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水工建筑物基础(第2版)
1.12.6.2 二、连接建筑物的形式和布置
二、连接建筑物的形式和布置

(一)闸室与河岸的连接形式

水闸闸室与两岸(或堤、坝等)的连接形式主要与地基及闸身高度有关。当地基较好,闸身高度不大时,可用边墩直接与河岸连接,如图9-58(a)、(b)、(c)、(d)所示。

图9-58 闸室与两岸或土坡的连接方式

(a)~(d)边墩直接挡土;(e)~(h)边墩外侧设岸墙挡土
1—重力式边墩;2—边墩;3—悬臂式边墩或岸墙;4—扶壁式边墩或岸墙;5—顶板;6—空箱式岸墙;7—连拱板;8—连拱式空箱支墩;9—连拱底板;10—沉降缝

在闸身较高、地基软弱的条件下,如仍采用边墩直接挡土,由于边墩与闸身地基的荷载相差悬殊,可能产生不均匀沉降,影响闸门启闭,并在底板内产生较大的内力。此时,可在边墩外侧设置轻型岸墙,边墩只起支承闸门及上部结构的作用,而土压力全由岸墙承担,如图9-58(e)、(f)、(g)、(h)所示。这种连接形式可以减少边墩和底板的内力,同时还可使作用在闸室上的荷载比较均衡,可减少不均匀沉降。当地基承载力过低,可采用护坡岸墙的结构形式,如图9-59所示。其优点是边墩既不挡土,也不设岸墙挡土。因此,闸室边孔受力状态得到改善,适用于软弱地基。缺点是防渗和抗冻性能较差。为了挡水和防渗需要,在岸坡段设刺墙,其上游设防渗铺盖。

图9-59 护坡连接式

(二)翼墙的布置

上游翼墙应与闸室两端平顺连接,其顺水流方向的投影长度应大于或等于铺盖长度。

下游翼墙的平均扩散角每侧宜采用7°~12°,其顺水流方向的投影长度大于或等于消力池长度。

上、下游翼墙的墙顶高程应分别高于上、下游最不利的运用水位。翼墙分段长度应根据结构和地基条件确定,可采用15~20m。建筑在软弱地基或回填土上的翼墙分段长度可适当缩短。

翼墙平面布置通常有下列几种形式。

图9-60 反翼墙

1.反翼墙

翼墙自闸室向上、下游延伸一段距离,然后转弯90°插入堤岸,墙面铅直,转弯半径约2~5m,如图9-60所示。这种布置形式的防渗效果和水流条件均较好,但工程量较大,一般适用于大中型水闸。对于渠系小型水闸,为节省工程量可采用一字形布置,即翼墙自闸室边墩上下游端即垂直插入堤岸。这种布置形式进出水流条件较差。

2.圆弧式翼墙

这种布置是从边墩开始,向上、下游用圆弧形的铅直翼墙与河岸连接。上游圆弧半径为15~30m,下游圆弧半径为30~40m,如图9-61所示。其优点是水流条件好,但模板用量大,施工复杂。适用于上下游水位差及单宽流量较大、闸室较高、地基承载力较低的大中型水闸。

图9-61 圆弧翼墙

3.扭曲面翼墙

扭曲面翼墙是连接梯形断面渠道和矩形闸室的结构,翼墙迎水面与闸墩连接处的铅直面,向上或下游延伸而逐渐变为倾斜面,直至与其连接的河岸(或渠道)的坡度相同为止,如图9-62所示。翼墙在闸室端为重力式挡土墙断面形式,另一端为护坡形式。这种布置形式的水流条件好,且工程量小,但施工较为复杂,应保证墙后填土的夯实质量,否则容易断裂。这种布置形式在渠系工程中应用较广。

图9-62 扭曲面翼墙

图9-63 斜墙翼墙

4.斜降翼墙

在平面上呈八字形,随着翼墙向上、下游延伸,其高度逐渐降低,至末端与河底齐平,如图9-63所示。这种布置的优点是工程量省,施工简单,但防渗条件差,泄流时闸孔附近易产生漩涡,冲刷河岸或坝坡,一般用于较小水头的小型水闸。