船閘第六章 船閘水工建筑物(8-10學(xué)時(shí))-(二、閘首、地基梁、防滲排水)2014-5-17課件

渠化工程河海大學(xué)港海學(xué)院港航系第六章船閘水工建筑物6.4船閘閘首結(jié)構(gòu)6.4.1閘首結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造土基上，為了避免邊墩的不均勻沉降而影響閘門的正常工作，一般采用整體式。巖基上，常采用分離式。閘首的尺度，往往由布置需要決定的。輸水系統(tǒng)、閘門、閥門及其啟閉機(jī)械的布置，有無(wú)帷墻也有很大的差別1、閘首的長(zhǎng)度1）門前段：滿足檢修門槽、廊道進(jìn)口以及最小結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的需要2）門龕段（門庫(kù)段），與門型有密切的關(guān)系a)人字門d：門龕深度(m)一般為門厚加0.4~0.8mb)橫拉門c)三角門3）門后段（支持段），滿足門推力作用下穩(wěn)定、強(qiáng)度要求，并應(yīng)考慮廊道出口布置尺寸需要2、邊墩寬度底部寬度：門龕深度、廊道寬度、閥門井尺寸有關(guān)，一般2~3倍廊道寬度。頂部寬度：?jiǎn)㈤]設(shè)備的布置，及其他需要，頂部可設(shè)懸臂加寬。3、結(jié)構(gòu)型式土基上整體式，邊墩通常采用空箱式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。下閘首底板常采用等厚、上閘首底板可能采用臺(tái)階形底板或空箱式底板巖基上，閘首分離式結(jié)構(gòu)，邊墩一般常用重力式（葛洲壩2號(hào)下閘首、3號(hào)下閘首），巖面較高時(shí)也可采用襯砌式或混合式（三峽船閘第6閘首）三峽船閘第6閘首加錨半襯砌或混合式結(jié)構(gòu)

閘首底板厚底板厚度可取等于（1/3～1/4.5）邊墩的自由高度，但不應(yīng)小于其凈跨的（1/6～1/7），在粘性地基上取較大值，在砂性地基上可取小值。倒拱底板的拱厚一般取為口門寬度的（1/15～1/20），矢跨比一般為（1/7～1/10）。倒拱底板對(duì)邊墩的不均勻沉降、相對(duì)水平位移和轉(zhuǎn)角相當(dāng)敏感，邊墩即使只產(chǎn)生較小的變位，也會(huì)使倒拱產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。因此，倒拱底板一般用于地基條件好，邊墩高度不大的閘首。失跨比：拱圈（或肋拱）的計(jì)算矢高s與計(jì)算跨徑l之比。6.4.2整體式閘首計(jì)算（分離式，簡(jiǎn)單些，不再講述）船閘閘首計(jì)算特點(diǎn)1）結(jié)構(gòu)、荷載的空間性，決定了計(jì)算的復(fù)雜性。通常簡(jiǎn)化為平面問(wèn)題計(jì)算。2）兩個(gè)分開(kāi)：邊墩與底板分開(kāi)計(jì)算，縱向分段計(jì)算3）寬縫施工的閘首，需要校核邊墩橫向穩(wěn)定性閘首結(jié)構(gòu)的計(jì)算內(nèi)容：1）閘首結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算包括：整體抗滑、抗傾、抗浮、滲流穩(wěn)定性和地基承載力等驗(yàn)算。2）強(qiáng)度驗(yàn)算包括：邊墩強(qiáng)度、底板強(qiáng)度、局部強(qiáng)度等驗(yàn)算。3）沉降計(jì)算1、整體抗滑穩(wěn)定計(jì)算（反映了空間性，考慮了橫向回填土摩擦力）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按下式計(jì)算：

式中：Kc

：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；∑V：作用于閘首上的垂直力總和，kN；

U：作用于閘首底板上的揚(yáng)壓力，kN；

f

：閘首沿地基面的摩擦系數(shù)；

H1、H2：作用于閘首上、下游端面的水壓力，kN；

E1、E2：作用于閘首上、下端面的靜止土壓力，kN；Ep：作用于閘首下游端面埋深部分的抗力,kN,土基與埋置不深的巖基可不計(jì)；Et：邊墩背面與回填料間的摩擦力,kN,在粘性填土段可不計(jì)；

kt：

摩擦力折減系數(shù)：上、中閘首可取0.6，下閘首可取0.4；

E：邊墩背面的土壓力，kN；

δ：回填料與邊墩背面間的摩擦角，(°)，取δ=φ/2。2、閘首邊墩的計(jì)算一般采用分段法計(jì)算1）門前段、門龕段的計(jì)算與閘室墻計(jì)算類似，計(jì)算豎向、橫向荷載作用下內(nèi)力；2）支持段（門后段）計(jì)算，考慮巨大門推力作用，按獨(dú)立的墩墻計(jì)算抗滑穩(wěn)定、進(jìn)行強(qiáng)度校核a)假設(shè)，支持段與門龕段（門庫(kù)段）之間有豎向縫面分開(kāi)b)假設(shè)，支持段底部與底板之間有水平分縫面隔開(kāi)c)在上述縫面上，有水壓力、揚(yáng)壓力作用，折減系數(shù)0.5（1）抗滑穩(wěn)定校核閘門推力式中R——閘門推力，kN；

P——作用于每扇閘門上的總水壓力,kN；

θ

——閘門與船閘橫軸線的夾角。將閘門推力R分解為平行于船閘軸線的縱向分力E1及垂直于船閘軸線的橫向分力S其它荷載支持墻還作用有門龕水壓力E2;支持墻與門龕分縫間的水壓力E3;支持墻與底板分縫間的揚(yáng)壓力E4;土壓力和自重等荷載。其中E3、E4為縫隙水壓力，

均應(yīng)乘以0.5的折減系數(shù)。

其中作用的縱向水平力的總和，為作用的橫向水平力的總和。

支持墻的抗滑穩(wěn)定性

式中：——作用于支持墻全部垂直力的總和,（包括墻底

縫內(nèi)的揚(yáng)壓力E4），KN；

f——支持墻底面的摩擦系數(shù)，一般取0.7～0.75；

——作用于支持墻全部水平力的總和，kN（2）支持墻的強(qiáng)度計(jì)算支持墻的強(qiáng)度計(jì)算，采用雙向彎曲受壓公式，墻底四角點(diǎn)應(yīng)力按下式計(jì)算：

式中：

——支持墻底面的最大應(yīng)力，

，[]為材料允許抗壓強(qiáng)度；

——支持墻底的最小應(yīng)力，

>0；

F——支持墻底面的面積，m2；

Wx、Wz——支持墻底面對(duì)x、z軸的斷面模量，m3；

Mx、Mz——分別為縱向水平力對(duì)x軸的力矩和及橫向水平力、垂直力對(duì)z軸的力矩和，kN·m。

（3）帶形鋼筋

當(dāng)支持墻不能獨(dú)立滿足水平抗滑穩(wěn)定要求時(shí)，則須設(shè)置縱向帶形鋼筋。帶形鋼筋所受的力可按下式計(jì)算：

式中Eg——帶形鋼筋所受的力，kN；

Em——閘門推力的縱向分力，kN；

Ef——縫面上的縱向水壓力，kN；Es——作用于支持墻上門龕的縱向水壓力,kN；

——折減系數(shù)，取為0.5；

——作用于支持墻計(jì)算面以上的垂直力總和,kN；

f——摩擦系數(shù)，取0.7～0.75；

Kc——支持墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，取為1.4～1.5。

當(dāng)支持墻能夠獨(dú)立滿足水平抗滑穩(wěn)定時(shí)，則按構(gòu)造要求配置帶形鋼筋。（4）構(gòu)件的局部?jī)?nèi)力計(jì)算如，邊墩空箱壁、廊道壁等計(jì)算，是局部?jī)?nèi)力問(wèn)題。參見(jiàn)教材，以及船閘設(shè)計(jì)參考資料。既然是局部?jī)?nèi)力，意味著要和整體內(nèi)力疊加后，校核強(qiáng)度。閘首廊道計(jì)算分段3、閘首底板計(jì)算1）結(jié)構(gòu)、荷載的空間性明顯。閘首底板橫向強(qiáng)度的驗(yàn)算是主要的。2）分段法（水閘中，稱截條法）主要步驟a)縱向分段：為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將底板沿縱向分為幾個(gè)特征段，b）不平衡剪力的計(jì)算和分配：各段間的相互作用力由不平衡剪力來(lái)代替，（但沒(méi)有滿足結(jié)構(gòu)段之間位移協(xié)調(diào)）c)橫向荷載的分配：有的還將橫向荷載作調(diào)整，d)分段內(nèi)力計(jì)算：按平面問(wèn)題地基梁分別計(jì)算各個(gè)特征段的內(nèi)力，e)

為了避免各段內(nèi)力差異過(guò)大，內(nèi)力調(diào)整。1、閘首底板的縱向分段

閘首底板的特征段，一般可根據(jù)荷載、剛度及跨度等因素劃分。底板的分段原則是使各特征段內(nèi)：a)底板有大致相同的斷面；b)邊墩的間距基本一致；c)作用荷載沿縱向變化較小；分段數(shù)并不是越多越好!2、不平衡剪力的計(jì)算（反映豎向力、縱向力的影響）整體來(lái)看，垂直力與地基反力是平衡的。各段而言是不平衡的。在分割的截面上必然產(chǎn)生剪力以使各段保持平衡，此為不平衡剪力。

1)不平衡剪力的計(jì)算基底地基反力直線分布的假設(shè)，（橫向因?yàn)閷?duì)稱荷載，均布；縱向不均布偏心受壓公式計(jì)算）Qi=Ri

—Vi式中：

Qi—不平衡剪力，kN；

Ri

—閘首沿縱向按直線反力法計(jì)算所得的作用于該特征段上的地基反力，kN；

Vi—該特征段上的向下的垂直力總和,kN；

包括自重、水重、浮托力、滲透壓力。2)不平衡剪力的分配按彈性力學(xué)方法進(jìn)行分配，式6-72；式中：QT——相應(yīng)特征段上邊墩截面上的不平衡剪力，kN；Jy——邊墩和底板截面對(duì)y軸的慣矩，m4；H——邊墩高度，m；(Sy)abcd——abcd截面對(duì)y軸的靜矩，m3。(Jy)abef——abef截面對(duì)y軸的慣矩，m4。分配于底板上的不平衡剪力QH為：QH=Qi—2QTb)人字閘門閘首，邊墩分配85%和底板15%；c)邊墩集中力，底板分布力。3、橫向荷載的分配由于閘首結(jié)構(gòu)的整體作用，橫向荷載必然通過(guò)閘首邊墩擴(kuò)散、傳遞到底板的一定范圍內(nèi)，而使直接受荷部位實(shí)際承受的彎矩減少。水頭較高的船閘這種分配效應(yīng)更加明顯。中小水頭一般不考慮橫向荷載的分配。1）門推力的橫向分配將線荷載，簡(jiǎn)化為若干集中力，考慮向下45度擴(kuò)散效應(yīng)，進(jìn)行分配。式中hi——橫向力Syi距閘首底板中心軸的距離，m；li

——橫向力Syi在閘首底板處的分布長(zhǎng)度，m。2）側(cè)向水壓力的分配假定：橫向水壓力沿閘首長(zhǎng)度的分配，與邊墩受彎扭時(shí)橫向變形成正比。注意1：這里是指水壓力合力點(diǎn)高程斷面注意2:式中，角度單位是度\不是弧度5、內(nèi)力調(diào)整為了更好的考慮底板整體工作，減小各段間位移不協(xié)調(diào)帶來(lái)的誤差，分段計(jì)算的內(nèi)力還須進(jìn)行調(diào)整。1）對(duì)縱向斷面變化不大的閘首閘底可采用加權(quán)平均法。即將整個(gè)底板單寬內(nèi)力值（加權(quán)平均）與各特征段的單寬內(nèi)力值算術(shù)平均。Mc、Qc——閘首底板單位條寬的彎矩和剪力加權(quán)平均值，kN·m，kPa。bi——各段的長(zhǎng)度，m。Mip、Qip——各特征段調(diào)整后的計(jì)算彎矩和計(jì)算剪力值，kN·m，kPa；Mi、Qi——各特征段單位條寬的彎矩和剪力值，kN·m，kPa。2）對(duì)于縱向斷面變化較大或有幃墻的閘首底板

各特征段內(nèi)力可按剛度進(jìn)行調(diào)整。詳見(jiàn)《船閘設(shè)計(jì)》3）當(dāng)橫向荷載進(jìn)行分配后，不再進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。？？？4）對(duì)重要船閘應(yīng)進(jìn)行空間有限元分析、模型試驗(yàn)計(jì)算內(nèi)容：分離式閘首的邊墩和底板應(yīng)分別進(jìn)行穩(wěn)定和強(qiáng)度計(jì)算。橫向的抗滑、抗傾穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算；閘首的中間底板抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算；土基上分離式閘首邊墩沉降及邊墩傾斜驗(yàn)算；強(qiáng)度驗(yàn)算（底板及邊墩）6.4.3分離式閘首計(jì)算三峽船閘第6閘首加錨半襯砌或混合式結(jié)構(gòu)

6.4.4地基梁的計(jì)算原理（補(bǔ)充的，必考）a)關(guān)鍵問(wèn)題是求得地基梁與地基之間的接觸應(yīng)力，法向應(yīng)力——地基反力，在巖基上，需要考慮切向應(yīng)力——反映粘結(jié)、摩擦效應(yīng)。b)無(wú)限連續(xù)接觸轉(zhuǎn)化有限分段式接觸分割成若干段，(1)呈臺(tái)階式分布；(2)呈折線式分布；(3）也有用多項(xiàng)級(jí)數(shù)表示地基反力分布。c)必須同時(shí)滿足梁的靜力平衡，位移協(xié)調(diào)一致。d)地基模型的合理選取，直接影響地基梁內(nèi)力值。e)船閘工程中，地基梁計(jì)算時(shí)，邊載的影響不可忽視。1、連桿法1）基本原理剛性連桿，代替地基-梁之間接觸，連桿力表示該區(qū)段的地基反力，剛性連桿不可壓縮，表示兩者位移協(xié)調(diào)。用混合法求解：梁的整體沉陷、轉(zhuǎn)動(dòng)，以及n個(gè)連桿力；建立n個(gè)連桿處位移協(xié)調(diào)方程，以及2個(gè)靜力平衡方程鏈桿法受任意豎直荷載和力偶荷載的基礎(chǔ)梁，圖a所示；將全梁分為n個(gè)長(zhǎng)度為c的區(qū)段，每一區(qū)段中心安置一根豎直連桿與地基相連，圖b所示；為組成幾何不變體系，加一根水平連桿，水平連桿不受力；采用混合法計(jì)算時(shí)，各豎直連桿內(nèi)力為未知，梁的某一截面的豎直位移和轉(zhuǎn)角未知；將豎直連桿切斷，在梁的左端另加一根豎直連桿控制豎直位移，再加一個(gè)剛臂控制轉(zhuǎn)動(dòng)，得到基本體系，如圖c所示；鏈桿法基本體系左端的水平連桿、豎直連桿和剛臂等同一個(gè)固端，因此這個(gè)基本體系就是一個(gè)懸臂梁，如圖d所示；比較基本系與原結(jié)構(gòu)在解除約束處的位移和附加約束處的力，可寫(xiě)出混合法的典型方程；典型方程：X1δ11＋X2δ12＋．．．+Xnδ1n－y0－a1φ0＋△1p＝0X1δ21＋X2δ22＋

．．．+Xnδ2n－y0－a2φ0

＋△2p＝0．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．X1δn1＋X2δn2＋

．．．+

Xnδnn－y0－anφ0＋△np＝0X1

＋X2

＋．．＋Xn

＋0＋0

－ΣP=0a1X1

＋a2X2＋．．．＋an

Xn

＋0＋0

－ΣM=0每個(gè)位移條件的位移包含3個(gè)部分，一部分∑δkiXi由各未知力引起，第二部分（－y0－akφ0）是由y0和φ0引起，如圖e所示；第三部分△kp是由梁上的外荷載引起的撓曲變形。Δki包括i處單位連桿力在懸臂梁k處產(chǎn)生的撓曲、以及地基k處的沉陷（沉降），與地質(zhì)條件，及采用的地基模型有關(guān)。最后兩個(gè)方程表示基本體系的兩個(gè)平衡方程，分別對(duì)應(yīng)著沿y0方向的約束力R0和沿φ0方向的約束力矩M0，等于零。因?yàn)榛倔w系是靜定的，故在每一個(gè)平衡條件中只包括多余的約束力和外荷載兩部分，未知位移y0和φ0引起的力不存在。2）船閘整體式對(duì)稱結(jié)構(gòu)、對(duì)稱荷載下的簡(jiǎn)化a）假象固定端設(shè)于中線，本身轉(zhuǎn)角應(yīng)等于零,少一個(gè)轉(zhuǎn)角未知值b）連桿成對(duì)出現(xiàn)，Xi隱含了一對(duì)力；對(duì)地基作用時(shí)，是一對(duì)力；對(duì)懸臂梁的作用力，因固端在中線處，互不影響的X1δ11＋X2δ12＋X3δ13＋X4δ14＋X5δ15－y0＋△1p＝0X1δ21＋X2δ22＋X3δ23＋X4δ24＋X5δ25－y0＋△2p＝0X1δ31＋X2δ32＋X3δ33＋X4δ34＋X5δ35－y0＋△3p＝0X1δ41＋X2δ42＋X3δ43＋X4δ44＋X5δ45－y0＋△4p＝0X1δ51＋X2δ52＋X3δ53＋X4δ54＋X5δ55－y0＋△5p＝0

–X1–X2–X3–X4–X5+ΣV=0式中：Xk——k鏈桿的內(nèi)力；

y0——閘室軸線處固定截面的位移；△kp——k鏈桿切口處由于外荷載產(chǎn)生的相對(duì)變位；

ΣV——作用于半梁上的垂直力總和；

δki——i點(diǎn)處在單位力作用下使鏈桿k切口處產(chǎn)生的相對(duì)變位。由地基的彈性變形及梁的撓度組成。3）懸臂式閘墻結(jié)構(gòu)a)取中線處，分別設(shè)置固定端b)整體來(lái)看，結(jié)構(gòu)對(duì)稱荷載對(duì)稱，因此兩側(cè)地基反力對(duì)稱c)對(duì)每側(cè)底板而言，自身不是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，假象固定端有轉(zhuǎn)角d)基本方程，如下，與一般地基梁類似。e)連桿成對(duì)出現(xiàn)，Xi隱含了一對(duì)力；對(duì)地基作用時(shí)，是一對(duì)力；對(duì)懸臂梁的作用力，因分離式結(jié)構(gòu)，互不影響的4）雙鉸底板式整體來(lái)看，結(jié)構(gòu)對(duì)稱荷載對(duì)稱，因此兩側(cè)地基反力對(duì)稱取中線處，設(shè)置固定端，沒(méi)有轉(zhuǎn)角，只有整體位移；在鉸接處，約束轉(zhuǎn)角。c)基本方程，如下，與一般地基梁類似。d)連桿成對(duì)出現(xiàn)，Xi隱含了一對(duì)力；對(duì)地基作用時(shí)，是一對(duì)力；對(duì)懸臂梁的作用力，因分離式結(jié)構(gòu)，互不影響的；力矩平衡方程，僅包含邊底板、閘墻下連桿反力的貢獻(xiàn)，注意中間底板連桿對(duì)力矩項(xiàng)無(wú)影響，為零！2、懸臂梁的撓（nao）度在常截面梁情況下，只考慮彎矩項(xiàng)，采用圖乘法。梁上荷載產(chǎn)生撓度的影響：3、地基的沉陷-地基模型1)半無(wú)限地基a)半平面無(wú)限地基δki由下式確定，即

式中c——鏈桿間距；

Fki-——由Xi單位力在Xk方向上引起的地基變位，可根

據(jù)不同的地基模型選用相應(yīng)公式計(jì)算；

ωki——由Xi單位力所引起的K鏈桿處梁的撓度，可由

結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求得；

E0、E——分別為地基的變形模量及梁的彈性模量；

——分別為地基的泊松比及梁的泊松比；x——k與i之間的距離

彈性半平面體沉陷公式b)半空間無(wú)限地基2)半有限厚度地基目前常用的是平面問(wèn)題3)文克爾地基又稱彈簧地基（1）認(rèn)為地基只有正應(yīng)力，無(wú)剪應(yīng)力，相鄰（彈簧）點(diǎn)的沉降與其他點(diǎn)的壓力無(wú)關(guān)；（2）不反映剪應(yīng)力傳遞、應(yīng)力擴(kuò)散，無(wú)法反映邊荷載效應(yīng)；（3）缺點(diǎn)是基床系數(shù)與基底尺寸有關(guān)；（4）地基模型參數(shù)少，便于分析，仍廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算。4)分層地基模型-值得在船閘中應(yīng)用?。?）地基附加應(yīng)力，按半平面或半空間無(wú)限地基計(jì)算（2）地基沉降等于沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)各計(jì)算分層在側(cè)限條件下的壓縮量之和。

5)地基模型的選擇筆者經(jīng)過(guò)驗(yàn)證建議，土基上底板:當(dāng)

H/L<0.25時(shí)，可按基床系數(shù)法（文克爾假定）計(jì)算；當(dāng)

H/L>2時(shí)，可按半無(wú)限深的彈性地基梁法計(jì)算；當(dāng)0.25<H/L<2時(shí)，可按有限深的彈性地基梁法計(jì)算。參考文獻(xiàn)H/L范圍*文克爾地基有限壓縮層地基半無(wú)限地基船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范[12]<0.25/2水閘設(shè)計(jì)規(guī)范

[13]<0.25/20.25/2~2/2>2/2水工建筑物[79]<0.50.5~4.0**4**渠化工程[67]<0.5渠化工程（第二版）[79]<0.25/20.25/2~2/2>2/2船閘設(shè)計(jì)[66]0.25/20.2~1.5>1.5渠化工程[66]0.25/20.4/2~3/2>3/2白寶生[66]0.5/2~4/2丁行蕊[28]0.25/20.2~1.5>1.5宰金珉,宰金璋[73]0.5李龍昌、曲新華[81]0.25/2025/2~4/2>4/21）雙鉸底板軸力作用點(diǎn)取底板中心以下1/6~1/4h。調(diào)查表明，雙鉸式底板的閘墻，在墻后邊載作用下，呈向后傾斜的態(tài)勢(shì)。通道沉降、增建通道路基沉降對(duì)兩側(cè)建筑的影響4、邊荷載-簡(jiǎn)稱邊載，邊為鄰近、周邊之意在工程實(shí)際中考慮到砂基、粘性地基沉陷固結(jié)不同特點(diǎn)，為安全計(jì)，從可能的最不利情況出發(fā)，邊載采用兩個(gè)極限值，對(duì)底板增加彎矩取大值，反之取小值。當(dāng)采用彈性地基梁法時(shí)，應(yīng)考慮邊荷載的影響?？砂幢?-1-1的規(guī)定計(jì)及邊荷載計(jì)算百分?jǐn)?shù)。地基類別邊荷載使內(nèi)力減少邊荷載使內(nèi)力增加邊載分布長(zhǎng)度水閘規(guī)范砂性土50%100%地基梁長(zhǎng)度的1倍，或可壓縮層厚度1.2倍粘性土0%100%船閘規(guī)范砂性土30%~50%50%~100%1~1.5倍閘底板半寬粘性土20%~30%70%~100%計(jì)算采用的邊荷載作用范圍可根據(jù)基坑開(kāi)挖及墻后土料回填的實(shí)際情況研究確定，通?？刹捎脧椥缘鼗洪L(zhǎng)度的1倍或可壓縮層厚度的1.2倍。6.5.1導(dǎo)航和靠船建筑物導(dǎo)航和靠船建筑物型式：（1）重力式導(dǎo)航、靠船建筑結(jié)構(gòu)；（2）墩式、框架式導(dǎo)航、靠船建筑物；（3）樁墩式、浮式、空箱式、扶壁式6.5引航道上建筑物（略）簡(jiǎn)單介紹船閘引航道上的建筑物：有導(dǎo)航建筑物、靠船建筑物以及護(hù)坡、護(hù)底等結(jié)構(gòu)。浮式導(dǎo)航墻：

適用于庫(kù)區(qū)或水深較大的河流中，預(yù)制施工進(jìn)度較快，對(duì)地基無(wú)要求。但操作麻煩，維護(hù)工作量大，容易受水流及風(fēng)向等自然因素的影響，船舶停靠不太理想。

導(dǎo)航、靠船建筑物結(jié)構(gòu)型式的選擇：建筑物高度水位變化幅度材料來(lái)源施工條件使用要求地基土壤性質(zhì)等因素確定盡可能采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于施工、使用方便、經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式。導(dǎo)航和靠船建筑物設(shè)置要求：前沿做成垂直平整面，以利于船舶停靠及系泊安全；當(dāng)引航道水位變幅較大時(shí)，可在靠船建筑物正面分層設(shè)置系船鉤；為施工方便，墩與墩間的距離，常布置為等間距；15～25m;墩與墩間一般設(shè)有人行引橋供管理人員工作及船員上、下岸之用。尺度應(yīng)滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求；滿足系船、照明及信號(hào)裝置等布置要求。

護(hù)坡和護(hù)底的必要性：引航道的岸坡和底部，由于經(jīng)常受船閘泄水和溢洪時(shí)水流的沖刷以及暴雨、風(fēng)浪及船行波的影響等，容易造成岸坡崩塌，引起引航道泥沙大量淤積，阻礙船舶航行。因此靠近閘首附近的一段引航道的邊坡和底部，應(yīng)適當(dāng)加以保護(hù)。

6.5.2護(hù)坡和護(hù)底

護(hù)坡和護(hù)底的型式：一般采用漿砌塊石；干砌塊石；混凝土塊體；草皮等護(hù)坡

護(hù)坡和護(hù)底的長(zhǎng)度：在閘首外底部和輔導(dǎo)墻外鋪砌30m左右長(zhǎng)度的護(hù)底；護(hù)坡結(jié)構(gòu)為25-40cm塊石，下墊以10cm中石子和10cm黃砂；通常將漿砌塊石或干砌塊石護(hù)坡鋪至正常通航水位以上0.5m左右，砌石岸坡以上至坡頂則可加鋪草皮保護(hù)。6.6船閘的防滲與排水1、船閘的滲流船閘承受水頭差后，必將在地基及其兩側(cè)的回填土內(nèi)，產(chǎn)生滲透水流，簡(jiǎn)稱滲流。1）滲流的影響a)滲透力降低建筑物的抗滑、抗傾、抗浮的整體穩(wěn)定性；b)引起地基的滲透變形，引發(fā)事故；因此，必須重視防滲與排水2）船閘滲流特點(diǎn)a)空間性：基底的縱向滲流；回填土的側(cè)向繞流；透水閘室的橫向滲流。b）雙向性(1)雙向水頭的船閘，顯然應(yīng)注意雙向防滲設(shè)計(jì)；(2)透水閘室在灌泄水過(guò)程中，相對(duì)于墻后排水管水位，會(huì)產(chǎn)生雙向水頭，短期內(nèi)產(chǎn)生往返的雙向滲流。c）不穩(wěn)定性閘室在灌泄水過(guò)程中，水頭由最大→最小→最大，并可能有正反水頭的變化。3）影響船閘滲流的因素：上下水位的可變性，可能的滲流路徑（1）閘室底透水與否。透水閘底時(shí)，閘首和閘室均為獨(dú)立的擋水建筑物，各自滲流，并互相有所影響?？v向、側(cè)向、橫向滲流，明顯空間性。（2）閘室墻后回填土的構(gòu)筑方式。如一側(cè)回填、一側(cè)凌空，呈非對(duì)稱性，將會(huì)影響擋水線閘首的滲流，即使不透水閘室，應(yīng)注意橫向滲流。（3）岸側(cè)墻后通常回填，墻后水位由墻后排水管或浸潤(rùn)線決定。（4）河側(cè)墻后可能凌空，或少量回填，此時(shí)由下游或上游水位（壩上式）決定。填土寬度較大時(shí)，由墻后排水管、或由浸潤(rùn)線決定。（5)浸潤(rùn)線低于排水管，墻后水位由浸潤(rùn)線決定；浸潤(rùn)線高于排水管時(shí)，應(yīng)考慮排水管排水能力的影響。2、地基滲流變形及防治措施1）流土粘性土中，土顆粒之間有粘著力，土顆粒不易單獨(dú)移動(dòng)。但在滲流逸出處有可能將部分土體（土塊）頂起，使其處于懸浮狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為流土。4）船閘閘首地下輪廓線

地下輪廓線，亦即閘基滲流的第一根流線：該線長(zhǎng)度稱為防滲長(zhǎng)度或滲徑長(zhǎng)度。b）雙向性(1)雙向水頭的船閘，顯然應(yīng)注意雙向防滲設(shè)計(jì)；(2)透水閘室在灌泄水過(guò)程中，相對(duì)于墻后排水管水位，會(huì)產(chǎn)生雙向水頭，短期內(nèi)產(chǎn)生往返的雙向滲流。c）不穩(wěn)定性閘室在灌泄水過(guò)程中，水頭由最大→最小→最大，并可能有正反水頭的變化。2、地基滲流變形及防治措施1）流土粘性土中，土顆粒之間有粘著力，土顆粒不易單獨(dú)移動(dòng)。但在滲流逸出處有可能將部分土體（土塊）頂起，使其處于懸浮狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為流土。防治流土的措施（1）延長(zhǎng)滲徑，或降低滲流水頭，從而控制滲流坡降小于臨界值；（2）可在逸出處鋪設(shè)塊石等透水材料，作為蓋重，保護(hù)土壤的穩(wěn)定性2）管涌對(duì)顆粒間粘著力較小的無(wú)粘性土土壤，當(dāng)滲流坡降、滲流流速大于一定數(shù)值時(shí)，小顆粒沿著滲流方向，通過(guò)孔隙被帶走，從而孔隙增加，更大顆?？赡芾^續(xù)被帶走。如此發(fā)展，孔隙不斷擴(kuò)大，最終使地基產(chǎn)生較大沉降、甚至塌陷，導(dǎo)致建筑物失事。這種現(xiàn)象稱為管涌。管涌主要與滲透坡降、顆粒組成的不均勻系數(shù)有關(guān)。防治管涌的措施（1）延長(zhǎng)滲徑，或降低滲流水頭，控制滲透坡降（2）設(shè)置反濾層。沿滲流方向，顆粒由小變大排列的組合材料。3、船閘的防滲與排水布置1）應(yīng)考慮的因素（1）船閘結(jié)構(gòu)型式，主要是閘室透水與否？重點(diǎn)透水閘室！?。?）船閘在樞紐中的位置，壩上式??！，還是壩下式？（3）墩（墻）后回填土的高程、寬度，以及排水設(shè)施的布置（4）地基的水文地質(zhì)條件（土質(zhì)、土層分布、以及不透水土層、承壓水的存在）（5）水頭大小2）應(yīng)遵循的原則（1）先防后排，堵疏結(jié)合。滲流方向而言，上游防滲堵截，下游排水疏導(dǎo)。和諧精神?。?）防滲與減壓結(jié)合。砂性土，以防滲為主，兼顧減壓；粘性土，以減壓為主，一般不易產(chǎn)生滲流變形。3）閘室為透水閘底的防滲布置（1）閘底縱向防滲(a)不透水鋪蓋。結(jié)合閘首上游側(cè)回填、導(dǎo)航段不透水底板設(shè)置?？梢允钦惩恋热嵝圆牧?，也可混凝土等剛性材料，分塊間設(shè)置止水。(b)板樁上游側(cè)板樁，可起到減壓和防滲作用；下游側(cè)板樁，主要防滲，反而會(huì)增大滲透壓力！粘性土中，不宜打設(shè)板樁，以防在板樁與粘土間產(chǎn)生集中滲流?？梢夯纳靶酝林校嗽诨姿闹車虬鍢?，封閉底板下液化土。板樁可以采用鋼筋混凝土、鋼板樁等。也可采用粘性土、水泥土等防滲墻，防滲帷幕（巖基中）(c)逸出處的反濾層反濾層有蓋重的作用、又有防止管涌的作用。常有分層反濾層，混合反濾層或土工織物反濾層。船閘承受水頭差，反濾層設(shè)置要比一般反濾層考究些！（2）回填土側(cè)向防滲回填土，一般經(jīng)過(guò)碾壓處理。主要應(yīng)防止回填土與墩墻接觸處產(chǎn)生集中滲流。(a)不允許有向回填土側(cè)的倒坡、或有突出部分，防止回填土與墩墻脫空(b)刺墻，僅在回填土區(qū)內(nèi)；(c)防滲墻，兩側(cè)回填土是防洪堤的一部分時(shí)，深度可達(dá)地基的恰當(dāng)高程。（3）閘室橫向防滲（a)齒墻：延長(zhǎng)滲徑，增加抗滑穩(wěn)定性（b)板樁：常設(shè)于滲流出口處（c)反濾層（d)墻后排水管縱向1：200~1：500；下游出口高程高于下游檢修水位或最低通航水位0.5~1.0m；橫向位于后趾垂直面外側(cè)2~3m，也有專家認(rèn)為應(yīng)在第一破裂角以外（45-φ/2)。對(duì)于雙向水頭的船閘，必要時(shí)可設(shè)置上、下兩層排水管，在排水管出口處設(shè)置可控制閥門，以防止高水時(shí)水流進(jìn)入墻后回填土內(nèi)。4）閘室為不透水閘底的防滲布置（1）壩下式?。?！由于船閘總滲徑長(zhǎng)度，遠(yuǎn)大于需要的防滲長(zhǎng)度。一般僅在回填土內(nèi)設(shè)置排水管或明溝。（2）壩上式在閘室墻后填筑寬度較大的回填土體，并在回填土內(nèi)設(shè)置排水管，以減少作用在閘室墻上的水壓力。在墻后只填筑較窄的回填土體，而不設(shè)置排水設(shè)施。在閘室墻后可以不填筑回填土或者不填筑到頂，此時(shí)整個(gè)滲流水頭由位于壩軸線的下閘首承受。A、防滲鋪蓋：長(zhǎng)度一般采用設(shè)計(jì)水頭的2～3倍；防滲鋪蓋有柔性和剛性的兩種；粘性鋪蓋適用于砂性土地基，混凝土鋪蓋適用于透水性較小的地基。鋪蓋的滲透系數(shù)與地基土滲透系數(shù)之比宜小于0.01。鋼筋混凝土鋪蓋厚度約為20～50cm，一般采用C20混凝土。為適應(yīng)地基沉降，鋼筋混凝土鋪蓋應(yīng)用縱橫縫分塊，縫距可取10～20米，縫內(nèi)設(shè)置止水。4、防滲與排水構(gòu)造自學(xué)為主B、防滲板樁可采用鋼筋混凝土板樁，板樁厚度