一种通航建筑物的输水兼消能结构及其施工方法技术领域
本发明涉及水利水电工程、水运交通工程，尤其是一种通航建筑物的输水兼消能
结构及其施工方法。
背景技术
通航建筑物的发展已有2000多年的历史，目前全世界已建船闸近4000座。我国船
闸建设的历史十分悠久，至今已建成船闸近800座，约占全世界船闸总数的20％。船闸设计
中输水系统选型优劣，是保证船闸高效安全运行最关键的技术之一。按照我国交通行业现
行规范，输水系统型式主要有集中和分散输水系统两大类，设计选型一般是根据设计水头
判定，再通过水力学模型试验验证。
近年来，随着西部大开发战略的实施，我国内河航运事业得到迅猛发展，一批大型
船闸相继开工建设。如：世界上内河航运枢纽规模最大的西江长洲三、四线船闸，桂平二线
船闸、长沙双线船闸，嘉陵江草街船闸，引江济汉通航船闸，芜申运河杨家湾船闸。大规模的
船闸建设，由于河流不同，水头各异，单纯按照规范套用选型已不能适应船闸建设要求，对
于介于集中与分散输水系统之间的中水头船闸，有必要突破规范规定，研究创新性成果，以
适应各级水头船闸的运行要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提出了通航建筑物的输
水兼消能结构及其施工方法，重点在于解决中水头船闸输水系统进水口流态、消能工布置、
船闸结构简化等技术问题。
本发明所采用的技术方案是：通航建筑物的输水兼消能结构，具有闸首底板、闸首
帷墙以及位于闸首帷墙两边的闸首边墩，其特征在于所述闸首帷墙的上游侧设置垂直进水
竖井并在竖井侧壁布置不同高程的消能梁，闸首帷墙和闸首边墩的底部设置相互连通的环
形输水廊道，该环形输水廊道同时与垂直进水竖井相连通；所述闸首帷墙的下游侧开有与
环形输水廊道连通的出水口，相邻两出水口之间由分流墩隔开并在出水口顶部埋设通往大
气的排气管；所述闸首帷墙的顶部设有翻转式钢质卧倒门。
所述垂直进水竖井的进水口设置拦污栅。
所述环形输水廊道位于闸首边墩的中部设有检修阀门和工作阀门。
所述闸首帷墙下游侧顶部通过钢质铰支座安装所述钢质卧倒门，在闸首边墩上安
装使钢质卧倒门开合的启闭机油缸支座。
所述环形输水廊道在所述检修阀门和工作阀门处的断面尺寸为2.4m×2.4m，环形
输水廊道之下游侧横向廊道的断面尺寸为2.4m×3.0m。
所述出水口下游侧设有混凝土护底。
本发明通航建筑物的输水兼消能结构的施工方法，步骤如下：
1、进行闸首结构基础开挖，浇筑闸首底板混凝土；
2、立模施工垂直进水竖井，在竖井侧壁上施工消能梁，在垂直进水竖井顶部安装
拦污栅；
3、浇筑闸首帷墙混凝土；
4、立模施工闸首帷墙下游侧的分流墩，两分流墩之间是出水口，在出水口顶部预
埋排气管；
5、浇筑闸首边墩混凝土；
6、立模施工环形输水廊道，预留检修阀门门槽及工作阀门门槽；
7、在闸首帷墙下游侧顶部预埋钢质绞支座，安装固定钢质卧倒门，在闸首边墩上
预埋连接启闭机油缸的支座；
8、施工出水口下游的混凝土护底。
本发明的有益效果是：本发明技术提出了一种输水兼消能结构和施工方法。根据
船闸水力学要求，输水系统集中布置在闸首部位，本发明简化了闸墙型式，优化了闸墙断
面，降低了施工难度，节省了工程投资；输水系统经水工模型试验验证，进水口水流流态良
好，高速水流通过多次消能，进入闸室水流平稳。本发明对于解决中水头船闸输水系统选
型、简化船闸结构具有明显的效益。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是图1顺水流方向过中心线的剖面图。
图3是图1垂直于水流方向的出水口处的剖面图。
具体实施方式
如图1－3所示，本实施例通航建筑物的输水兼消能结构，包括集中布置在闸首部
位的闸首底板5、闸首帷墙6以及位于闸首帷墙两边的闸首边墩9。
利用闸首帷墙6的空间在上游侧设置垂直进水竖井1，在竖井的进水口设置拦污栅
3，并在竖井侧壁布置不同高程的消能梁2消能。在闸首帷墙6和闸首边墩9的底部设置相互
连通的环形输水廊道4，该环形输水廊道4同时与垂直进水竖井1相连通，当水体垂直跌落至
横向廊道第一次消能后进入环形输水廊道4。
所述闸首帷墙6的下游侧开有与环形输水廊道4连通的出水口14，相邻两出水口14
之间由分流墩7隔开，出水口14顶部埋有通往外部大气的排气管8。
所述闸首帷墙6下游侧顶部通过钢质铰支座11安装钢质卧倒门10，在闸首边墩9上
安装启闭机油缸支座，钢质卧倒门10通过启闭机油缸12实现开合。当闸室(闸首帷墙6的下
游侧)内水位与上游水位齐平时，钢质卧倒门10开启平放在闸首帷墙6顶部，船舶进入上游
引航道，见图2。
所述环形输水廊道4(位于闸首边墩9)的中部顺水流方向依次设有检修阀门和工
作阀门。环形输水廊道4在检修阀门和工作阀门处的断面尺寸为2.4m×2.4m，环形输水廊道
4之下游侧横向廊道的断面尺寸为2.4m×3.0m，水体在输水廊道的出口处扩散，两股水流对
冲后通过分流墩之间的出水口14流出，进入闸室或下游。所述出水口14下游侧设有混凝土
护底13。
本实施例的施工步骤如下：
1、进行闸首结构基础开挖，浇筑闸首底板5混凝土；
2、立模施工垂直进水竖井1，在竖井侧壁上施工消能梁2，在垂直进水竖井1顶部安
装拦污栅3；
3、浇筑闸首帷墙6混凝土；
4、立模施工闸首帷墙6下游侧的分流墩7，两邻两分流墩之间为出水口14，在出水
口顶部预埋排气管8；
5、浇筑闸首边墩9混凝土；
6、立模施工环形输水廊道4，预留检修阀门门槽4a及工作阀门门槽4b；
7、在闸首帷墙6下游侧顶部预埋钢质绞支座11，安装固定钢质卧倒门10，在闸首边
墩9上预埋连接启闭机油缸12的支座；
8、施工出水口14下游的混凝土护底13。