宁波天成水利水电设计有限公司 浙江省宁波市 315100
摘要：水闸建成挡水后，形成上下游水位差，此时它承受着水平方向的水压力，有可能促使水闸向低水位-侧发生滑动，所以水闸必须有足够的重量来维持它的抗滑稳定。同时，上下游水位差又引起闸基和两岸土壤的渗流。闸基渗流的渗透压力、自下而上地作用在水闸底部，减小水闸的有效重量，不利于水闸的抗滑稳定。因此，要采取合理的防渗排水措施，尽可能减小闸底的渗透压力，并防止闸基及两岸土壤发生渗透破坏。只有科学合理选择防渗设施，提高防渗设施施工质量，才能提升水闸防渗防水技术水平，有效地提高整个水利工程项目的质量。
关键词：水闸；渗透；防渗设施
前言：
水闸是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，依靠闸门控制水流，具有挡水和泄水的双重功能，关闭闸门可以拦洪、挡潮、抬高水位，以满足上游取水或通航的需要。
上下游水位差的作用下，在水闸的闸基及两岸土体内产生闸基渗流和侧向绕流两类，闸基渗流属于有压渗流；绕过两岸连接结构的渗流具有自由水面（浸润面），属于无压渗流。闸基渗流对闸室底板产生向上的渗透压力，减小了闸室的有效重量，而两岸的绕渗，不仅对水闸岸、翼墙底面产生向上的渗透压力，而且会对墙背产生侧向水压力。闸基渗流和岸坡绕渗会导致水库漏水引起水量损失，渗透压力对闸室和两岸联接建筑物的稳定产生不利影响，更重要的是可能导致在闸基、岸坡以及渗流出逸处发生渗透变形，直接危害水闸的安全。
1水闸的组成部分
水闸由上游连接段、闸室段和下游连接段三部分组成。
a.上游连接段其主要作用是引导水流平顺地进入闸孔，防冲，防渗。这一段包括铺盖、护底、两岸的冀墙和护坡；b.闸室段是水闸的主体，其主要作用是安装闸门和启闭机械，进行操作控制水流。它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥、交通桥等；c.下游连接段其主要作用是消能、防冲；促使水流均匀扩散，避免不利流态对下游的影响；同时排除地基渗流，减免其不利影响。这一段包括消力池、海漫、防冲槽以及翼墙、护坡等。
2闸室的构造
2.1闸底板
闸底板是闸室的基础，它起着防冲和防渗及承受闸室荷载并均匀地传给地基的作用，同时利用底板与地基之间的摩擦力来维持闸室的稳定。底板的结构有整体式和分离式，前者为闸底板与闸墩基础浇筑成整体、它适用于软土地基；后者为闸底板与闸墩基础用缝分隔，因其底板厚度较薄，难以适应地基的沉陷变形。
2.2闸墩
闸墩的主要作用是分隔闸孔，支承胸墙和闸门，并作为工作桥和交通桥的支承。闸墩的外形应使水流顺畅，闸墩头部和尾部多采用半圆形或流线形设计。闸墩的长度应满足胸墙、闸门、工作桥、交通桥等的布置需要。一般边墩与底板顺水方向的长度相同，而中墩可稍短。闸墩的厚度必须满足稳定和强度的要求，它与闸门的型式和跨度有关。开敞式水闸闸槽上游的墩顶高程，一般应高于上游最高洪水位，并有一定安全超高。
2.3胸墙
胸墙是闸室孔上部的挡水结构。胸墙顶高程-般与闸墩同高，底部高程应满足孔口泄流能力的要求。其结构型式为小跨度闸孔多用板式胸墙和大跨度闸孔用梁板式胸墙。它由墙板、顶梁、底梁和次梁等组成。
2.4闸门和启闭设备
a.闸门。闸门按其工作性质分为工作闸门和检修闸门。前者用来操作控制流量和水位；后者用于检修工作闸门，或闸槽时作为临时挡水之用。闸门的结构型式通常是平面闸门、弧形闸门和叠梁闸门。b.启闭机。闸门常用的启闭设备有卷扬式启闭机、螺杆式启闭机和液压式启闭机三种。其中第-种应用最为广泛，-般用于弧形闸门，或靠自重（或加重）关闭以及要求较短时间内启闭的闸门，第二种在小型工程上广泛采用，大重量的螺杆启闭机，多用于闭门时需加压的深孔闸门。第三种是很有发展前途的启闭机，它的优点是动力小、启闭力大，机体体积小、重量轻、能集中操作，且操作平稳安全，对闸门有减震效能。
2.5工作桥和交通桥
a.工作桥。为了安置闸门启闭设备及工作人员操作的需要，通常在闸墩上设置工作桥。其结构型式，小型水闸一般采用板式结构；大中型水闸多采用钢筋混凝土预制安装的梁板结构。b.交通桥。当有公路交通要求时．应按公路标准设置公路桥。其结构型式为：小跨度的水闸常采用板式结构；中等跨度（8~20m）常采用T形梁结构；大跨度则应采用预应力钢筋混凝土结构；并且多数采用单跨简支式。
3水闸的防渗和排水布置
水闸建成挡水后，在上下游水位差作用下，水自上游经过闸基和绕过筒墙向下游渗流。
渗流对水闸的不利影响有：a.闸基渗流对闸底产生向上的渗透压力，从而减小闸室的有效重量，降低闸室的抗滑稳定性；b.闸基溶流和两岸绕溶，可能引起地基和两岸土壤发生渗透破坏，甚至引起水闸的失事；c.严重渗漏将引起大量的木量损失。为了防止渗流对水闸的不利影响，通常在上游采取防治措施，尽量阻滞水流渗入闸基；下游采取排水措施。将渗入闸基的水排除出来。
3.1防渗设施
水闸中常用的防渗设施有水平铺盖、板桩和齿墙等。a.水平铺盖。用粘土、粘壤土或钢筋混凝土等透水性较小的材料，在闸室上游铺设一层防渗层、用以延长渗径，从而减小渗透坡降和作用于闸底上的渗透比力；b.板桩。将板桩并排打入闸基形成一道防渗墙，在垂直方向延长渗径、起减小渗透坡降和渗透压力的作用。垂直防渗要比水平防渗效果显著。一般板桩适用于砂性土地基，常用的有木板桩和钢筋混凝土板桩。近几年来。各地又发展了高压定喷等垂直防渗措施；c.齿墙。闸室底板的上、下游端，一般均设有浅齿墙，它既能增加闸室的抗滑稳定性，又能加强同底板的横向刚度，同时可延长渗径，起到防渗作用；d.止水。凡具有防渗要求的缝都应设止水。止水又可分为垂直缝止水和水平缝止水两种。前者设在闸墩与闸墩、闸墩与岸墙、岸堵与翼墙之间的垂直沉陷缝内；后者设在铺盖、底板、护坦之间，以及它们与岸墙、翼墙相接的水平缝内。水平止水与垂直止水结合处，一般要用焊接，并外包沥青形成封闭的止水系统。
3.2排水设施
设置排水的目的是将闸基渗水排到下游，以减小渗透压力。并防止地基发生渗透破坏。在水闸中多用平铺式排水，即用直径1~2cm的卵石或砾石，平铺于护坦下面作为排水层，厚度约为20~30cm。排水层与地基接触的渗流出逸处，最易发生渗透变形，因此应铺设反滤层。目前，无纺土工布作反滤排水，已得到广泛采用。
3.3连接建筑物布置
与土堤衔接的水闸，既要考虑沿底板的垂直截渗措施，还应考虑绕侧边墙面的水平方向防渗措施，是三向空间渗流问题。防渗设计需分析沿边墙渗流的水面高程及其压力、侧边绕渗对建筑物基底的扬压力影响和沿边墙底板的接触土面的渗透坡降会否超过临界值发生管涌破坏。
绕渗水流会使得防渗墙或帷幕等防渗措施对于砂基的截渗效果大减，做好下游排渗布局是减轻绕渗危害的重要措施，既可减小建筑物基底的扬压力和出渗坡降，也可降低下游侧岸边墙翼墙绕渗的地下水面，从而减轻侧岸陡坡滑塌的威胁。排水井是减轻绕渗水头的最简单措施，在翼墙外侧布置2~3个井通至下游尾水，可消除底板下等势线向下游弯曲的侧岸绕渗影响，使基底扬压力减小总水头的10%左右，出渗坡降减小约30%；同时，墙外填土的孔隙水压力也可基本消失，此种有滤层的排水井尚可结合作为绕渗水位观测井。
4结束语
综上所述，水利工程建设中水闸防渗非常重要，如果处理不好会直接危及到水闸的安全。因此要注重水闸防渗，采取有效的防渗设施和技术，防止水闸渗透变形现象的发生，保证水闸的安全，以更好地发挥作用。
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