涵洞式水閘的組成與特點(diǎn)

1、涵洞式水閘的組成與特點(diǎn)涵洞式水閘在農(nóng)業(yè)水利工程中使用廣泛，一般建筑在河堤較高或開(kāi)挖較深的地方。由上游連接段、進(jìn)口閘室段、洞身段及下游連接段四部分組成（圖7-74）。涵洞式水閘與開(kāi)敞式水閘相比，僅增加洞身段，洞身頂部的填土可作交通之用，以代替交通橋，其余部分基本相同。圖 7-74涵洞式水閘(高程單位：m；尺寸單位：cm) 1.1進(jìn)口閘室和洞身段的布置1. 進(jìn)口閘室涵洞式水閘的閘門(mén)常設(shè)在進(jìn)口處，以控制水流，從而形成閘室段。閘室段設(shè)有底板、邊墻、工作閘門(mén)、檢修閘門(mén)及工作橋等，多孔涵洞式水閘中還設(shè)有中墩。為了使水流平順地進(jìn)入閘室段，可在進(jìn)口頂部設(shè)置導(dǎo)水板（圖7-74），有的工程，為了防止雜物進(jìn)入洞內(nèi)，

2、還在閘室段進(jìn)口處設(shè)置攔污柵。涵洞式水閘的胸墻兼有擋水、擋土及縮短洞身長(zhǎng)度的作用，其位置一般在洞身進(jìn)口的頂部。當(dāng)洞身較長(zhǎng)、閘門(mén)局部開(kāi)啟時(shí)，為了防止閘門(mén)后面的空氣被水流帶走而形成負(fù)壓現(xiàn)象，一般在胸墻后面設(shè)通氣孔，通氣孔與大氣相通，以保證水流穩(wěn)定。胸墻有時(shí)也可設(shè)在閘室段，支承在工作橋的支墩側(cè)面（圖7-75），這時(shí)常采用鋼筋混凝土輕型結(jié)構(gòu)。有的涵洞式水閘，將閘門(mén)布置在洞身出口處，最大優(yōu)點(diǎn)是操作方便，而且閘門(mén)后面與大氣相通，不需另建通氣孔。但由于洞內(nèi)經(jīng)常有水，故檢修不便，而且在高水位期間，洞身全部處于受壓狀態(tài)，洞身分段接縫處的防滲要求高。這種布置一般僅用于小型涵洞式水閘。涵洞式水閘的閘室段與上游翼墻、洞

3、身段分別用沉降縫分開(kāi)，縫內(nèi)均設(shè)有止水。若洞身采用縱向剛性比較大的結(jié)構(gòu)（如箱式洞身等），可將進(jìn)口閘室段與洞身段結(jié)合在一起。圖 7-75進(jìn)口閘室（第5版 圖7-77 圖名相同） (高程單位：m；尺寸單位：cm)2. 洞身段洞身段的作用是支承土堤及其上部車(chē)輛、人群的荷重，并引導(dǎo)水流穿過(guò)土堤及防止水流破壞堤身。當(dāng)洞身較長(zhǎng)時(shí)，需根據(jù)地基條件及上部荷載的不均勻程度，把洞身分為若干段，各段之間接縫需設(shè)止水，以適應(yīng)不均勻沉降及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的變化。1.2洞身斷面形式洞身斷面形式很多，常用的有拱式、箱式及蓋板式三種。1. 拱式洞身拱式洞身的底板、邊墻及頂拱，常用砌石和混凝土建成，以充分利用這些材料的受壓特性。四川省利

4、用當(dāng)?shù)氐穆咽藿ㄟ^(guò)很多卵拱涵。拱式洞身能承受較大的外壓，故常用在洞頂填土較高的地方。當(dāng)?shù)鼗罴岸磧?nèi)水壓力較大時(shí)，不宜采用拱式洞身。洞身拱多為平拱或半圓拱。平拱矢跨比 fl=1/31/8。平拱由于拱的曲率比較平緩，拱座處側(cè)向推力較大，因此，側(cè)墻往往較厚。半圓拱的fl=1/2，其推力雖然較小，但拱圈可能出現(xiàn)拉應(yīng)力。上述頂拱的跨度常為1.53.0m，頂拱斷面常采用等截面，厚度一般為（1/81/10）l，由于施工條件的限制，對(duì)于砌石拱，值不小于30cm；對(duì)于混凝土拱，不小于20cm。側(cè)墻為重力式結(jié)構(gòu)，拱座處的頂寬約為（1.52.0），底寬為其頂寬的1.52.0倍。底板可分為整體平底式、反拱式及懸臂式

5、三種（圖7-76）。在軟弱地基上，為了保證洞身的整體性，可采用整體式；地基較好時(shí)，可采用反拱式或懸臂式。反拱矢跨比f(wàn)圖 7-76拱涵洞身斷面形式(高程單位：m；尺寸單位：cm) （第5版 圖7-78 圖名相同）（a）整體平底式；（b）反拱式；（c）懸臂式2. 箱式洞身箱式洞身為四邊封閉的鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)，不僅剛度大，而且整體性好，能適應(yīng)較軟弱的地基，能較好地抗御地震并能承受較大的內(nèi)水壓力。當(dāng)每孔寬度b =23m時(shí)，采用箱式洞身較為經(jīng)濟(jì)。多孔洞身中，常以35孔為一聯(lián)（圖7-77），聯(lián)與聯(lián)之間需用沉降縫分開(kāi)，并設(shè)置止水。箱式洞身的頂板厚度一般為（1/81/10）b；當(dāng)洞頂填土超過(guò)4m時(shí)，頂板厚度

6、可取為（1/61/8）b；底板厚度比頂板厚度大1020cm。邊側(cè)墻厚度為其高度的1/61/7，中隔墻的厚度可比側(cè)墻小些。洞內(nèi)各轉(zhuǎn)角處需設(shè)貼角，其高度為洞高或洞寬的1/10左右，在貼角中應(yīng)配置鋼筋以防開(kāi)裂。圖 7-77箱涵洞身斷面（尺寸單位：cm；鋼筋直徑單位：mm；鋼筋間距單位：mm）3. 蓋板式洞身蓋板式洞身主要由蓋板、側(cè)墻和底板組成。蓋板可采用條石、混凝土或鋼筋混凝土等材料。當(dāng)每孔寬度b =5080cm時(shí)，可用條石，其厚度為2035cm；或用混凝土，厚1530cm。當(dāng)寬度和荷載均較大時(shí)，可采用鋼筋混凝土預(yù)制板，其厚度為（1/51/12）b，蓋板上填土厚度不小于50cm，以利于外荷載較均勻地

7、分布在蓋板上。圖7-78（a）為小型工程中的鋼筋混凝土蓋板式結(jié)構(gòu)，此類(lèi)結(jié)構(gòu)技術(shù)要求不高，施工也方便。圖7-78（b）為某工程微彎板洞身斷面，地基為淤泥質(zhì)黏土（承載力為100kPa），每孔設(shè)計(jì)流量為61m3/s。蓋板式洞身的側(cè)墻一般為磚石砌筑的重力式擋土結(jié)構(gòu)。底板可用漿砌石或混凝土做成，厚度約為3050cm，底板的形式可視地基條件做成分離式或整體式。圖 7-78 蓋板式洞身（單位：m）（第5版 圖7-80 圖名相同）（a）鋼筋混凝土蓋板；（b）微彎板型蓋板1.3孔口尺寸的確定和結(jié)構(gòu)計(jì)算涵洞式水閘的過(guò)水能力與上下游水位、底板高程、孔口尺寸和洞內(nèi)水流形態(tài)都有著密切的關(guān)系。通常先確定底板高程，再假定孔口尺寸與縱坡，然后判斷其流態(tài)并核算過(guò)水能力是否滿足要求，如不滿足，則修改孔口尺寸，經(jīng)