水利工程设计水闸设计措施

王法国，赵鑫

摘要：水利工程作为水库抗洪、排涝、给水、灌溉等工作的重要基础设施，在设计过程中，需要结合具体的工程实际设计好水闸底板、闸墩、止水设施等。进行水利发电的时候，水闸承担着非常重要的责任，工作人员在对水闸进行设计时，务必要把安全性当作最重要的任务来完成，尽可能地提高我国的水利水电工程的质量，使其能够稳定安全。

键词：水利工程设计；水闸设计；措施

前言：水利项目水闸的运用特别普遍，所以在项目设计的时候，水闸工程的排水问题和止水问题常常就变成了直接影响建筑物使用寿命的原因。在设计中我们要结合项目特点，依照水闸项目质量规范实施设计，然后保证水利项目建设的成功施工和运行。

1、水闸结构组成

1.1上游连接段结构

对上游连接段进行科学设计与施工还能够对上游部分区域河床以及河岸进行保护，降低过大水量对河岸的冲刷影响，上游连接段结构相对复杂，例如要有铺盖结构和防冲槽，铺盖结构的主要作用是防渗，而防冲槽的作用则是为铺盖头提供保护，而上游连接段的翼墙结构则是帮助引导水流平顺地流向水闸闸孔，翼墙同时还能防止侧向渗漏问题的发生。

1.2水闸扎实

闸室能够为水闸实现挡水以及泄水功能提供结构基础，水闸结构的主要组成部分为底板、闸墩以及闸门、胸墙等，其中的底板是闸室工程建设的基础，底板必须承载闸室中所有结构的重量，并且将所承受的荷载分散开来传递给水闸地基，而闸墩就是将水闸中向闸孔、闸门等上部结构与底板结构分开的工程结构，闸门的作用就是对水流进行阻挡以及倾泻控制的工程结构，水闸闸室中较为重要的部分有三，也就是闸门以及底板与闸墩，通常为了提升闸室的坚固性会使用混凝土与钢筋材料进行闸室构建。

1.3下游连接段结构

在水流经过闸室后，对其进行一定程度的扩散，并消减一些过剩水能，通常的做法就是通过消力池的作用时水流在其中形成水跃现象，降低水能，这样水流在经由下游连接段流向河道等水系时就会更加平顺，过闸后的水流也就不会对坝体造成太大的冲击力，实际设计中下游连接段的结构组成主要包括消力池、翼墙护坦以及海漫、齿墙等，齿墙可以为海漫末端结构提供保护，减少水流对这类结构的冲刷影响。

2、水闸的选址原则

水闸在应用的过程中可以做到水流流态稳定在建设之后便于管理，同时在实施建设的过程中造价要经济。为了更好的满足上面的要求，确保水闸在建设之后能够很好的应用与管理，在实施水闸选址的时候，必须要认真选择水闸的地址，要综合的分析当地的地质条件与水文条件，最好施工是在完整的宕石地基上实施或者是在承载能力大、抗剪强度高、透水性小、稳定的土质地基上实施施工。在实施水闸施工的范围假如找不到优良的天然地基就要实施处理不良的地基，这样能够让地基的状况出现改变。有些时候对地基实施技术处理的花费是特别高的，这种状况下非常多的施工单位选择不实施地基的处理，然而这样会严重影响到水闸的稳定性与安全性，重视水闸的选址是为了更好的保障水闸的施工质量，同时要综合思考选址这样才可以确保水闸的建设得到更好的效果。

3、水利工程设计中水闸设计措施

3.1水闸选型设计

在水利水电工程当中，所使用的水闸类型较多，各类闸型具有不同的作用和优缺点，因此在选择闸型时应根据实际河流的水文特点以及当地地质条件等综合条件来考虑，不能一味追求新式闸型而忽略了实际应用问题。水闸闸室主要有敞开式、胸墙式、涵洞式三种，在水利水电工程泄洪时尽可能使水流恢复至自然状态，避免水闸前水位过高导致水冲击现象。上述三种水闸具有不同特点，敞开式水闸平底宽，更有利于排涝泄洪，水流宽阔稳定，结构简单，操作方便。胸墙式水闸一般用于水位波动较大，下游水量有限制要求的河流。涵洞式水闸一般用于水位高，孔口尺寸受限制的位置，例如穿堤取水水闸。因此，应结合实际情况选择恰当的闸室类型。

3.2锁室的结构和尺寸设计

锁室结构一般分为平底锁室、仰拱底锁室和空箱结构。其中平壁房间具有结构简单、舒适、对各种基础有一定的适应性、流量稳定等优点。入口孔尺寸的设计应符合引水或闸门排水的要求，并考虑闸门孔的排水能力以及闸门下游山体和山体之间的水头差，确保闸门孔的总宽度可在最不利条件下通过设计流量；在确定闸门孔尺寸时，单宽流量的选择是一个重要因素。单宽流量越大，闸门孔的净宽度越小。根据已知的设计流量，可预先选择闸孔类型、下板高度和上下游水位差，分析判断闸孔泄流时的流量，闸门孔的总宽度可根据水力公式确定。排气室的安全性和稳定性有助于最大限度地发挥水闸的作用，其作用非常重要。这样，有必要计算锁紧室。主要包括荷载组合、下卧应力计算、抗滑稳定计算等。在计算荷载组合时，还应考虑不同组合模式之间的差异。基本应力计算主要指时间计算、正常运行和竣工维护期间的基本应力。抗滑稳定计算包括计算正常条件下的总弯曲时间和重量，以获得抗滑稳定系数。

3.3布置严密防渗止水排水设计

在进行水闸地基的设计过程中，除了考虑选址，地基的承载力等重要因素外，另一个需要考虑的因素就是在进行工程中需要做好严密的防渗、排水系统，确保水闸工程的安全。其中下游连接段的消力池底板排水孔的设计就需要仔细慎重，由于消力池底板在一定程度上具有强度性能，抵抗重物冲击，但其端部的渗透压力比较大，所以采取铺设排水孔的设置，可以在一定程度上减少底板端部的渗透压。其次是闸基防渗面层的排水设计也需要格外注意，由于水位差所带来的渗透作用，以高防低排做为原则，高水位防渗止水，而低水位则排渗排水，通过这种设计可以使整个的排水系统能够能有效进行。

3.4消能防冲设计

现阶段的水闸消能设计与控制，常常基准是为闸高水位，实施排除比基准高的水位，而且要取下游水位最低的下限值，如此做能够保证成功展开水闸的建设。这种工况下的初始开启闸门常常也是计算消力池深度的控制原因。对于水闸的防冲设计，还有非常多方面的计算不是非常明确，许多原因还不可以确定，所以还需要我们对其实施进一步的研究与讨论。水闸的重要作用与内容是消能防冲，在设计时关键包含对项目的工况与设施的计算、控制，计算与控制对消力池面积、深度，还有计算河床冲刷要求能力等。对于工况所需要的设计目标与要求的计算，在水闸设计中常常不是可以做到完全正确，所以怎样达到这一要求，是水闸消能防冲设计所追求的目标。

3.5水闸地基处理

一般情况下，在设置闸门时，应结合闸门的地质情况进行分析。在岩基优化条件下选择相对完整、新鲜的岩基。如果达不到要求，可以选择岩石地基、抗剪强度、低渗透性、高抗渗性、低压实能力和高承载力的土基。预载荷是相对于未受干扰的土壤施加载荷，以排出土壤中的水分，预固土，控制建筑物地基随后的下沉，并提高承载能力。预压缩的优点是体积是基于连续负载进行压缩的。预压的缺点是很难在规定时间内高效完成，对于工期比较紧的施工，尽量避免这种施工方式。由于河流与闸基紧密接触，难以有效下雨，解决问题需要花费大量时间。作为一种较为传统的施工方式，土垫层的更换简单，在实践中一般不会出现问题，因此地基处理方法的首选是更换土垫层。

结束语：综上所述，水利工程设计中水闸设计工作要在现场资料、建设要求的基础上实施，因此必须确保前期资料搜集准确、完整，才能保障水库水闸设计科学合理，并保障水利水电工程项目的顺利开展，提高对水库水闸设计重视力度，确保水闸运行安全、可靠，真正发挥水利水电工程作用。

参考文献

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