拦河节制闸泄洪能力不足，必须增辟分洪道，同时扩建时只图施工快速方便，将分洪道布置在船闸南面，致使分洪时影响船闸航行条件，显然是考虑不周造成的。4. 1. 7 在多泥沙河流上，常在进水闸进水口或其他取水建筑物取水口的相邻位置设置冲沙闸(排抄闸)或泄洪冲沙闸，以冲泄进水闸进水口或其他取水建筑物取水口处的淤积泥沙。如果进水口或取水口高出河床很多，也可在进水口或取水口的口门下设置冲沙廊道，而不另设置冲沙闸(排抄闸)。为了减少泥沙被进水闸引水时挟带入

42、渠，或减少对船闸、水电站、泵站等取水建筑物安全运行的影响，应特别注意解决进水闸进水口或其他取水建筑物取水口可能产生的泥沙淤堵问题。4. 1. 8 在平原水网地区建闸，原河道一般都是通航河道，或虽然目前不通航，但要求将来能够通航。因此，当水闸建成后上、下游平水机会较多时，为了满足河道通航要求，可设置12孔通航孔(兼作泄水孔)。在江苏省沿江、沿海地区，不少水闸都设有通航孔，通140 航孔一般设在河道的一侧或两侧，其上、下游设有简易的引航、导航设施。当水闸枢纽设有泵站或水电站时，为了保证船只安全过闸和泵站或水电站的安全运行，通航孔不宜紧靠泵站或水电站布置。4. 1. 9 当水闸上、下游水位差不大，且

43、原河道有过木要求时，为了满足过木要求，可设置过木孔或在岸边设过木道。根据四川省某水闸设置过木孔的经验，过木孔宜设在河道主流集中的位置，采用下卧式弧形闸门，门上设有溢流板，以便漂木随主流集中漂放过闸。当水闸枢纽设有泵站或水电站时，为了保证泵站或水电站的安全运行，过木孔或岸边过木道不宜紧靠泵站或水电站布置。4. 1. 10 当水闸经常有水流下泄，且有过鱼要求时，为了满足过鱼要求，可结合岸墙、翼墙的布置设置鱼道，这样布置紧凑，经济合理。根据江苏、安徽等省在沿江地区设置鱼道的实践经验，鱼道进口一般设置在鱼类泪游和集群的地方，但附近的水流不应有璇涡、水跃等扰动情况。鱼道下泄水流宜与河道水流斜交，使鱼类容

44、易找到上溯进口;鱼道出口不宜紧靠泄洪闸，以免上溯至上游的鱼再被冲至下游。4. 1. 11 在平原区，水力资源缺乏，如水闸上游有余水可以利用，且有发电要求时，为了满足发电要求，可结合岸墙、翼墙的布置设置小型水力发电机组或在边闸孔内设置可移式发电装置。这种发电机组或发电装置虽然发电量不大，但对于平原区水闸管理单位来说，是十分可贵的。江苏省近年来在不少有条件的水闸工程中，利用加固改造的机会，在岸墙、翼墙内设置小型水力发电机组或在边闸孔内设置可移式发电装置，取得较好的经济效益。4. 1. 12 水工模型试验是研究和验证水闸世水能力、下游消能和上、下游冲龄状况，以及整个枢纽工程水流条件的最好方法。但是，

45、进行水工模型试验往往需要有一定的时间和经费，因此本规范只规定，在水流流态复杂的大型水闸枢纽布置，应经水工模型试验验证。至于模型试验的范围，除包括水闸上、下游护坦、海漫以内的范围外，还应包括水闸上、下游护坦和海漫以外有可能产生冲淤的河段。141 4.2闸室布置4.2.2 闸室结构有开敞式、胸墙式、涵洞式和双层式等。开敞式闸室亦称堪流式闸室，其泄流特点是闸门全开时过闸水流具有自由水面，一般闸槛高程较高、挡水高度较小的水闸都采用这种型式。当闸门全部打开时，闸室过水断面积和世流量都随着水位的抬高而增大，这对需要泄洪、分洪的水闸是一个很大的优点，因此泄洪闸或分洪闸宜采用开敞式。由于过闸水流不受任何阻挡，

46、大量漂浮物可随着水流下泄，不致阻塞闸孔，因此有排冰、过木要求的水闸或有通航要求的闸孔，应采用开敞式。胸墙式和涵洞式闸室亦称孔流式闸室，其世流特点是闸门全开时过闸水流只能通过固定孔洞下1世，自由水面受到闸室顶部的固定结构部件(如胸墙或涵洞顶板等)所阻挡，一般闸槛高程较低、挡水高度较大的水闸常采用这种闸室结构型式。对于闸上水位变幅较大，高水位时需关闸挡水，而闸室总净宽为低水位时的过闸流量所控制，即挡水水位高于泄水运用水位，或者为防止闸下局部冲刷，有限制过闸单宽流量要求的水闸，采用这种闸室结构型式也较为合适，这样既不影响水闸的过水能力，又可减小闸门高度和启门力，降低工作桥高度(在有抗震要求的地区，更

47、能显示出它的优越性)。有鉴于此，沿江、沿海地区的排水闸(排涝闸挡潮闸，多数采用这种闸室结构型式。但是，这种闸室结构型式显然不适用于排冰、过木等要求的水闸。同时，由于闸室顶部设有固定结构部件的闸孔，很难满足通航净空的要求，因此也不适用于兼有泄水和通航作用的闸孔。双层式闸室亦称混合泄流式闸室，是一种分上、下两层，分别装设闸门，既具有面层泄流能力，又具有底层泄流能力的闸室结构。其泄流特点是:开启上层闸门时可利用面层?世流泄放洪水和漂浮物，开启下层闸门时可利用底层泄流冲走闸前淤积的泥沙。这种型式多数适用于拦河节制闸或进水闸、分水闸。有时在软弱地基上建闸，为了加强闸室垂直水流向的横向刚度，以减小地基的不均匀142 沉降和闸室的结构变形，往往在闸室中部增设一层水平横向隔板，以构成上、下两层泄水通道，但共用一道闸门，这在运用要求上与棍合泄流式闸室是不尽相同的。4.2.3 整体式闸室结构是在闸墩中间设顺水流向永久缝(沉降缝、伸缩缝)，将多孔水闸分成若干闸段，每个闸段一般由24个完整的闸孔组成。这种结构适用于地质条件较差、可能产生不