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第2章 水闸的总体布置 2.1水闸的闸址选择
水闸的闸址选择应根据水闸的功能、物点和运用要求，综合考虑地形、地质、水流、潮汐、冻土、冰情、施工、管理、周围坏境等因素，经过技术经济比较后选定。 （1）地形地质量条件
闸址宜优先选择地质良好、地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的开然地基，避免采用过多的人工处理地基。其次应避开抗渗性能差容易产生局部渗流冲刷破坏的基础地基。从节省工程投资方面，在满足水力要求的条件下，布置在苏州河口，距苏州河为50m。 （2）水流条件
闸址的位置应使进闸和出闸水流比较均匀和平顺，闸前和闸后应昼避开其上、下游可能产生有害的冲刷和泥沙淤积的地方。经水工模型试验验证认为，凡是在多支流汇合下游河道上修建水闸，闸址到汇合口至少应保持相当于水闸上游河道水面宽度的3倍以上距离。本工程水闸闸室底板顺水流方向长24m，垂直水流方向宽12.4m。 (3)交通路线的影响
在铁路或I、II级公路桥附近建闸，选定的闸址与铁路桥或I、II级公路桥的距离不能太近。由于铁路桥或I、II级公路桥车流量较大、交通繁忙，对附近水闸的正常运行有一定的干扰影响。为了保证水闸在政党运行和良好的使用环境，一般情况下，水闸闸址（自轴线算起）与铁路桥或I、II级公路桥的距离至少不少于100m 。
综上所述，本工程建于朱家浜入苏州河河口段，离苏州河180m处。河道走向基本呈东西向，该段现状河面宽度25m左右，河底高程-0.2~-1.1m。两台泵布置在闸的北侧，为半地下式结构。水闸为下卧门。泵站、闸室段长24m，泵站、水闸为两个独立的现浇钢筋混凝土结构，之间设置变形缝。泵站宽9m，闸室宽12.4m。内河消力池与闸底板结合为一体，长为8m，外河消力池长为10m，内外河海漫段，各长20m，海漫段外设防冲槽。
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2.2水闸的组成
水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。上游连接段的作用是将上游来水平顺地引进闸室，并且具有防冲和防渗等作用；下游连接颀的作用是引导过闸水流均匀地扩散，通过消能防冲设施，以保证闸后水流不发生有害的冲刷。闸室段位于上下游连接段之间，是水闸工程的主体，其作用是控制水位、调节流量。
水闸的基本组成详见图2—1。
1171917817173 106 151424 1 1717126 161471820192117131-底板;2-板桩;3-闸墩;4-检修门槽;5-胸墙;6-闸门;7-闸门支座;8-公路桥;9-工作桥;10-排架;11-启闭机;12-岸墙;13-边墩;14-铺盖;15-上游翼墙;16-护底;17-护坡;18-消能池;19下游翼墙;20-海漫;21-防冲墙15182021
图2—1 水闸的组成
2.2.1上游连接段
水闸上游连接段包的括渠底的护坦、护坡、上游防冲槽以及上游翼墙。
1）上游护坡、护底：水闸上游护坡及护底布置应根据水流流态、河床土质抗冲能力等因素确定，并在上游护底首端增设防冲槽或防冲墙。护底设为混凝土层结构，护底基础面下并设碎石垫层和300g/m的土工布一层，在护底之前设有长抛石防冲槽，在水力流态发生变化的情况下对护底起到保护作用，免遭渗流及冲刷的破坏。
2）上游翼墙：上游翼墙的主要作用是使闸室和上游岸坡平顺连接，使水流平顺进闸。翼墙布置采用扭曲面与岸坡连接，翼墙采用浆砌块石结构。上游翼墙型式如图2—2。
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图2—2 上游扭曲面式翼墙
2.2.2闸室段
闸室段是水闸工程的主体，包括闸底板、闸墩、胸墙、闸门、工作桥、交通桥等，闸室的布置应根据水闸挡水、泄水条件和运行要求，结合考虑地形、地质等因素做到安全可靠、布置紧凑合理、施工方便、运用灵活、经济美观。 （1） 闸室结构
对于闸槛高度较高、挡水高度较小的水闸，以及泄洪闸、分洪闸和有排冰、过木或通航要求的水闸均应采用开敞式结构。该闸是永宁江与西江水域航运连接的通道，闸孔须能通过内河100t级船只，闸室采用整体式平底板结构。 （2） 分缝形式
对开敞式闸室结构，当垂直水流向宽度较大时，一般应进行分缝处理，以防止由于不均匀沉降引起结构开裂，影响建筑物使用。根据分缝形式的不同，闸室结构可分为整体式和分离式。通常情况下，整体式闸室结构是在闸墩中间设顺水流向永缝，将多孔水闸分成若干段，每个闸段一般由2～4个完整的闸孔组成。闸室的分缝形式如图2—3。
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图2—3 闸室结构分缝形式
根据水闸设计规范，土基上闸底板分段长度可大至35m，本水闸设计底板长度在规范要求设计分缝的规范之内，故平底板式闸底板可不设计分缝结构。 （3） 闸顶高程
闸顶高程通常是指闸室胸墙或闸门挡水线上游闸墩和岸墙顶部高程。由于水闸是兼有挡水和泄水双得作用的水工建筑物，因此，闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定。水闸通常是在正常蓄水位条件下关门挡水，有时因外河行洪或其他原因，不允许水闸向外河泄水，因此可能出现最高挡水位高于正常蓄水位的情况。无论是在正常蓄水位或最高档水位条件下的关门挡水，由于风力作用，闸前均会出现波浪，因此闸顶高程不应低于正常蓄水位加波浪计算高度并增加一定的安全超高，当水闸闸前水位达到设计洪水位，必须开闸泄水时，由于流速的影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立波波型，因此闸项高程不应低于设计洪水位加相应的安全超高值之和。为了不致使上游来水漫顶过闸，危及闸室结构安全，上述挡水和泄水两种情况下的安全保证率必须得到满足。
根据SL265-2001《水闸设计规范》规定，水闸安全超高下限值见表2—4。
表2—4 水闸安全超高下限值 单位：m
水闸级别 1 运行情况 正常蓄0.7 水位 挡水时 最高挡0.5 水位 0.4 0.3 0.2 0.5 0.4 0.3 2 3 4 16
设计洪水1.5 位 泄水时 校核洪1.0 水位 注： 此表摘自《水闸设计规范》（中华人民共和国水利部）SL265-2001。
0.7 0.5 0.4 1.0 0.7 0.5 （4） 闸室底槛高程
闸室底槛高程的确定，不仅对闸孔的型式、尺寸和闸室的稳定有着决定性的影响，而且直接关系到整个水闸工程量和造价。如果将闸槛高程定得高一些，可加大过闸水深和过闸单宽流量，减少闸室总宽度，减少工程投资，而且有利于水闸引水和排水；但是如果将闸槛高程定得太低，将增加闸身和两岸结构的高度，可能反而增加了工程投资，同时增加了闸下游消能防冲布置上的困难，甚至还会带来严重的泥沙淤积。当地基上部地层土质很差，而且厚度较薄，清除后即可将闸底板置于较坚实的地基上，从而避免做人工处理时，适当降低闸槛高程，则是完全必要和全理的。因此，闸槛高程应根据河底高程、水流、泥沙、闸址地形、闸址地质等条件，结合选用的堰型、门型经技术经济比较确定。在一般情况下，为了多泄水、多冲沙、节制闸、泄洪闸、进水闸或冲沙闸闸底槛高程宜与河底平；多泥沙河流上的排涝、泄水闸或挡潮闸往往兼有排涝作用，在满足排水、泄水条件下，底槛高程应尽量定得低一些，经保证将涝水或渠系集水面积内的洪水迅速排走。
2.2.3下游连接段
下游连接段包括下游河床部分的护坦（消力池）、海漫和防冲槽，及两岸的翼墙和护坡两大部分，其主要作用是改善出闸水流条件，提高泄流能力和消能防冲效果，确保下游河床和边坡稳定。 （1） 下游翼墙
在顺水流向长度应大于或等于消力池长度，墙顶高程宜高于下游最不利的运用水位，以防止下泄水流由墙顶漫回消力池，加大单宽流量，影响消能效果。当渠底宽大于闸室宽度时，下游翼墙平面上可采用八字形与圆弧组合的方式，八字墙平面扩散角每侧宜采用