水利工程设计水闸设计措施

水利工程设计水闸设计措施

周焕明杨明武

湖北沐楚水利水电规划勘测设计有限公司湖北黄冈438000

摘要：近年来，我国的经济在世界经济全球化的今天，也得到了发展的机遇，各类基础建设工作也得到了蓬勃的发展，国家对于各类基础设施的建设工作越来越重视，而其中的水利工程的建设工作得到了人们的广泛关注，因为水利工程不仅关系到人们的生活，而且关系到社会的生产。而目前，我国的已建成的水利工程，大都起着水资源的分配以及调节的作用水资源的调节等。在水利工程的建设过程中水闸的建设工作部分是其中的一个重要的环节，因此本文着重对水利工程中水闸工程的设计部分做了研究以及分析，希望能够给以后的水闸工程建设工作中提供借鉴以及参考。

关键词：水利工程；水闸；设计；措施

1引言

随着我国的经济的大力发展，水利工程的设计及建设工作得到了极大的发展，而水利工程中极为关键一个部分即为水闸的设计工程。所谓水闸，就是利用闸门的启闭对水位进行控制以及调节。通常，水闸主要是作为一种水工建筑物出现在人们的视野当中，其发挥的主要作用就是通过挡水以及泄水的方式，达到对水位的调节工作。但是，在建设工程中对水闸的要求较高，所以水闸的设计工作为了达到各种要求极为复杂，在实际的现场施工工作中也很麻烦，尤其是需要充分考虑施工现场的地形、地域性地貌等各种因素。同时不论是水利工程的建设工作还是水闸的设计工作，其在正式的施工前期，都要提前进行地形的考察，依据多次设计经验进行选址工作。其中水闸闸门的形式设计也是也是多种多样的，而特别重要的一点参考指标就是一次通过闸门的宽度的水流量，这是关系到水闸闸槛高程的主要设计。由于水闸的设计工作复杂多样，所以在实际的水利工程水闸设计中，应严格控制水闸的设计，以及施工阶段的质量技术，确保水利工程在水闸设计建设方面的安全运行。

2水利工程设计施工中水闸工作特点及组成

2.1水闸主要组成部分

水闸的主要组成部分大体可以分为三段，水闸的主体是闸室，其中闸室是与上部分的连接设施部分称为上游连接段，与下部分的连接设施称为下游连接段。

首先介绍闸室，闸室在水闸的整体工作中为主体。而闸室的基础则是底板，主要起着防渗以及防护的作用，还有一部分作用就是承受着闸室的上部的荷载。其次水闸的上游连接段，主要是翼墙、护坡以及河床防冲槽等等。可以在一定程度上提高两岸的以及闸基的抗渗稳定性的能力。最后的下游连接段主要由消力池、防冲槽和翼墙等组成，主要作用是对水流的引导。

2.2水闸工作特点

水闸的主要作用是对水位的调节，其既可以挡水，也可以在水量达到一定程度时进行排水。我国大部分的水闸修建在平原湖区，可是平原湖区湿软的土质以及淤泥黏土，导致承载能力弱，压缩性大，这种状况下建立的水闸，时间久了非常容易发生不均匀沉降，造成不可估量的损失。因此，在水利工程水闸的建设工作中，首先需要考虑的就是水闸的建设的稳定性。同时，另一方面，由于上游下游的水位差，对水闸产生严重的渗流作用，也会在一定程度上对水闸的稳定性产生影响。综合以上两点，水闸的这种不稳定性对水利工程的安全存在严重的隐患，所以就迫切需要在水闸的建设工程中布置完整的防渗以及排水系统，从而保证水闸的稳运行，进而确保整个水利工程系统的安全运行。

3水利工程设计施工中水闸设计的措施

在水利工程中水闸的设计是非常重要的一个环节，同时水闸的设计一般都比较复杂，需要考虑多方面的因素，比如合理的选址、闸型的确定、水闸底板高程的确定，同时如何提高稳定性，严密布置防渗排水系统等。

3.1合理的水闸选址、闸型确定、水闸底板高程的确定

在水闸工程前期的设计过程中，首先需要进行的实地的考察，根据当地的实际的地理环境以及水系特点进行水闸的选址。因为水闸的选址是否合理不仅能够节约水闸建设过程中的成本，还能在一定程度上提高水闸的工作的性能。在进行选址的过程中需要考虑的因素主要包括这个选址是否符合水闸实际的使用的要求，同时也要结合造价是、安全稳定、是否便于管理等方面。在接下来对于闸型的选择也需要慎重，现在设计水闸的闸型基本有两种形式，两种形式为开敞式和涵洞式两种闸型。在进行水闸型式的选择时，也要充分考虑各个要素，不能一味寻求美观等外在因素，而要注重选址地形的地质以及地基土体性质等各方面的条件。而对于水闸闸槛高程的最终的确定也要充分考虑各方面的条件，因为水闸的闸槛的高程直接影响最后的工程造价，同时与过闸单宽的的流量也有着紧密的关系。

3.2水闸地基处理提高地基承载力

在水利工程的建设过程中，水闸地基的处理是一项非常非常重要的工作。在进行水闸地基的处理过程中，传统的方法有很多，现在主要用的是换土垫层法、桩基法以及预压法等等。这几种方法可以在很大程度上提高水闸地基的承载能力，同时也可以降低不均匀沉降的缺陷，所以本文着重介绍这三种方法。首先是换土垫层法，所谓的换土垫土实际上是一种置换法，他是应用在各个领域的，非常成熟的，地基的处理技术。该方法的主要优点为可以弱化浅层软弱土对地基的影响。但是，如果面对的水闸地基，其软弱土层很厚（厚度大于3m），那么换土垫土法就不是首选的方法，除了耗费时间，另一方面是换土后会出现下卧层依然容易变形的问题；其次桩基法，所谓的桩基法，主要是由深入土体的桩，来承受荷载，当地基的软土淤泥层比较厚时，通常采用这种方法对其进行加固；最后的预压法，就是提前利用一定的手段，在要建的建筑物地基上，对其施加预应力荷载，通过这种方式可以加速地基土的固结，进而增加承载力，可以有效的提高软弱地基土质的承载力，尽量减少沉降，但是这种方法也有一个弊端，就是在整个预压的过程中会持续较长的时间，如果工期紧促的话，不建议采取这种方式。

3.3布置严密防渗止水排水系统

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。

4结语

我国的经济在改革开放后迅速发展，我国建立了大大小小的水利工程项目，而其中极为关键的部分，就是对于水闸的设计。所以在水利工程中做好水闸的设计工作是整个水利工程能够顺利进行的关键环节，所以在水闸工程的各个阶段，相关的设计人员都要做好水闸设计前期准备工作，尤其做好水闸工程的选址工作，在选址的过程中充分考虑当地水系的实际情况以及地理条件因素，其次做好水闸闸型的选择以及水闸闸槛高程的确定等，确保水闸建设过程中地基的稳定以及各方面能够达到实际的设计要求，同时也要充分利用最新的科技技术以及设备，对其进行创新。只有综合考虑了多个方面因素，才能保证整个水闸建设工程的质量，进而保证整个水利工程的质量，安全稳定的运行，为我国的经济建设发挥作用。

参考文献

[1]刘万新，许辉，唐文坚.虚拟现实技术在水闸工程设计中的应用[J].人民长江.2012（07）.

[2]李刚.浅谈水闸监控系统设计[J].安徽农学通报（下半月刊）.2012（20）

作者简介：周焕明（1982-12），男，工程师，籍贯：湖北省黄冈市浠水县人，主要从事水利工程设计工作。

杨明武（1979-8），男，工程师，籍贯：湖北省钟祥市人，主要从事水利工程设计工作。