且不小 0.5m： 于0.5m：
3.布置 3.布置
(1)下挖式消力池、 (1)下挖式消力池、突槛式消力池和综合式消力 下挖式消力池 池是底流式消能的三种主要形式 。 (2)下挖式消力池与闸室底板之间直接用斜坡段 (2)下挖式消力池与闸室底板之间直接用斜坡段 连接即可，规范规定消力池斜坡段坡度不应陡于1 连接即可，规范规定消力池斜坡段坡度不应陡于1： 4。 (3)倾斜段不宜设排水孔， (3)倾斜段不宜设排水孔，护坦后部设铅直排水 倾斜段不宜设排水孔 孔以降低池底板渗透压力， 孔以降低池底板渗透压力，并在该部位底面铺设反 滤层。 滤层。
三.辅助消能工 1.作用： (1)加大水流阻力 1.作用： (1)加大水流阻力； 加大水流阻力； 作用 (2)加强水流紊动和撞击； (2)加强水流紊动和撞击； 加强水流紊动和撞击 (3)稳定水跃； (3)稳定水跃； 稳定水跃 (4)利于扩散水流 (4)利于扩散水流 2.类型 2.类型: 类型: 消力墩，池首坎，消力梁， 消力墩，池首坎，消力梁，散流墩等
四.上下游防护
1.闸下防冲设施： 1.闸下防冲设施： 闸下防冲设施 海漫： 紧接护坦，进一步消除余能， （a）海漫： 紧接护坦，进一步消除余能，调整流速分 达到不冲流速； 布，达到不冲流速； 要求：抗冲、有一定柔性、表面粗糙、透水； 要求：抗冲、有一定柔性、表面粗糙、透水； 材料：浆砌石、干砌石； 材料：浆砌石、干砌石； 长度：按南科院提出的经验公式计算。 长度：按南科院提出的经验公式计算。 布置：浆砌石布置在海漫前部，厚度为30～50cm， 布置：浆砌石布置在海漫前部，厚度为30 50cm， 30～ 其抗冲能力较高，抗冲流速一般为3 6m/s， 其抗冲能力较高，抗冲流速一般为3～6m/s，浆砌块石内应 设排水孔，底部设反滤层或垫层； 设排水孔，底部设反滤层或垫层； 干砌块石布置在海漫的后部，其下部一般铺设10cm 10cm的 干砌块石布置在海漫的后部，其下部一般铺设10cm的 碎石垫层设反滤层， 碎石垫层设反滤层，规范规定干砌块石海漫应做成等于或缓 10的斜坡 的斜坡。 于1：10的斜坡。 (b)防冲槽 海漫末端设大块石防冲槽： 防冲槽: (b)防冲槽:海漫末端设大块石防冲槽：限制冲刷向上 游扩展，保护海漫。深度一般为1.0 2.0m， 1.0～ 游扩展，保护海漫。深度一般为1.0～2.0m，上下游坡度可 采用1 采用1：2～1：4。
2.下游两岸护坡长度应大于护底长度
图9-7 海漫布置及其流速分布示意图
图9-8 防冲槽示意图
3.上游防护： 3.上游防护： 上游防护 （1）齿墙/防冲槽→护底→铺盖 齿墙/防冲槽→护底→ （2）为了防止水流冲刷，必要时上游护底首端 为了防止水流冲刷， 应设防冲槽（或防冲墙），其深度一般采用1.0m ），其深度一般采用1.0m即 应设防冲槽（或防冲墙），其深度一般采用1.0m即 因此， 可。因此，
修订后的新规范增列了上游护底首端河 床冲刷深度的计算公式。 床冲刷深度的计算公式。
第四节 闸基渗流分析与防渗设施 一．闸基渗流的主要危害 ⒈沿闸基的渗流对建筑物产生向上的压力，减 沿闸基的渗流对建筑物产生向上的压力， 轻建筑物有效重量，降低闸身抗滑稳定性， 轻建筑物有效重量，降低闸身抗滑稳定性，沿两岸 的渗流对翼墙产生水平推力； 的渗流对翼墙产生水平推力； 由于渗透力的作用， ⒉由于渗透力的作用，渗透力可能造成土的渗透 变形； 变形； 严重的渗漏将造成大量的水量损失； ⒊严重的渗漏将造成大量的水量损失； 渗流可能使地基内可溶解的物质加速溶解。 ⒋渗流可能使地基内可溶解的物质加速溶解。
闸基渗流
*防渗设计的主要任务： 防渗设计的主要任务： 寻求合理经济的防渗措施， 寻求合理经济的防渗措施，合理拟定地下轮廓 尺寸，消除渗流不利影响，保证水闸安全。 尺寸，消除渗流不利影响，保证水闸安全。 *防渗设计的内容包括： 防渗设计的内容包括： 渗透压力计算； (1) 渗透压力计算； 抗渗稳定性验算； (2) 抗渗稳定性验算； 滤层设计； (3) 滤层设计； 防渗帷幕及排水设计； (4) 防渗帷幕及排水设计； (5) 永久缝止水设计。
二 闸基防渗措施 1.闸基的防渗长度 1.闸基的防渗长度L： 闸基的防渗长度L 地下轮廓线（闸基渗流第一根流线， 地下轮廓线（闸基渗流第一根流线，即铺盖和 垂直防渗体等防渗结构以及闸室底板与地基的接触 的长度。应满足: 线）的长度。应满足: 渗径系数C 渗径系数C值表
水闸地下轮廓及流网
⒉防渗地下轮廓布置
⑴布置原则：先阻后排，防渗与导渗相结合。 布置原则：先阻后排，防渗与导渗相结合。 ⑵防渗排水设施 水平防渗→ 水平防渗→ 铺盖：粘土、粘壤土铺盖， 钢筋砼、 铺盖：粘土、粘壤土铺盖，砼、钢筋砼、沥青砼 铺盖。 铺盖。 水平铺设土工膜 . 垂直防渗→ 垂直防渗→ 钢筋砼板桩, 砼防渗墙, 灌注式水泥砂浆帷幕, 钢筋砼板桩, 砼防渗墙, 灌注式水泥砂浆帷幕, 土 工膜垂直防渗结构. 工膜垂直防渗结构. 高压喷射灌浆： 高压喷射灌浆：定喷板墙 导渗→ 导渗→排水反滤
按直线法计算的闸基渗透压力图
⑶不同情况下防渗布置 ①粘性土地基： 粘性土地基： 降低渗透压力，增加闸身有效重量。 降低渗透压力，增加闸身有效重量。 闸室上游宜设置水平钢筋砼或粘土铺盖， 闸室上游宜设置水平钢筋砼或粘土铺盖，或土 工膜防渗铺盖，闸室下游护坦底部应设滤层， 工膜防渗铺盖，闸室下游护坦底部应设滤层，下游 排水可延伸到闸底板下。 排水可延伸到闸底板下。
粘性土地基的地下轮廓线布置
②砂性土地基： 砂性土地基： 防止渗透变形→ 防止渗透变形→通过延长渗径来降低渗透流速 和坡降，对降低渗透压力的要求较低。 和坡降，对降低渗透压力的要求较低。 砂层很厚→ 砂层很厚→闸室上游可采用铺盖和悬挂式防渗 墙相结合的形式，闸室下游渗流出口处应设置滤层， 墙相结合的形式，闸室下游渗流出口处应设置滤层， 排水布置在护坦之下。 排水布置在护坦之下。 砂层较浅→ 砂层较浅→闸室底板上游端设置截水槽或防渗墙 嵌入相对不透水层深度不应小于1.0m），闸室下 1.0m）， （嵌入相对不透水层深度不应小于1.0m），闸室下 游渗流出口处应设置滤层，排水布置在护坦之下。 游渗流出口处应设置滤层，排水布置在护坦之下。
砂性土地基的地下轮廓线布置
③粉细砂地基（或粉土、轻砂壤土、轻粉质砂壤 粉细砂地基（或粉土、轻砂壤土、 土）： 闸室上游宜采用铺盖和垂直防渗体相结合的布 置形式。 置形式。 在地震区的粉细砂地基上，有震动液化问题， 在地震区的粉细砂地基上，有震动液化问题， 宜采用封闭式布置（ 宜采用封闭式布置（闸室底板下布置的垂直防渗体 宜构成四周封闭的形式）， ），垂直防渗体的长度应超 宜构成四周封闭的形式），垂直防渗体的长度应超 过粉砂地基液化深度。 过粉砂地基液化深度。 特殊地基：弱透水地基下有透水层， ④特殊地基：弱透水地基下有透水层，地基为不同 性质冲积层，KH>>KV。 性质冲积层，KH>>KV。 闸室下游设置铅直排水，并防止淤堵。 →闸室下游设置铅直排水，并防止淤堵。 ⑤双向水头作用 合理地进行双向布置形式， →合理地进行双向布置形式，并以水位差较大的一 向为主。 向为主。
*规范规定： 规范规定：
1.铺盖长度采用上、下游最大水头差的3~5 1.铺盖长度采用上、下游最大水头差的3~5倍； 3~5倍 铺盖长度采用上 2.砼或钢筋砼铺盖的厚度，一般根据构造要求确定， 2.砼或钢筋砼铺盖的厚度，一般根据构造要求确定， 砼或钢筋砼铺盖的厚度 最小厚度不宜小于0.4m 一般作成等厚； 0.4m， 最小厚度不宜小于0.4m，一般作成等厚；为了减小 地基不均匀沉降和温度变化的影响， 地基不均匀沉降和温度变化的影响，通常设顺水流 向的永久缝，缝距可采用8~20m 8~20m。 向的永久缝，缝距可采用8~20m。 3.粘土或壤土铺盖的厚度应根据铺盖土料的允许水 3.粘土或壤土铺盖的厚度应根据铺盖土料的允许水 力坡降值计算确定，为了保证铺盖碾压施工质量， 力坡降值计算确定，为了保证铺盖碾压施工质量， 粘土或壤土铺盖前端最小厚度不宜小于0.6m 粘土或壤土铺盖前端最小厚度不宜小于0.6m，铺盖 0.6m， 与底板之间应设油毛毡止水，铺盖上面应设保护层。 与底板之间应设油毛毡止水，铺盖上面应设保护层。 4.水平铺设土工膜厚度应根据作用水头 水平铺设土工膜厚度应根据作用水头、 4.水平铺设土工膜厚度应根据作用水头、膜下土体 可能产生裂缝宽度、膜的应变和强度等因素确定， 可能产生裂缝宽度、膜的应变和强度等因素确定， 但不宜小于0.5mm 上部应设保护层。 0.5mm， 但不宜小于0.5mm，上部应设保护层。
粘土铺盖细部构造
混凝土及钢筋混凝土铺盖
*规范规定： 规范规定：
1.钢筋砼板桩最小厚度不宜小于0.2m，宽度不宜小于0.4m 1.钢筋砼板桩最小厚度不宜小于0.2m，宽度不宜小于0.4m； 钢筋砼板桩最小厚度不宜小于0.2m 0.4m； 2.水泥砂浆帷幕或高压喷射灌浆帷幕的最小厚度不宜小于 2.水泥砂浆帷幕或高压喷射灌浆帷幕的最小厚度不宜小于 0.1m； 0.1m； 3.砼防渗墙的最小厚度不宜小于0.2m； 3.砼防渗墙的最小厚度不宜小于0.2m； 砼防渗墙的最小厚度不宜小于0.2m 4.地下垂直防渗土工膜厚度不宜小于0.25mm， 4.地下垂直防渗土工膜厚度不宜小于0.25mm，重要工程可 地下垂直防渗土工膜厚度不宜小于0.25mm 采用复合土工膜，其厚度不宜小于0.5mm 0.5mm。 采用复合土工膜，其厚度不宜小于0.5mm。 5.闸室底板的上、下游端均宜设置齿墙， 5.闸室底板的上、下游端均宜设置齿墙，齿墙深度可采用 闸室底板的上 0.5~1.5m。 0.5~1.5m。
三 、闸基的渗流分析
渗流分析的目的： 渗流分析的目的： 决定渗透压力， 决定渗透压力，渗透坡降及渗流量
不同闸基型式的流网图
1.假定 1.假定 渗流符合达西定理v=kJ 渗流符合达西定理v=kJ 运动符合拉普拉斯方程 ⒉分析方法 直线比例法：即勃莱系数法和莱因系数法。 ⑴直线比例法：即勃莱系数法和莱因系数法。计算精度较 特别是对于进、出口部分，不宜采用。 差，特别是对于进、出口部分，不宜采用。 直线展开法和加权直线法适用于防渗布置简单 适用于防渗布置简单、 ⑵直线展开法和加权直线法适用于防渗布置简单、地基不 复杂的中小型水闸。 复杂的中小型水闸。 加权直线法与勃莱法基本相同， 加权直线法与勃莱法基本相同，不同点在于把地下轮廓 上下游端的铅直渗径扩大一个倍数n 上下游端的铅直渗径扩大一个倍数n，而其他部分仍保持不 假定端板桩（或齿墙）的长度为S 变。假定端板桩（或齿墙）的长度为S，地下轮廓水平投影 长度为L 计算用透水层深度为T 则同时满足S/T<0.1 S/T<0.1和 长度为L，计算用透水层深度为T，则同时满足S/T<0.1和 S/L<0.1的为短板桩 的为短板桩， n=4； S/L<0.1的为短板桩，取n=4；如果不能同时满足或都不满 则视为长板桩， n=2。 足，则视为长板桩，取n=2。 直线展开法把地下轮廓线垂直段展开为相同效应的水平 轮廓，再按线性关系求各点的渗透水头。 轮廓，再按线性关系求各点的渗透水头。
⑶流网法： 流网法： 图解法，适用于均质和非均质地基， 图解法，适用于均质和非均质地基，不同的地下轮廓 布置。 布置。 ⑷改进阻力系数法： 改进阻力系数法： 较精确的近似计算方法， 较精确的近似计算方法，但不能解决非均质地基渗流 问题。 问题。 ⑸有限单元法和电拟试验法用于地基条件较复杂时。 有限单元法和电拟试验法用于地基条件较复杂时。 规范中推荐采用改进阻力系
数法和流网法作为求解土 基上闸基渗透压力的基本方法。复杂土基上重要水闸， 基上闸基渗透压力的基本方法。复杂土基上重要水闸，应 采用数值计算法求解。 采用数值计算法求解。 岩基上水闸的渗透压力， 岩基上水闸的渗透压力，采用全截面直线分布法计算 。
⒊改进阻力系数法 （1）计算原理 把闸基的渗流区域按可能的等水头线划分为几 个典型流段，根据渗流连续性原理， 个典型流段，根据渗流连续性原理，流经各流段的 渗流量相等，各段水头损失与其阻力系数成正比， 渗流量相等，各段水头损失与其阻力系数成正比， 各段水头损失之和等于上下游水头差。 各段水头损失之和等于上下游水头差。
改进阻力系数法计算图
⑵计算步骤 ①确定地基有效深度Te 确定地基有效深度Te Te<地基的透水深度 地基的透水深度T 则按Te计算； Te计算 若Te<地基的透水深度T，则按Te计算； Te>地基的透水深度 地基的透水深度T 则取Te=T计算。 Te=T计算 若Te>地基的透水深度T，则取Te=T计算。 ②分段并计算各段的阻力系数 按可能的等水头线划分为几个典型流段（进口段、 按可能的等水头线划分为几个典型流段（进口段、 出口段、水平段、内部垂直段） 出口段、水平段、内部垂直段） 按规范中基本公式计算各段的阻力系数，运用公 按规范中基本公式计算各段的阻力系数， 式时要正确计算T S1、S2等参数 等参数。 式时要正确计算T、S、S1、S2等参数。 由式（10-11）求出各段水头损失， ③由式（10-11）求出各段水头损失，初绘渗压 图；
④进行进、出口段水头损失修正 进行进、 齿墙不规则部位修正（当齿墙宽度
第五节 闸室的布置与构造
一．闸室结构布置 1.闸室结构 1.闸室结构 2.闸顶高程 闸顶高程， 2.闸顶高程，闸槛高程 3.闸孔总净宽 闸孔总净宽， 3.闸孔总净宽，闸孔孔径 4.底板型式 厚度、顺水流向长度、 底板型式、 4.底板型式、厚度、顺水流向长度、垂直水流方 向分段长度 5.闸墩型式 厚度、 闸墩型式、 5.闸墩型式、厚度、长度 6.闸门型式 闸门型式、 6.闸门型式、启闭机型式 7.胸墙结构 7.胸墙结构 8.工作桥 检修便桥、 工作桥、 8.工作桥、检修便桥、交通桥
二.底板： 底板： ⒈型式 （1）按底板与闸墩的连接方式分 整体式：闸墩和底