水闸基础知识与案例分析
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子任务一 闸址选择

闸址选择关系到工程建设的成败和经济效益的发挥,是水闸设计中的一项重要内容。应根据水闸的功能、特点和运用要求以及区域经济条件,综合考虑地形、地质、水流、潮汐、泥沙、冰情、淹没征迁、施工、管理、周围环境等因素,经技术经济比较后确定。

一、一般要求

1.地形、地质条件

水闸的闸址宜避开活动断裂带,选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点;宜优先选用地质良好的天然地基,避免采用人工处理地基。

水闸闸址的地质条件对选好闸址至关重要,应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、抗渗稳定好的土质地基。

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,闸前和闸后应尽量避开其上、下游可能产生有害的冲刷和泥沙淤积的地方。若在平原河网地区交叉口附近建闸,选定的闸址宜在距离交叉口较远处。若在多支流汇合口下游河道上建闸,其闸址最好远离汇合口,因为闸前需要有足够长度的河段,用以调整由于支流来水量不等、流向不正所形成的闸前不良水流条件,以避免各闸孔过闸流量不均时,出闸水流冲刷岸坡。

3.交通影响

在铁路桥或Ⅰ、Ⅱ级公路桥附近建闸,选定的闸址距离不能太近。由于铁路桥或Ⅰ、Ⅱ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。

4.施工、管理条件

选择闸址应综合考虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工用水、用电等条件,还应考虑水闸建成后工程管理和防汛抢险等条件。

5.其他方面

选择闸址还应考虑尽可能少占土地及少拆迁房屋,尽量利用周围已有公路、航运、动力、通信等公用设施,有利于绿化、净化、美化环境和生态环境保护,有利于开展综合经营。同时,还应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件。

二、特殊要求

(1)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。布置方向宜与河道中心线正交,其上下游河道直线长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度。

(2)进水闸、分水闸或分洪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,但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。进水闸或分水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过30°,其上游引河(渠)长度不宜过长。分洪闸的中心线宜正对河道主流方向。

(3)排水闸或泄水闸闸址宜选择在地势低洼、出水通畅处,且排水闸闸址宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上。

(4)挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮汐河口附近,且闸址泓滩中淤变化较小,上游河道有足够的蓄水容积的地点。

三、引例水闸闸址选择

为解决下游8万亩农田的灌溉问题,需在某河右岸修建进水闸取水,对应地需在某河上建拦河水闸,以构成拦河水闸为主体的低灌区引水枢纽。

1.地形

以选择河道直线段或凹岸顶点偏下游建拦河闸为原则,根据沿线地形,选某村位置河道直线段为闸址。闸址上游两岸堤防较高,不会形成大的淹没,不需要拆迁。

2.地质

闸址处地质条件为粉质壤土,两岸为已建土堤,适合建闸。

3.交通

闸址处右岸村级公路可直达闸坝,施工方便。混凝土、水泥、油料、钢材等建筑材料在县城采购,用汽车运输至工地;木材在当地采购。土料来自质量好、储量丰富的云山村云山土料场,运距6km;块石料来自于闸坝下游右岸麦田乡天井冲,运距15km。施工用水可从河里抽取;生活用水可直接采用当地居民自来水;施工用电从下游0.8km高压线路经变压器降压取得。

确定水闸的位置后,根据1:10000地形图分析闸址以上流域面积为301km2