船闸水工建筑物设计规范

目次

1总则

2基本规定

2.1一般规定

2.2建筑物级别

2.3基本资料

3结构设计原则

3.1一般规定

3.2结构计算

3.3平安系数

3.4建筑物分缝

4地基

4.1一般规定

4.2地基承载力验算

4.3土坡和地基稳定验算

4.4地基沉降计算

4.5地基处理

5防渗与排水

5.1一般规定

5.2防渗与排水设施

5.3渗流计算

6.荷载

6.1荷载计算

6.2荷载组合

7闸室结构设计

7.1一般规定

7.2重力式闸墙结构设计

7.3扶壁式闸墙结构设计

7.4衬砌式闸墙结构设计

7.5混合式闸墙结构设计

7.6板桩和地下连续墙结构设计

7.7悬臂式闸墙结构设计

7.8底板设计

7.9整体式闸室结构设计

8闸首结构设计

8.1一般规定

8.2整体式闸首设计

8.3分别式闸首设计

9导航和靠船建筑物及护坡和护底设计

9.1一般规定

9.2导航和靠船建筑物设计

9.3护坡和护底设计

10观测设计

10.1一般规定

10.2原型观测设计

附录A摩擦系数和粘聚力

附录B岩土分类

附录C地基承载力验算

附录D查表法确定地基容许承载力

附录E地基垂直附加应力计算

附录F阻力系数法

附录G常用材料重度

附录H主动土压力近似计算

附录J双较底板地基反力计算

附录K本规范用词用语说明

附加说明本规范主编单位、参与单位、主要起草人、总校人员和管理人员名单

附条文说明

1总则

为适应船闸工程建设的须要，统一船闸水工建筑物设计的技术要求，提高船闸设

计水平，做到技术先进、经济合理、平安牢靠和适用耐久，制定本规范。

本规范适用于新建、才建和改建内河I〜VII级船闸水工建筑物设计，低于级的

船闸和海船闸水工建筑物设计可参照执行。

本规范采纳定值单一平安系数法。

船闸水工建筑物设计应主动慎重地采纳新技术、新结构和新材料。

本规范应与船闸工程设计的其他规范配套运用。

船闸水工建筑物设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的

规定。

2基本规定

2.1一般规定

船闸水工建筑物机构型式应依据自然条件、运用要求、受力特征、材料来源和

施工条件等因素，通过技术经济比较确定。

闸首和闸室等挡水结构设计必需满意稳定和强度要求，必需进行防渗和排水设

计。

溢洪船闸必需设置牢靠的防冲和隔水等相应设施。

隐藏工程设计应依据建筑物的结构型式、荷载、运用要求及工程地质和水文地

质条件等进行综合分析。

船闸水工建筑物应设置必要的观测设备。

大体积混凝土温度限制设计，可参照现行行业标准《混凝土重力坝设计规范》

（SDJ21）的有关规定执行。

船闸抗宸设计应依据现行行业标准《水运工程抗震设计规范》（JTJ225）的有关

规定执行。

2.2建筑物级别

船闸水工建筑物应依据船闸级别及建筑物在工程中的作用，按表2.2.1划分为5

级。

船闸水工建筑物级别划分表

水工建筑物级别

船闸级别永久建筑物

临时建筑物

闸首、闸室导航、靠船建筑物

I134

1【、III234

IV、V345

VI、vn45—

在综合性枢纽中，位于挡水前沿的河首和闸室笔挡水建筑物的级别应与枢纽中

其他挡水建筑物级别一样。

2级及以下永久建筑物符合下列状况之一者，其级别可提高一级：

(1)水头超过15m；

(2)建筑物失事后，将对下游工矿企业、城乡居民的生活和生产造成重

大损失；

(3)工程地质条件特殊困难；

(4)建筑物采纳实践阅历较少的新结构或新材料。

临时建筑物符合下列状况之一者，其级别可提高一级：

(1)临时建筑物失事后，将对下游工矿企业、城乡居民的生活和生产造

成重大损失；

(2)临时建筑物失事后，将引起工程工期严峻延误。

2.3基本资料

船闸水工建筑物不同设计阶段的基本资料，应分别满意《内河航运建设项目可

行性探讨报告编制方法》、《内河航运工程初步设计文件编制方法》和《内河航运

工程施工图设计文件编制方法》的要求。

预可行性探讨、工程可行性探讨、初步设计阶段所需的过闸客货运输量、船型、

自然条件、航道状况、施工条件、编制工程估算等基本资料的内容及深度，应符

合现行行业标准《渠化工程枢纽总体布置设计规范》(JTJ220)的有关规定。

施工图设计阶段应在初步设计已有资料的基础上，依据须要对地形、地质、资

料进行补充，其内容和深度应符合现行行业标准《水运工程测量规范》(JTJ2O3)

和《渠化工程地质勘察规范》(JTJ241)等的有关规定。

各阶段所需的水文、地形和地质等专业技术的资料整理和成果分析，应按国家

现行标准的有关规定进行。

3结构设计原则

船闸结构计算应考虑运用、检修、施工和特殊工况等状况，并应符合下列规定。

.1运用状况应考虑下列最不利的水位组合：

(1)上游或墙前为上游最高通航水位，下游或墙后为相应的最低水位或排水

管水位；

(2)下游或墙前为下游最低通航水位，上游或墙后为相应的最高水位或排水

管水位；

(3)当船闸与其他水工建筑物并列布置时，相邻建筑物进行检修的不利水位；

(4)可能出现的最大水位差；

(5)其他不利组合。

.2检修状况应按闸室全部抽干或闸首局部抽干考虑，闸内水位依据检修要求确定,

闸外水位依据检修期可能出现的最高数位或排水管水位确定.

.3完建状况应按船闸基本建立完成,墙后填土到设计标高，船闸尚未放水,地下水

数位与闸底底面齐平的状况进行计算.

.4施工状况应按船闸建立、填土和地下水水位处于不利状况进行计算。对设有

临时施工缝的整体式底板，必需计算临时缝浇筑前和浇筑后两种状况。

Zv一—作用于结构上全部荷载对滑动面法向投影的总和(kN)；

Z"一—作用于结构上全部荷载对滑动面切向投影的总和(kN)。

.2采纳抗剪断强度验算时，抗滑稳定平安系数应按下式计算：

KC=~YTF

式中Kc一一抗剪断计算的抗滑稳定平安系数，应符合第条的规定；

f一一结构与地基接触面的抗剪摩擦系数，应按第4章有关规定执行,

无实测资料时，可参照附录A选用；

Z"一—作用于结构上全部荷载对滑动面法向投影的总和(kN)；

结构于地基接触面的抗剪断粘聚力(kPa),应按第4章有关规定

执行，无实测资料时，可参照附录A选用；

A——结构于地基的接触面积(加h;

Z”——作用于结构上全部荷载对滑动面切向投影的总和(kN)。

土基船闸结构抗滑稳定平安系数应按公式(3.23-1)或(3.23-2)计算。粘性

土地基上的船闸，没结构基地面的抗滑稳定平安系数宜按公式(323-2)计算；

式中6——抗剪计算的抗滑稳定平安系数，应符合第条的规定；

f——结构与地基接触面的抗剪摩擦系数，应按第4章有关规定执行，无

实测资料时，可参照附录A选用；

——作用于结构上全部荷载对滑动面法向投影的总和(kN)；

Z”——作用于结构上全部荷载对滑动面切向投影的总和(kN)；

外——结构与土基之间的内摩擦角，应符合第条的规定；

°。一一结构于地基接触面的抗剪断粘聚力(kPa),应符合第条的规定；

A——结构于地基的接触面积(帆ho

结构基底面与土基之间的内摩擦角外值及粘聚力c。的值，可依据表3.2.4的规

定采纳。按表3.2.4的规定采纳外值和c。值时，应按公式（3.2.4）折算结构基底

面与土基之间的综合摩擦系数。当粘性土地基折算的综合摩擦系数大于0.45或

砂性土地基折算的综合摩擦系数大于0.50时，采纳的e。值和°。值应进行论证。

f二次如2丫+74

。二★（）

式中八一一结构基底面与土基之间的综合摩擦系数；

9。一一结构与土基之间的内摩擦角；

——作用于结构上全部荷载对滑动面法向投影的总和（kN：-；

c。一一结构于地基接触面的抗剪断粘聚力（kPa）：

A——结沟于地基的接触面积（〃/）。

土基的夕。、。。值

表

土质地基类别%(0),。(kPa)

粘性土0.900(0.20-0.30)c

砂性土(0.85-0.90)00

注：①表中。为室内粘性土饱和固结快剪或砂性土饱和快剪试验测得的内摩擦

角；c为室内饱和固结快剪试验测得的粘聚力；

②特殊重要的大型船闸，采纳的*。和值尚应经现场地基对混凝土板的抗滑强

度试验论证。

采纳钢筋混凝土横撑或底板的分别式闸墙抗滑稳定，可计入横撑或底板的部分

作用，在闸墙和横撑或底板的共同作用下，其平安系数应满意表3.3.1的要求。

当船闸基面以下有懦弱夹层或缓倾角结构层面时，应验算闸墙带动部分地基或

沿倾斜基面的抗滑稳定性，其抗滑稳定平安系数（应按下式计算：

K-------------------------

'（）

式中K,结构物沿懦弱夹层或沿倾斜基面的抗滑稳定平安系数;

f一一懦弱夹层或倾角结构面的摩擦系数；

Z"一—作用于滑动面以上的垂直力总和，含懦弱夹层以上土层或岩层

重力；

Z”——作用于滑动面以上的水平力总却；

。一一滑动面与水平面的夹角，有利于稳定的倾角为正，反之为负。

当墙基嵌入基岩较深：基岩完整或对基岩进行固结灌浆处理，并对墙基与基岩

间进行接缝灌浆处理，进行抗滑稳定验算时，可计入基岩的抗力。

船闸结构的抗倾稳定平安系数应按下式计算：

式中K。一一抗倾稳定平安系数，应符合第条的规定；

加8——对计算截面前趾的稳定力矩之和，其中包括浮托力产生的力

矩；

知。一一对计算截面前趾的倾覆力矩之和，其中包括渗透压力产生的

力矩。

船闸结构的抗浮稳定平安系数应按下式计算：

3上

/uo

式中恪一一抗浮稳定平安系数，应符合第条的规定；

V——向下的垂直力总和；

U一一扬压力总和。

混凝土或砌石结构的船闸，宜采纳材料力学方法验算应力。当闸墙较高或地质

条件较困难时，除应采纳材料力学方法计算外，并应同时进行模型试验或采纳有

限元法进行计算分析。

船闸渗透稳定计算应本第5章的有关规定执行。

地基承载力、地基沉降和边坡稳定的计算应按第4章的有关规定执行。

3.3平安系数

抗滑稳定平安系数臬应符合表3.3.1的规定。

抗滑稳定平安系数（表

12、34、5

岩基土基岩基土基岩基土基

基本组①21.121.421.0521.321.052L2

合②21.0521.321.021.221.02L1

特殊组①21.0521.321.021.221.02L1

合②21.0>1.2>1.0>1.121.02105

当岩基按抗剪断强度计算时，抗滑稳定平安系数《应符合表3.3.2的规定c

抗滑稳定平安系数表

荷载组合平安系数

①23.0

基本组合

②22.5

①22.5

特殊组合

②22.3

抗倾稳定平安系数应符合表3.3.3的规定。

抗倾稳定平安系数表

12、34、5

©21.621.521.4

基本组合

②21.521.421.3

①21.521.421.3

特殊组合

②21.421.321.2

抗浮稳定平安系数勺应符合表3.3.4的规定。

抗浮稳定平安系数表

水T建筑物级别平安系数

1、221.1

3、4、521.05

土基上的闸首结构，应限制地基应力的不匀称性，其最大应力与最小应力之比,

砂性地基不应大于5,粘性地基不应大于3。

土基上的分别式闸墙结构，地基不得出现拉应力。当地基不匀称沉降较大时应

适当限制地基最大应力与最小应力之比值。

bmi.

岩基上分别式船闸结构地基反力的最小应力应大于零。在施工期，背水面

可出现不大于0.1MPa的拉应力。

砌石结构不宜出现拉应力。大型船闸的混凝土结构挡水前沿不应出现拉应力，

背水面可出现不大于0.05MPa的拉应力。

3.4建筑物分缝

在闸首、闸室和导墙等结构间，新旧建筑物间及地基土质、高程突变处，均应

设置伸缩一沉降缝。

伸缩一沉降缝的间距应依据地基条件、结构型式及尺寸、气候状况和施工条件

等因素确定，闸室和导航墙可取15〜20m。岩基上的缝宽宜取15~25mm,土基上

的缝宽宜取20~30m。

伸缩一沉降缝宜做成垂直贯穿的永久缝，缝内应设置垂直和水平止水。止水材

料可采纳金属、橡胶或塑料等。重要部位可采纳两道止水片。止水片每侧埋入长

度可取200〜250mm。止水铜片厚度可采纳6mm。

4地基

4.1一般规定

地基设计应依据工程地质条件、建筑物结构型式、材料和施工条件等因素进行。

岩土可按附录B的规定进行分类。岩土试验应符合现行国家标准《土工试验方

法标准》(GBJ123)和《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266)的有关规定.岩土参

数应通过现场和室内试验确定。

岩土试验应依据工程要求、岩土性质和荷载状况等，进行下列相应的试验。

.1粘性土宜进行固结快剪、无侧限抗压强度或三轴剪切试验。不宜采纳直剪快

剪试验方法。

.2饱和软粘土宜进行十字板剪切、无侧限抗压强度或三轴剪切试验。

.3当须要测定有效抗剪强度指标时，宜进行三轴固结不排水剪试验。

.4岩石应进行室内风干、饱和和自然状态下单轴极限抗压强度及软化系数、重

度、变形等试验。

.5限制建筑物抗滑稳定的岩层、滑动面、结构面和懦弱层，宜进行现场原位抗

剪和抗剪断试验。

.6建筑物持力层为基岩、基岩风化带和局部为土层时，宜进行混凝土与岩土层

间的抗剪和抗剪断试验。

.7砂土、粉土、粘性土、碎石土和基岩风化带，宜进行标准贯入、静力触探和

动力触探等原位试验。

整理土的抗剪强度指标时，应按现行行业标准《港口工程地质勘察规范》

(JTJ240)的有关规定执行。

地基设计应包括承载力、稳定性和沉降的计算。当自然地基不能满意要求时，

应进行地基处理。

4.2地基承载力计算

验算地基承载力应考虑作用于基础底面上的合力偏心矩、倾斜率和基础形态等

因素。当作用于基础底面的合力为偏心时，应依据偏心矩将基础底面积或宽度换

算为中心受荷的有效面积或有效宽度。地基承载力验算应按附录C的有关规定

进行。

当受力层有多层土组成，各土层的抗剪强度指标相差不大时，其抗剪强度指标

和土的重度，可按土层厚度加权平均后再计算地基承载力。当受力土层抗剪强度

指标相差较大时，确定土层地基承载力应进行特地探讨。

非粘性土地基上的小型工程，可采纳查表法确定地基容许承载力，见附录D。

地基承载力的平安系数应满意下式要求：

%()

式中K——地基承载力的平安系数，应取2.0-3.0,1级建筑物取3.0；b5

级建筑物，以粘性土为主的地基取高值，以砂性土为主的地基取低值；

Fk一一地基极限承载力的竖向分力(kN)；

%——作用于墙底面或基础底面上的竖向合力（kN）。

4.3土坡和地基稳定验算

欠压密、正常压密和压密比小于4的粘性土，土坡和条形基础的地基稳定验算,

可按平面问题采纳圆弧滑动面计算；当有懦弱夹层或倾斜岩面等状况时，尚应采

纳非圆弧滑动面计算。

土坡和地基稳定计算宜采纳总应力法和有效应力法，最小平安系数可按下列计

算方法试算求得。

.1圆弧滑动面总应力法的平安系数可按下式计算（图4.3.2）

K=MR=£自％+Wj）cosa"g%

%Z（4〃+Wj）sin%（_］）

式中K一一平安系数；

MR——抗滑力矩

Ms——滑动力矩（内

G——第i个土条滑动面上土的粘聚力（kPa）；

L——第i个土条的弧长（加）；

%——第i个土条顶面上作用的荷载（A'N/〃/）；

b>——第i个土条宽度（〃？）；

叱一一第i个土条的重度（ZN/机），设计低水位以下用浮重度计算，设计低水位

以上、浸润线以下用饱和重度计算；

生一一第i个土条弧线中点切线与水平线的夹角；

份——第i个土条滑动面上土的内摩擦角。

.2采纳十字板剪切强度或其他总强度，抗滑稳定平安系数可按下试计算（图

4.3.2）：

K二MR二fSuL

MsZ（他+W：）sin4（2）

式中K一一平安系数；

MR——抗滑力矩

Ms——滑动力矩（％N•利/〃7）；

Sui一一第i个土条危急滑弧面上土的十字板剪切强度或其他总强度

（kPa）；

Li——第i个土条对应的弧长（》）；

%——第i个土条顶面上作用的荷载（攵N/加2）；

4——第i个土条宽度（〃，）；

叱一一第i个土条的重度（攵N/机），设计低水位以下用浮重度计算，设计低水

位以上、浸润线以下用饱和重度计算；

%——第i个土条弧线中点切线与水平线的夹角。

.3圆弧滑动面有效应刀法抗滑稳定平安系数可按下式计算：

+—+叱一孙瓦）吆21

K=--------=------------区----------

、（夕也+W,）sm/

（-3）

式中K——平安系数；

°；一一第i个土条滑动面上土的粘聚力（kPa）；

〃一一第i个土条宽度（机）；

/一一第i个土条顶面上作用的荷载（AN///）；

叱一一第i个土条的重度（AN/加），设计低水位以下用浮重度计算，设计低水位

以上、浸润线以下用饱和重度计算；

明一一第i个土条滑动面上的孔隙水压力9）；

第i个土条滑动面上土的内摩擦角。

生——第i个土条弧线中点切线与水平线的夹角；

当土坡和地基土体中有渗流时，应考虑渗流对稳定的影响。

计算的土坡和地基稳定平安系数不得小于表4.3.4中规定的数值。

抗滑稳定平安系数表

抗剪强度指标定平安系数K

固结快剪1.1-1.3

有效剪1.3~1.5

十字板剪1.1〜1.3

快剪1.0〜1.2

注：①建筑物等级高的取高值，建筑物等级低的取低值；

②荷载为基本组合取高值，荷载为特殊组合取低值；

③施工期的稳定平安系数宜取低值，打桩前岸坡的稳定平安系数宜取高值。

4.4地基沉降计算

地基最终沉降量可按下式计算：

R~h.,

S=fns乙T+G

()

式中Sg一一地基最终沉降量（机）；

'心一一阅历修正系数，按地区阅历选用；

%、%——分别为第i层土受平均自重压力（6。和平均最终玉力

（乙，+°二，）压缩稳定时的孔隙比；•为第i层顶面与底面的地基自重压力的平

均值，/，为第i层顶面与底面的地基垂直附加应力平均值；

此一一第i层土的厚度。

建筑物地基为岩石、碎石土、密实砂土和第四纪晚更新世及其以前形成的粘性

土，可不进行沉降计算。

不包括软土的粘性土地基，当地基压力小于或接近于船闸闸基未开挖前作用与

该基底面上土的自重压力时，土的压缩曲线宜采纳e—p回弹再压缩曲线，软土

地基土的压缩宜采纳e—p曲线；大型船闸工程，土的压缩曲线宜采纳e—Igp曲

线。

地基土压缩层的计算深度Z”宜按式（4.4.4）确定，当确定后的计算深度以下有

软土层时，尚应接着计算。

q=。血（）

式中°■二一一深度Z”处地基垂直附加应力（kPa）；

吸一一深度Z”处地基自重压应力（kPa）。

4.5地基处理

地基处理设计应具有下列工程地质和水文地质资料。

.1软基处理应具有土层的分布、厚度、层面状态、有机质含量、主要物理力学

指标及地下埋深、补给关系、水化学成分和渗透系数等资料。

.2岩基处理应具有基岩形态、埋深、节理裂隙和断层发育状况、岩石的抗压强

度及岩溶溶洞和地下暗河沟通状况等资料。

地基处理应满意下列要求：

（1）建筑物对地基承载力和整体稳定的要求；

（2）建筑物对沉降和不匀称沉降的要求；

（3）渗透稳定的要求；

（4）在建筑物和地下水长期作用下，不发生地基强度降低，影响正常运用的要

求。

土基应依据土层粪土、土质和运用要求，选用垫层、桩基、排水预压加固、粉

煤灰碎石桩、水泥搅拌桩、压力灌浆、高压喷射注浆、振冲和强夯等处理方法。

地基处理后，其强度增长应通过试验并结合阅历确定。

岩石地基应依据岩石不同地质问题，采纳下列不同方法进行处理。

.1断层裂开带，可依据断层裂开带的规模大小、发育程度，采纳开挖清除、压

力灌浆和填塞混凝土等方法处理。

.2节理裂隙发育的岩基宜采纳固结灌浆方法处理。

.3岩基内分布有懦弱夹层或泥化夹层时，应依据其性质、埋深及对建筑物的影

响程度分别进行处理。当埋深较浅时应予全部清除；当埋深较深、具有支撑作用

时可部分保留或全部保留，但应实行防止强度降低的工程措施。

.4风化岩可依据风化程度、分布和埋深等条件进行处理。对全风化和强风化岩

宜全部开挖清除。弱风化和微风化岩可依据建筑物的重要性和对地基的要求进行

处理。

.5岩溶发育区的地基了依据岩溶发育程度、埋深、连通状况和水文地质条件等

分别采纳压力灌浆、填塞和开挖清除等方法处理。

5防渗和排水

5.1一般规定

船闸防渗与排水设施应依据工程地质条件、水文地质条件、水头、结构型式和

船闸在枢纽中的位置等因素，综合考虑选用下列型式；

（1）防渗墙、板桩、唯幕、高压喷灌、齿墙、铺盖、止水、防渗土工布和劈裂

灌浆等防渗措施；

（2）排水管、排水盲沟、排水廊道、明沟、减压井和反滤层等排水设施。

船闸防渗设计应考虑渗流的空间性。挡水线闸首的侧向防渗设施应与纵向基底

防渗设施相适应。

当闸室布置在挡水线上游时，墙后回填土应设置排水设施；当闸室布置在挡水

线上游时，墙后排水设施的设置应经过论证确定。

当闸室结构基础透水时，应沿闸室纵向和横向设置防渗设施。

5.2防渗和排水设施

闸首两侧回填土内不得产生集中渗流，并应满意下列要求。

.1闸墩背面不宜设向填土侧的倒坡，水下部分沿墙高不宜有突出部分。

.2当闸首为挡水线的一部分时，在闸首两侧回填土内或上游侧宜设置粘土防渗

墙，必要时尚应设置刺墙等防渗设施。

墙后排水设施的设计应符合下列规定。

.1排水设施的起始点位置应满意防渗要求，宜布置在闸室的起点旁边。出口高

程可依据检修要求确定。

.2闸室墙后填土中的排水管及排水盲沟，距闸墙背的距离宜取2〜3m。当在闸墙

内设置排水设施时，可采纳排水廊道。

.3排水设施应设检查井，其间距宜取25〜50m。

・4排水管及明沟的纵坡宜取1：200-1；500o

.5高水头船闸或双向水头的船闸，必要时可设置上下两层排水设施。双向水头

船闸的排水设施出口处应设有可限制的阀们。

.6墙后排水设施可采纳工程塑料、铸铁和混凝土等材料的排水管。

岩基上的闸首和闸室等挡水结构，应依据防渗须要，设置防渗帷幕和排水设施,

并符合下列规定。

.1位于枢纽挡水线上的闸首或闸室，防渗帷幕设计应满意下列要求：

（1）削减坝基和绕坝渗流；

（2）防止在懦弱夹层、断层裂开带、岩石裂缝充填物和抗水性能差的岩层中产

生管涌；

（3）具有连续性和耐久性；

（4）防渗帷幕的设计参照现行行业的标准《混凝土重力坝设计规范》（SDJ21）

的有关规定执行。

.2闸首和闸室等挡水结构的排水设施设计应满意下列要求：

（1）在良好闸基的帷幕下游设置排水设施，解除渗水，降低闸基渗透压力；

（2）防止在地质条件较困难的岩基上因设置排水而产生管涌；

（3）排水设施的设计参照现行行业的标准《混凝土重力坝设计规范》（SDJ21）

的有关规定执行。

砂砾石地基防渗设施的型式应依据地质、水头和结构型式等条件，通过技术经

济比较确定。防渗设施可采纳截水槽、防渗墙、帷幕等垂直防渗设施和水平防渗

铺盖。

防渗铺盖设计应符合下列规定。

.1铺盖材料的渗透系数与地基土的渗透系数之比宜小于l%o

.2防渗铺盖长度应依据地基特性及其他防渗设施的状况确定。铺盖长度可采纳

设计水头的2〜3倍或地下轮廓水平投影的25%〜40%。

.3粘土铺盖厚度，上游端可采纳0.5~1.0m,向下游渐渐加厚。粘土铺盖与闸首

底板接触面宜做成斜面，并设止水，必要时可将底板与铺盖加深形成齿墙。

.4混凝土铺盖厚度宜取（）.3~（）.5m,必要是应验算抗浮稳定，其表面可涂防水材

料。铺盖应纵、横分块，缝距可取10〜20m,缝内应设置止水。

防渗刺墙可采纳混凝土、粘土或土工织物等材料。刺墙与边墩间应设止水，刺

墙长度可取水头的1〜3倍或嵌如岩层0.5〜1.0m。刺墙顶应高于侧向渗流面，墙

底最低处与边墩高程应相等，取厚度应依据防渗要求和受力状况确定。

岩基上的齿墙深度可取0.5〜1.0m,土基上的齿墙深度不宜大于2m。齿墙底宽不

宜小于0.5m。

混凝土防渗墙应满意下列要求。

.1混凝土应有足够的抗渗性和耐久性，可在混凝土防渗墙内掺入粘土、粉煤灰

或其他外加剂；

.2混凝土防渗墙顶应做成光滑的楔形，并插入上部结构肯定深度。

反滤层可采纳分层反滤层、混合反滤层或土工织物反滤层，并应符合下列规定。

.1反滤层设计应满意下列要求：

（1）保证被爱护士的稳定性；

（2）保证反滤层滤料的透水性；

（3）被爱护士与反滤层滤料的颗粒级配曲线大致平行。

.2分层反滤层的级配宜按下列公式确定：

/&5<5）

%=5~40（_2）

2o/<25（-2）

式中外、%——反滤层滤料颗粒级配曲线上小于含量15%、50%的粒

径（mm）；

九、40、45——被爱护士料颗粒级配曲线上小于含量15%、50%、80%

的粒径（mm）。

.3分层反滤层的每层厚度不宜小于0.15m,反滤层的铺设长度应使其末端的渗流

坡降小于地基在无反滤层时的允许坡降。

.4混合反滤层的厚度K宜小于0.6m。

.5土工织物反滤层的设计应按现行行业标准《水运工程土工织物应用技术规程》

（JTJZT239）o

5.3渗流计算

船闸的渗流计算可简化为平面问题。对大型和重要的船闸，宜进行空间渗流的

试验探讨。

闸首和闸室的渗流计算水头，应分别按最不利的水位组合确定，

墙后地下水水位的纵向分布应依据闸室相对于挡水线的位置及其旁边地区的水

文地质条件等因素按下列状况确定。

.1当闸室处于挡水线下游，应按下列状况确定：

（1）当闸首未设防渗和排水设施，墙后回填土中未设置排水管时，墙后地下水

水位的纵向分布简化为上、下游水位的直线连线分布；

（2）当墙后回填土的渗透系数与挡水线上土的渗透系数不同时，参照土的浸润

线计算拟定墙后水位；

（3）当墙后回填土中设有排水管时，依据填料性质和排水管布置综合分析确定

地下水水位高程。当回填透水性材料时，地下水水位取排水管的中心高程。当下

游水位超过排水管高程时，地下水水位以下游水位计；

（4）当闸墙旁边有池塘、沼泽时，需考虑其对地下水水位的影响。

.2当闸室处于挡水线上游、墙后无排水管时，墙后水位应按上游水位确定。

.3当溢洪船闸墙后回填土顶面设有牢靠的防渗盖面时，可不考虑顶部溢洪对地

下水水位的影响；当闸墙后回填土顶面未设牢靠的防渗盖面时，应以闸顶溢流水

位作为溢洪时的地下水水位.

土基船闸的渗流计算可采纳渗径系数法，并应满意下列公式要求：

LNCH（-1）

乙=力+（_2）

式中L——地下轮廓线的化引总长度（m）；

。一一渗径系数：

H——计算水头（m）；

4——地下轮廓线水平段长度（m）；

一一垂直段换算为水平段长度的换算系数，对多板桩，取2.（）；

对齿墙和单板桩，取1.5；对墙身垂直段，取小于等于1.0；

——地下轮廓线垂直段长度（m）。

在出口出设有反滤层时，其渗径系数可按表5.3.5采纳。

渗径系数表

土壤种类渗径系数C

粉砂9-13

细砂7~9

中砂和粗砂6~7

亚粘土和亚砂土5〜6

粘土3~4

水头较高或重要的船闸，宜同时采纳阻力系数法、空间渗流计算法和三维电模

拟试验法等进行分析探讨。阻力系数法见附录F。

6荷载

6.1荷载计算

作用于船闸水工建筑物上的荷载应包括下列内容：

（1）建筑物自重力及水重力；

（2）建筑物内部或上部填料重力；

（3）闸门、阀门、启团机械及其他设备重力；

（4）土压力；

（5）静水压力'

（6）扬压力，包括浮吒力和渗透压力：

（7）船舶荷载，包括船舶撞击力和船舶系揽力；

（8）活荷载；

（9）波浪力；

（10）水流力；

（11）地震力；

（12）其他。

建筑物自重力及建筑物内部或上部填料的重力，可按其尺寸和材料重度计算。

当无实测资料时，材料重度可参照附录G采纳。对重要工程，材料重度应通过

试验确定。

闸门、阀门、启闭机械及其他设备重力应通过计算确定，初步估算时，可按现

行行业标准《船闸设计规范第四篇船闸闸门、阀门设计》（JTJ264）和《船闸

设计规范第五篇船闸启闭机械设计》（JTJ265）的有关规定执行。

土压力的计算状态应依据地基性质、结构类型和回填土性质等因素按下列状况

判别。

.1土基上的重力式、扶壁式和悬臂式等结构，墙后填土应按主动土压力计算。

.2土基上设斜桩和带横撑的直桩基础上或岩基上的重力式、扶壁式和悬臂式和

混合式等结构，以及整体式结构，墙后填土应按静止土压力计算。

.3墙高大于15m的整体式和悬臂式钢筋混凝土结构，应对附加土压力的影响进

行分析探讨。

主动土压力的计算（图6.1.5）,对无粘性多层土或折线墙背与垂直线夹角大于

等于15度的仰角，且小于其次裂开面与垂直线的夹角时，第n层土的土压力合

力可按式（6.1.5-1）计算，其土压力合力的水平分力和土压力的垂直分力可分别

按式（6.1.5-2）和式（6.1.5-3）计算。其次裂开面与垂直线的夹角可按式（6.1.5-4）

和（6.1.5-5）计算。

1„h

E“=小。

2cos。（，i）

1...

E，“=5（6皿+41〃”

4（-/）

1.“

(-3)

11

0=-(90°-^)--U-/7)

(4)

sin(p

(-5)

式中E”——第n层土的土压力合力（kN）；

2----分别为第n层土上、下端处单位面积土压力强度（kPa）；

nx分别为第n层土上、下端处单位面积土压力的水平分力强度（&P。）;

%、.一一分别为第n层土上、下端处单位面积土压力的垂直分力强度(ZP〃)；

队一一第n层土的厚度(〃？)；

a——折线墙背与垂线的夹角，仰角为正值，俯角为负值；

纥'、E”——分别为第n层土的土压力合力的水平分力和垂直分力(kN)；

一一其次裂开面与垂直线的夹角；

①一一第n层土的内摩擦角；

£——参数；

P——地面与水平面的夹角，在水平面以上为正，在水平面以下为负，旦网应

小于等于°。

作用在墙背上，第n层土上、下端处单位面积土压力强度，第n层土上、下端

处的单位面积土压力的水平分力强度，第n层土二、下端处的单位面积土压力的

垂直分力强度，可分别按式(6.1.6-1)至(6.1.6-8)计算。

K=______________cos"--a)_____________

2/ari/sin(9|+3)sin(i一.

cos~acos(a+d)[l+J————-~~—~~—?

丫cos(a+S)cos(a-7?).

吐cosa

K—

cos(a-/?)(.2)

?一!

e“=(K，M+ZY也)Kqcosa

川(-3)

〃

e；=(K，M+Z7也)儿cos。

1=1(-4)

♦=(K/+Z/也)Kjos(a+b)

i=i(-5)

4=(K/+ZYMKacos(a+5)

,=l(-6)

e；y=(Kg4+Z%%)KaSin(a+b)〃ga

i=l(-7)

〃

e；y=(K,q+Z/也)Kasin(a+b)〃ga

z(-8)

式中〃、《；一一分别为第n层土上、下端处单位面积土压力强度(kPa)；

%、以一一分别为第n层土上、下端处单位面积土压力的水平分力强度(%川)；

%'、%，一—分别为第n层土上、下端处单位面积土压力的垂直分力强度(左九)；

凡——地面荷载力系数；

q——地面均布荷载

K0——第n层土主动土压力系数；

a一—折线墙背与垂线夹角，仰角为正，俯角为负；

夕一一地面与水平面的夹角，在水平面以上为正，在水平面以下为负，且悯应

小于等于。；

%——第i层土的厚度(〃？)；

九一一第i层土的重度，水下取浮重度；

口一一第i层土的内摩擦角；

S一—土与墙背间的摩擦角，按第条确定。

对无粘性土，当地面为水平面，墙背与垂直线夹角大于等于45度减。/2,或墙

身为L型结构时，计算主动土压力应计入墙背与垂直面间的土体重量。墙背水

平向主动土压力系数可按下式近似计算：

心二%2(45。_9()

式中"水一一墙背水平向主动土压力系数；

3——土的内摩擦角。

不同的墙背型式、回填土和荷载等状况下的主动土压力可按附录H近似计算。

回填土与墙背间的摩擦角力应依据FI填土性质、墙背型式和粗糙程度等按下列

规定采纳：

(1)仰斜的混凝土或砌体墙背采纳(1/2~2/3)9,阶梯型墙背采纳(2/3-1)名

(2)垂直的混凝土或砌体墙背采纳(1/3-1/2)8：

(3)俯斜的混凝土或砌体墙背采纳(0-1/3)▽.

注：。为回填土的内摩擦角。

粘性土主动土压力计算依据阅历可选用下列计算方法。

.1当地面为水平常，在垂直墙背或计算垂面上可按公式(6.1.10-1)和公式

(6.1.10-2)计算土压力强度。

eaH=(夕+力/也)K〃-2c延

7(-1)

4=，屋(45。-争

2(-2)

式中J”一—主动土压力强度(kPa),当的，小于等于0时，取0；

q一一地面均布荷载(kPa)；

九一一第i层土的重度，水下取浮重度；

%一一第i层土的厚度S；

七一一第n层土主动土压力系数；

c——第n层土的粘娶力

。一一第n层土的内摩擦角。

.2粘性土的主动土压力，可按楔体极限平衡图解法确定；当有阅历时，也可采

纳等代内摩擦角，按无粘性土计算。土质较差或回填不密实的粘性土，可不计粘

聚力。

静止土压力系数，宜按主动土压力系数的1.25~1.5倍采纳。

当墙后填土遇到坚硬陡坡时，应以陡坡面为滑楔裂开面，有力系平衡计算土压

力。

土的重度、内摩擦角和粘聚力应依据工程地质钻探土样试验资料确定。土的重

度无实测资料时，可参照附录G采纳。

作用于建筑物表面的静水压力，应依据不同的水位组合状况进行计算确定，水

的重度取10（kN/m，,高含沙量河流应依据实际状况确定。

作用于结构基础底面的浮托力应按低水一侧的水位计算。

.1土基上的渗透压力计算，基础地面高水一侧取全水头H,低水一侧取零，其

间可依据渗透轮廓按直线或折线相连。渗径长度应按第5章的有关规定执行。

.2岩基上的渗透压力计算，可参照现行行业标准《混凝土重力坝设计规范》

（SDJ21）的有关规定计算。对未设帷幕和排水的船闸，单位长度上的总渗透压

力可按下式计算：

V

2（）

式中匕一一单位长度上的总渗透压力（kN1m）；

a——渗压折减系数，可依据第.3款的规定综合考虑确定；

，---水的重度（kN/而）;

H——计算面到水面的深度（〃？）；

B一一墙截面宽度（,%）o

.3在确定渗压折减系数时，应依据下述各因素综合考虑确定：

（1）基岩节理裂隙不发育，地质条件良好，取较小值；

（2）闸墙承受的水头较高时，取较大值；

（3）建筑物级别较高时，取较大值；

（4）建筑物材料为混凝土时，取较小值；浆砌块石取较大值；

（5）施工质量及地基处理良好时，取较小值。

闸墙水平计算截面的扬压力，当计算面位于低水位以下时，渗透压力可按第

6.1.16条规定计算，其单位长度上的浮托力应按下式计算：

%=加（）

式中％——船舶撞击力

y一一水的重度（一/日；

h一一计算面到水面的深度（川）；

B—墙截面宽度（〃i）O

闸墙背后填土时，作用于墙背的水压力可按静止水压力计算。墙后地下水水位

的确定，应按第5章的有关规定执行。

作用于衬砌式闸墙背后的水压力可按静水压力乘以渗压折减系数计算。

船舶撞击力可按下式计算：

F<=0.9KW2/3

()

式中工——船舶撞击力(kN)；

K——系数，闸室取1.0；引航道中导航建筑物的直线段取1.67,曲线段取2.0；

W——船队排水量(t)o

船舶撞击力的作用方向可按垂直于建筑物表面考虑。连续闸墙及导航墙顶端最

不利撞击状况，其分布长度可按下列公式计算：

2b<Ly<Ld

式中4一一沿墙长度方向的分布长度(团)；

y一—撞击点至计算截面的高度(〃?)；

b——计算截面处墙的厚度(加)；

4一一墙的分块长度(加)。

船舶系揽力可按表6.1.22取值。

内河货船和驳船系揽力表

船舶载重吨DWT(t)系揽力值(kN)

DWT<10030

100<DWT<50050

500<DWT<1000100

1000<DWT<200015()

2000<DWT<3000200

3()()()<DWT<5()(X)250

闸面活荷载可取2〜5kPa,当闸面有汽车、牵引车通行或堆放材料时，应依据详

细状况确定。

承受风浪作用的建筑物在计算波浪压力时，波浪要素可依据建筑物所在位置的

吹程、风速和地形等条件，按现行行业标准《内河航道与港口水文规范》(JTJ214)

的有关规定估算。

作用于建筑物各部件上的水流力应按下式计算：

式中F——水流力(kN)；

——水流阻力系数，与设计构件的断面形态等因素有关，可参照现行行业标

准《港口工程荷载规范》(JTJ215)的有关规定选用；

?——水的重度QkN/标)；

V一—计算流速，可采纳建筑物运用期间，在其所处范围内可能出现的最大平均

流速；

g——重力加速度,取9.81"2/52；

A一—计算构件与流向垂直平面上的投影面积（加2）。

地震力应按现行行业标准《水运工程抗震设计规范》（JTJ225）的有关规定计算。

6.2荷载组合

船闸结构设计的荷载应按表6.2.1进行组合，必要时尚应考虑其他可能的不利组

入口。

荷载组合表

荷

船

设

土

水

扬

波

水

或

载

舶地

备

压

压

压

流

浪

自荷

组

计算状况荷震

重

力

力

力

力

力

重载

合

载力

VVV7VVVVV

运用状况——

基

VVVVVV

本检修状况—————

组

VVV

合施工状况—————

VVVV

完建状况——

VVVVVVVV

校核洪水——

特

VVVVVVV

殊排水堵塞、止水局部破坏————

组

VVVVVVVV

合运用状况+地震——

VVVVVV

检修状况+地震——

注：溢洪状况列入基本组合。

7闸室结构设计

7.1一般规定

闸室结构型式应依据地基条件、水头大小、输水系统型式、材料来源和施工条

件等因素，通过经济比较确定。

闸室结构可分为分别式结构和整体式结构。闸室应采纳直立式墙面。

土基上分别式闸室结构的闸墙，可氛围重力式、悬臂式、扶壁式、板桩和地下

连续墙等型式。闸室宜采纳带有横撑的透水闸底，当地基为粉砂、细砂等对渗透

和变形比较敏感的土质时，可采纳不透水的双钱式底板。

岩基上分别式闸室结沟的闸墙，可氛围重力式、衬砌式和混合式。当岩基坚硬、

完整，闸底不设输水廊道时，可不设底板，并应干脆由岩石开挖形成闸墙面；当

岩基不耐冲刷或需设输水廊道时，应设置底板，底板宜采纳双钱式。

闸墙和底板的断面尺寸应满意结构稳定、强度和有关设施布置的要求。

当地基、荷载和断面尺寸改变不大时，闸室结构可选择有代表性懂得断面按平

面问题进行计算。

系船设备和爬梯等协助设备均应置于壁龛内，壁龛边角应做成圆弧形或采纳钢

板镶护。

闸墙底部前趾可设有利于结构受力的斜托，但不得阻碍船舶在最低通航水位时

的运行。

溢洪船闸墙后填土表面应设置防渗盖面。

7.2重力式闸墙结构设计

重力式闸墙结构宜采纳混凝土或钢筋混凝土结构。对水头不高的小型船闸，当

地盛产石料，切技术牢靠时，经论证可采纳浆砌石结构。

重力式闸墙采纳梯形断面或衡重式断面时，应符合下列规定。

.1混凝土和浆砌块石闸墙背坡可采纳折线形，浆砌条石闸墙背坡可采纳阶楞形。

.2衡重式闸墙墙背宜在0.4〜0.5倍墙高处设置卸荷平台，平台以上为梯形断面，

平台以下设坡度为1：0.2-1：0.25的反坡。

.3浆砌石闸墙顶宽不宜小于0.6m,顶部应设置高度不小于0.3m的现浇混凝土压

顶。当闸身基础采纳混凝土底板时，应在墙身与底板结合部的混凝土内预埋石梯。

砌体应砌筑密实，墙面和背坡应严密勾缝。

重力式闸墙应进行地基承载力、整体稳定性、截面强度、土基渗透稳定性等验

算和土基沉降计算。

7.3扶壁式闸墙结构设计

扶壁式闸墙结构应由底板、肋板和立板组成。底板可分为趾板和内底板两剖分,

不宜设置尾板。

肋板的数量和间距应通过技术经济比较确定，立板两端部宜采纳悬臂结构。

扶壁式结构各构件尺寸应由计算确定，并应符下列规定。

.1扶壁立板厚度应依据扶壁高度和混凝土施工工艺确定，预制扶壁立板厚度不

应小于0.3m,悬臂端厚度应满意布置止水的构造求。

・2扶壁肋板厚度不应小于0.3m,顶宽不宜小于0.8m,底宽应与底板宽相同。

.3趾板前端厚度不应小于0.25m,内底板厚度不应小于0.3m0

.4立板、肋板和底板等连接部位应设置加强斜托。

当扶壁结构顶部设有胸墙时，立板和肋板登向钢筋应伸入胸墙。

扶壁式结构应进行整体稳定、地基承载力、渗透稳定性、截面强度和限裂验算

及地基沉降计算。

扶壁式构件应按下列规定计算：

（1）趾板按固定在立板上的悬臂板计算；