水閘設(shè)計相關(guān)技術(shù)要點的探析

吳海峰

【摘要】水利工程是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，也是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的命脈所在。近幾年，我國對于水利工程建設(shè)投入越來越多，關(guān)注度也越來越大，因而對于水閘設(shè)計方面的要求也就相應(yīng)的提高了。

【關(guān)鍵詞】水閘；設(shè)計

一、水閘設(shè)計的原則

在水利工程中最為重要的一個組成部分就是水閘，且其跟其他的建筑相比，較為特殊，所以對其進行設(shè)計時常常會受到多方而因素的影響，主要有三方而，第一受施工條件的影響；第二受地質(zhì)條件的影響；第三，受力條件的影響。所以要想做好水閘的設(shè)計工作，就要做好以下幾方面的工作。

1 選址原則

在建設(shè)水閘時，對工程的效益來說最為關(guān)鍵的一步就是水閘位置的選擇，其對于水利工程所起的作用以及效益有著十分重要的影響。通常情況下，對水閘進行選址時，最先要對預(yù)建水閘周邊的地質(zhì)和水文條件進行仔細(xì)的考察，那些承載能力較高且抗剪能力較強的天然地基作為建閘首選，尤其要注意的是在進行處理時能夠選擇到新鮮且完整的巖石，并將其視為水利工程的地基，這樣一來既避免在施工過程中出現(xiàn)加固地基的問題，也能更好地提高工程的效益，使得水閘的承載力、抗剪能力以及壓縮性能有了很大的提高。假如在施工進行時，不能夠很好地控制好地基，存在承載能力較弱的問題，最終容易導(dǎo)致水閘有事故發(fā)生。因此，在對水閘進行選址時，要對多方面的因素進行綜合的考慮并分析，以便水閘的施工要求能夠有所提高。

2 做好地基處理工作

在如今的水利工程建設(shè)中，處理水閘的地基已成為一個重點施工環(huán)節(jié)了，通常來說在水利工程施工中，處理地基的方法有很多，而就現(xiàn)階段的工程項目來說，對地基處理一般有以下幾個主要目的：第一，能夠進一步提高地基的承載能力，使得建筑工程更為穩(wěn)定，且具有較強的承載力。第二，有利于處理好地基中不同的安全隱患問題，并將地基中的有害物質(zhì)消除掉，防比地基發(fā)生沉降。第三，能夠有效減少土壤中水分的含量，避兔因為存在的滲漏隱患而使得地基發(fā)生變形，并最終導(dǎo)致地基出現(xiàn)滑移的隱患?，F(xiàn)階段，在我國水閘地基中常見的安全隱患有兩方而，其一，承載力較低，其二，沉降嚴(yán)重。所以，在如今的一些工程項目中要想解決這兩個問題，就要使用不同的技術(shù)手段：①墊層法；②替換法；③填充法；④灌漿法等。其中，由于墊層法和填充法在工程項目中不易受外界因素的影響，且對于地基處理有著較高的強度，所以這兩種方法在處理水閘安全隱患方而最為常用且備受關(guān)注。

二、水閘基本形式和尺寸的確定

水閘閘檻高程選擇涉及因素較多，包括河道的地形、地質(zhì)、水文、泥沙等自然條件。在平原地區(qū)，閘檻高程宜取與閘址處天然河底平均高程齊平。閘檻高程過高易引上游河床淤積，導(dǎo)致洪水位抬高而增加上游堤防的負(fù)擔(dān)。當(dāng)天然河床為復(fù)式斷而時，水閘在深淺槽部位用不同閘檻高程，以便與上下游河床斷而相適應(yīng)。但深淺閘孔間應(yīng)設(shè)置閘墩或?qū)Ψ指?，保持原河道流態(tài)。對于山區(qū)河道的水閘，閘檻高程可高于河床面，以減少工程量，因為山區(qū)河道河床坡降大，閘檻前即使被沙淤平，對上游影響范圍不大。閘檻高程的確定是水閘孔口設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)充分分析論證，合理選定。水閘的孔口數(shù)量和尺寸，是根據(jù)設(shè)計和校核洪水時，上游水位和下泄流量不超過限制水位和安全泄量的要求，經(jīng)水力計算確定。閘孔形式常為有利于宣泄洪水及漂浮物的開敞式，如果閘室高度很大，可采用雙層式，頂層開啟時為堰流，以適應(yīng)洪水期泄放大流量及漂浮物；底層開啟時為孔流，以適應(yīng)排沙。

三、水閘排水問題

1 消力池底板排水孔設(shè)計。消力池底板要承受多方面的力量，包括水流的沖擊力、水流脈動壓力和底都揚壓力等，具備相當(dāng)?shù)闹亓亢蛷姸龋軌蚩箵糁匚餂_擊、經(jīng)壓耐磨?？梢钥紤]在水平護板的后半部分設(shè)置部分垂直的排水孔，同時，排水孔呈梅花形布置，排水孔的下面可以鋪一層反濾層，能夠最大限度的進行排水，減少護板底端的滲透壓力。

2 閘基防滲面層排水。由于上游與下游巨大的水位差產(chǎn)生的強力作用，上游水會從河床慢慢滲透，繞經(jīng)上游防滲鋪蓋、板樁以及閘底板，再經(jīng)過消力池的反濾層由排水孔流至下游，起到有效排水的作用。地基的滲水要想盡快的排出去，可以在高水位的一側(cè)大不量布置鋪蓋、淺齒墻、板樁等多個防滲止水的設(shè)施，滯滲延長底板上游的滲透路徑，使作用在消力池底板上的滲透壓力緩緩減小壓縮。在低水位一側(cè)設(shè)置濾水層進行排水，同時使用排滲管等設(shè)施排滲。

3 翼墻排水孔的設(shè)計。在水閘的使用過程中，除了閘基會出現(xiàn)滲流以外，還會發(fā)生側(cè)向滲流。所謂側(cè)向滲流是指滲水從上游繞過翼墻、岸墻和刺墻后向下游流去。這種側(cè)向滲流隱患很大，很可能造成水閘底板滲透壓力的增大，從而使得滲流出口處發(fā)生嚴(yán)重危害性的壓力變形。一般單向水龍頭的水閘可以在下游翼墻和保護坡處設(shè)置多個排水孔，并且在擋土墻的另一側(cè)孔口處設(shè)置反濾層。然而由于一些設(shè)計人員的馬虎和不專業(yè)，有一些工程中的排水孔設(shè)置在了進口翼墻處，這種設(shè)計不僅浪費資源，還會起到一些發(fā)面效果。比如，這樣的設(shè)置使得翼墻失去了大部分防滲、抗沖、增加滲透路徑的能力，使得上游的水流直接從排水孔滲入翼墻的后面，同時也減小了翼墻的作用。

4 防沖槽的設(shè)置。水利工程建設(shè)中，在水閘關(guān)卡的末端通常設(shè)有加固穩(wěn)定措施―防沖槽。因為水流的能量和速度在經(jīng)過關(guān)卡的作用雖然已經(jīng)得到一定的減緩，但末端水流仍具有一定的沖洗能力，這就足以對河床造成一定程度上的損害。常用的拋石防沖槽就是在末端水流處挖槽拋石，留下足夠多的石塊，當(dāng)水流沖刷河床形成沖坑的時候，預(yù)留在槽內(nèi)的石塊沿沖刷的斜坡陡段滾下，鋪蓋在沖坑的上游斜坡的上面。防止沖刷坑向上游擴展，保護工程的安全。

結(jié)束語

總之，在水利工程施工中，水閘施工較為特殊，且其與其他的建筑結(jié)構(gòu)不具有共性，所以要結(jié)合相關(guān)實際控制好水閘的設(shè)計工作，提高工程建設(shè)的設(shè)計水平，并確保其足夠安全、經(jīng)濟且合理。

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