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9.2 工程布置


9.2.1 闸的总体布置应结构简单、安全可靠、运用方便,并应与城市景观、环境美化相结合。
9.2.2 闸的形式应根据其功能和运用要求合理选择。有通航、排冰、排漂要求的闸,应采用开敞式;设计洪水位高于泄洪水位,且无通航排漂要求的闸,可采用胸墙式,对多泥沙河流宜留有排沙孔。
9.2.3 闸底板或闸坎高程,应根据地形、地质、水流条件,结合泄洪、排涝、排沙、冲污等要求确定,并结合堰型、门型选择,经技术经济比较合理选定。
9.2.4 闸室总净宽应根据泄流规模、下游河床地质条件和安全泄流的要求,经技术经济比较后确定。闸室总宽度应与上、下游河道相适应,不应过分束窄河道。
9.2.5 闸孔的数量及单孔净宽,应根据防洪闸使用功能、闸门形式、施工条件等因素确定。闸的孔数较少时,宜用单数孔。
9.2.6 闸的闸顶高程不应低于岸(堤)顶高程;泄洪时不应低于设计洪水位(或校核洪水位)与安全超高之和;挡水时不应低于正常蓄水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全超高之和,并宜结合下列因素留有适当裕度:
    1 多泥沙河流上因上、下游河道冲淤变化引起水位升高或降低的影响;
    2 软弱地基上地基沉降的影响;
    3 水闸两侧防洪堤堤顶可能加高的影响。
9.2.7 闸与两岸的连接,应保证岸坡稳定和侧向渗流稳定,有利于改善水闸进、出水水流流态,提高消能防冲效果、减轻边荷载的影响。闸顶应根据管理、交通和检修要求,修建交通和检修桥。
9.2.8 闸上、下翼墙宜与闸室及两岸岸坡平顺连接,上游翼墙长度应长于或等于铺盖长度,下游翼墙长度应长于或等于消力池长度。下游翼墙的扩散角宜采用7°~12°。
9.2.9 翼墙分段长度应根据结构和地基条件确定,建筑在坚实地基上的翼墙分段长度可采用15m~20m,建筑在松软地基上的翼墙分段长度可适当减短。
9.2.10 闸门形式和启闭设施应安全可靠,运转灵活,维修方便,可动水启闭,并应采用较先进的控制设施。
9.2.11 防渗排水设施的布置,应根据闸基地质条件、水闸上下游水位差等因素,结合闸室、消能防冲和两岸连接布置综合分析确定,形成完整可靠的防渗排水系统。
9.2.12 闸上、下游的护岸布置,应根据水流状态、岸坡稳定、消能防冲效果以及航运、城建要求等因素确定。
9.2.13 消能防冲形式,应根据地基情况、水力条件及闸门控制运用方式等因素确定,宜采用底流消能。
9.2.14 地基为高压缩、松软的地层时,应根据基础情况采用换基、振冲、强夯、桩基等措施进行加固处理,有条件时也可采用插塑料排水板或预压加固措施等。
9.2.15 对位于泥质河口的防潮闸,应分析闸下河道泥沙淤积规律和可能淤积量,采取防淤、减淤措施。对于存在拦门沙的防潮闸河口,应研究拦门沙位置变化对河道行洪的影响。
条文说明
9.2.1 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.2条的规定。增加与城市景观、环境美化相结合的要求。
9.2.2 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.2条的规定。对于胸墙式防洪闸,增加“宜留有排沙孔”的要求,以适应在多沙河流上建闸排沙要求。
9.2.3 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.3条的规定。确定闸底板高程,首先要确定合适的最大过闸单宽流量,取决于闸下河道水深及河床土质的抗冲流速。采用较小的过闸单宽流量,闸的总宽度较大,闸下水流平面扩散角较小,水流不致脱离下游翼墙而产生回流,流速的平面分布比较均匀,防冲护砌长度可以相应缩短。采用较大的过闸单宽流量,虽可减小防洪闸总宽度,但下游导流翼墙和防冲护砌长度就要加长,不一定能减少工程量,尤其是下游流速平面分布不均匀,极易引起两侧大范围的回流,压缩主流,不仅不能扩散,局部的单宽流量反而会加大,常常引起下游河床的严重冲刷,在这种情况下,过闸单宽流量要取小值。
    最大过闸单宽流量确定后,根据上、下游设计洪水位,按堰流状态计算堰顶高程,这是可能采用的最高闸槛高程。最后综合考虑排涝、通航、河道泥砂、地形、地质等因素,通过技术经济比较确定闸底板高程。
    防洪闸、分洪闸的闸底板高程,不宜设置在年内特别是在枯水季不能从外江引流的高程之上,而应设置在能够于全年都可以从外江进水的高程,同时,还应从满足改善枯水水环境角度考虑水闸闸孔总净宽,以满足内河冲污、稀释、冲淤的需要。这一点,广东省珠江三角洲河网区有深刻的教训。在20世纪50年代中期和60年代初期,该地区有的地方在分洪河河口兴建水闸时,单纯从防洪分洪着眼,把水闸闸底板高程建在枯季,甚至在平水期都不能从外江引入流量的河口高程之上,也有的地方在分洪河入口处兴建限流堰,2年~5年一遇以下外江洪水不能过堰,更不用说过枯水期流量了,5年以上外江洪水才能过堰顶流入分洪河。但5年一遇以上外江洪水并不是年年都出现的,即使是在某一年出现,其分流入河的时间也不过是两三天,时间并不长,当外江洪水位回落到堰顶高程以下时,便又回复到不分流状态。到了20世纪80年代初以后,分洪区城镇的社会经济有较大的发展,大量未经达标处理的生活污水、工业废水和化肥、农药的农田排水等污染物排入河道,分洪河道的水体、水质受到严重污染,水质发黑发臭,水质标准劣于V类,水环境恶化到不可收拾的地步。有的地方防洪、分洪闸的闸孔总净宽由于建得太窄,满足不了枯水入流改善水环境的要求。到了20世纪80年代中期,不得不把原来不能满足引水冲污的旧挡洪、分洪水闸废弃,而另外在附近新建防洪、分洪、冲污、排涝多功能水闸,问题才得到较妥善的解决。
9.2.4、9.2.5 这两条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.4条的规定。确定闸槛高程和闸孔泄流方式后,根据泄流能力计算,就可确定满足运用要求的总过水宽度了。拦河建闸时应注意不要过分束窄河道,以免影响出闸水流,造成局邵冲制,增加闸下连接段工程量,从而增加工程投资。闸室总宽度与河道宽度的比值以0.8左右为宜。闸孔数目少时,应取奇数,以便放水时对称开启,防止偏流,造成局部冲刷。
9.2.6 本条基本沿用原《城市防洪工程设川规范》CJJ50一92第9.3.5条的规定。
9.2.7 本条基本沿用原《城市防洪工程改计规范》CJJ50一92第9.3.6条的规定。增加“闸顶应根据管理、交通和检修要求,修建交通和检修桥”的要求。
9.2.8 本条是参照现行行业标准《水闸设计规范》SL265制定的。防洪闸与两岸连接的建筑物,包括闸室岸墙、刺墙以及上下游翼墙,其主要作用是挡土、导流和阻止侧向绕流,保护两岸不受过闸水流的冲刷,使水流平顺地通过防洪闸。为保护岸边稳定,在防洪闸与两岸的连接布置设计时,要做到闸室岸墙布置与闸室结构形式密切配合,上游翼墙布置要与上游进水条件相配合,长度应长于或等于防渗铺盖的长度,使上游来水平顺导入闸室,闸槛前水流方向不偏,流速分布均匀,下游翼墙布置要与水流扩散角相适应,扩散角应在7°~12°范围,长度应长于或等于消力池的长度,引导水流沿翼墙均匀扩散下泄,避免在墙前产生回流旋涡等恶劣流态。
9.2.9 本条是参照现行行业标准《水闸设计规范》SL265制定的。
9.2.10 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.7条的规定。增加“并应采用较先进的控制设施”的要求,以适应现代化管理的需要。
9.2.11 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.9条的规定。防渗排水设施是为了使闸基渗流处于安全状况而设置的。土基上建闸挡水,闸基中将产生渗透水流。当渗透水流的速度或坡降超过容许值时,闸基将产生渗透变形,地基就产生不均匀沉降,甚至坍塌,不少水闸因此失事。如蒙城节制闸就是因渗透变形遭到破坏,该闸总净宽120m,分成10孔,于1958年7月建成,适逢大旱,水闸开始蓄水,上游挡水高5m,仅隔两天就突然倒塌,从发觉闸身变形到整个倒塌仅经历几个小时。因此,在防洪闸板设计中对于防渗排水设施问题必须给子高度重视。
9.2.12 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.10条的规定。
9.2.13 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50一92第9.3.8条的规定。
9.2.14 防潮闸地处海滨,地下水位较高,地基多为软弱、高压缩地层,基坑开挖时为边坡稳定,一定要注意施工排水设计,要把地下水位降下来,必要时采用周边井点排水方法。设计应重视防潮闸的基础处理,软基的基础处理方法很多,对于松软的砂基可采用振冲加固或强夯法;对软土、淤泥质土地基薄层者可采用换基,深层者可采用桩基处理;有条件时对松软土地基也可采用预压加固法。采用桩基应重视在运用期间可能会产生闸底板脱空问题,例如,永定新河河口的蓟运河和潮白新河防潮闸,都有底板脱空现象,用搅拌桩加固软土地基时应注意桩身质量是否能达到设计要求。
9.2.15 河口防潮闸下普遍存在泥沙淤积和拦门沙问题。为保持泄流通畅,闸下要经常清淤,为减少清淤量规定研究应采取防淤、减淤措施;河口拦门沙的存在及变化对河道行洪有一定影响,研究拦门沙位置的变化对行洪的影响是设计内容之一。
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城市防洪工程设计规范 GB/T50805-2012
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