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船闸闸室墙

2020-04-09 21:01

船闸闸室两侧起挡土、挡水和靠船作用的构筑物。船闸闸室墙的一侧有水,另一侧填土,按其工作条件属挡土结构。

土基上的分离式闸室的闸室墙的工作条件在许多方面与常用的挡土墙类似,其常用的型式有重力式、扶壁式、板桩式与高桩台式闸室墙等(图1)。

图1 土基上的闸室结构型式示意图

(a)重力式(梯形);(b)重力式(衡重式);(c)悬臂式;(d)扶壁式

船闸闸室墙型式

重力式闸室墙

按断面形状可分为:梯形断面和衡重式断面2种。梯形断面的重力式闸室墙多采用折线形背坡,浆砌条(块)石结构的背坡有时做成阶梯状。衡重式闸室墙的断面,系在墙背距闸底约为0.4~0.5倍墙高处设置一后伸平台,使自重力和平台上的土重力的合力通过底部断面中心的后部,其产生的偏心力矩可以抵消一部分倾覆力矩,同时后伸平台具有卸荷作用,减少作用在墙上的土压力,使地基反力分布趋于均匀。相对于梯形断面的重力式闸墙,它的工程量较小,但对地基的要求较高。

按建筑材料可分为:浆砌条(块)石、混凝土和加筋混凝土结构。浆砌条(块)石结构应砌筑密实,其前壁和背坡应严密勾缝,以保证其防渗性,浆砌条(块)石结构一般不承受拉应力,墙身断面较大,对地基的要求也较高。混凝土结构通常采用背坡为折线的梯形断面,可以采用机械化施工,且便于布置输水廊道。加筋混凝土重力式闸室墙的墙身断面较小,可利用底板后悬臂上的土重来保证闸室墙的抗滑稳定性。混凝土及加筋混凝土结构适用于水头较大的船闸。

扶壁式闸室墙

由立板、肋板和底板组成,底板分前趾板和内底板两部分。这种结构的断面较小,工程量较省,但结构复杂,施工技术要求高,钢筋用量也大。

板桩式闸室墙

由钢板桩或钢筋混凝土板桩、钢锚拉杆、锚碇结构构成。其特点是依靠板桩入土部分的嵌固、锚拉杆和锚碇结构的土抗力以及闸室底板的支撑来维持墙身稳定。施工时可以先将预制的板桩压入地面以下至设计高程,开挖墙后表层土,安装锚杆和锚碇板,然后再开挖闸室。这种结构可减少船闸基坑的开挖和墙后回填土方量,适用于地基承载力较低的软弱地基(参见板桩码头)。

高桩台式闸室墙

主要由板桩、支承桩及上部桩台等构成。根据板桩位置的不同有前板桩和后板桩高桩台式闸室墙之分。工程实践中一般多采用前板桩。当采用后板桩时,为减少灌泄水体积,桩台的底面一般应位于下游最低通航水位以上。高桩台式闸室墙多用于水头与门槛水深比值较小和地基较差的海船闸上(参见高桩码头)。

整体式和悬臂式闸室的闸室墙是刚性连接在闸室底板上的,其工作状态如嵌固在底板上的悬臂梁,一般均为钢筋混凝土结构。

岩石地基上的闸室墙

根据基岩顶面与闸室底面高程的不同采用不同的型式。①当基岩顶面仅及闸底时,闸室墙多用重力式结构,如图2(a)所示。②当基岩顶面高于闸室顶时,如基岩质地好,裂缝很少,可采用设锚筋的衬砌墙,对小型船闸可将岩层直接开挖整平,加以喷浆护面,构成闸室墙面;如基岩质地松软,裂隙发育,无法保证钢筋可靠地锚固于基岩里,可采用重力式衬砌墙,如图2(b)所示。③当基岩顶面介于闸室顶和闸室底面高程之间时,可以采用衬砌墙和重力墙相结合的混合式结构,如图2(c)所示。

图2 岩基上闸室墙结构型式示意图

(a)重力式;(b)衬砌式;(c)混合式

闸室墙的细部构造

一般包括闸墙保护措施、胸墙、伸缩—沉陷缝及附属设施。

闸墙保护措施

为保证闸室墙面不因过闸船舶的撞击而遭到破坏,过去多在闸室墙墙面设置单根并列的竖向护木或成组并列护木。20世纪60年代以后,多在墙面采用高标号混凝土或用预制混凝土及细条石镶面等措施提高闸室墙面的平整度和强度以保护墙面。

胸墙

沿闸室墙顶部设置的与墙正面齐平的实体墙。其高度一般为0.9~1.2m,厚度为0.2~0.5m。胸墙的作用是保证闸上工作人员的安全,并防止闸室泄水时干舷较高的空载船舶悬挂在闸室墙上。

伸缩—沉降缝

为防止混凝土收缩、温度变化和纵向不均匀沉陷,船闸闸室墙一般沿长度每隔15~20m设一道伸缩—沉降缝。伸缩—沉降缝一般做成垂直贯通的永久缝,缝内设置止水。

附属设施

为保证过闸船舶在闸室内安全可靠地停泊,闸室顶部设有固定系船柱。在水头大于5m的船闸上,一般在闸室墙特设的墙龛内设置浮式系船环。有时根据需要还在墙壁上增设系钩(环)。

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