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关于水利水电工程中水闸的设计探讨加娜尔古丽•沙冷别克

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：加娜尔古丽•沙冷别克

[导读] 摘要：随着科学技术的不断发展，人们越来越重视水利水电工程中的水闸设计工作，为了适应社会的发展，满足人们日常的用水需求，应当不断完善水利水电工程中的水闸设计。

        新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院新疆阿勒泰 836500
        摘要：随着科学技术的不断发展，人们越来越重视水利水电工程中的水闸设计工作，为了适应社会的发展，满足人们日常的用水需求，应当不断完善水利水电工程中的水闸设计。本文主要围绕水利水电工程中水闸设计进行了探讨，促进我国水利水电工程建设事业不断发展。
        关键词：水利水电；工程施工；水闸设计
        引言
        水闸施工是一项重要的水利施工技术。为了确保水闸功能得以充分发挥，应采取多种措施保证水闸设计的科学性及合理性。
        1水闸特点分析
        通常所说的水闸，即为挡水建筑物，也是排水建筑物。一般均建立在平原地区，这类地区具有所覆盖层厚、地基压缩性大、抗滑能力弱、承载能力差等特点，因此，水闸设计中，首要，要保持水闸稳定性。水闸凭借闸门阻挡水流，闸上游、下游所形成的水头差，会借助闸基、两岸渗流在底部形成渗透压力，抵消水闸有效重量，此时会对闸室和两岸连接建筑物的稳定性造成威胁，极有可能出现渗透变形等情况，使水闸安全难以得到保证。
        2水闸作用分析
        水利工程项目建设的重要性较高，它负责为社会供给水资源，水闸是水利工程项目中重要组成部分，做好水闸设计工作和管理工作至关重要。应结合先进技术进行水闸设计，实现水闸预期运行效果，推动整个水利水电项目的顺利完成。
        水闸广泛应用在国内水利项目中，不仅是水库，也适用于胡泊。在国内水利工程建设中，唯有优化水闸施工步骤和细节，方可推动整个施工项目有条不紊地进行。水闸的使用对国内水利水电行业领域的发展有着一定促进作用，同时，也会助力我国水利工程可持续发展。
        3水利水电工程中水闸设计
        3.1地址的选择
        水闸选址至关重要，这是执行水闸施工的先决条件，并且也是水闸建设的关键点所在。一般要选择环境优异的位置设计水闸，并且还应该按照水闸施工地质要求、水文情况等，展开全方位的地质考察，水闸施工地质选择以石质区域为主，或选择承受压力可观的位置，水闸施工地址一定要达到抵制水分和抵制碱性等标准，渗水量不宜过大。
        3.2类型的选择
        关于水闸类型的选择，设计时要考虑多种因素，要根据水闸施工场地的实际情况、地质特点以及水闸具体作用等，最大限度保障水闸选择合理性。
        3.3高度的选择
        水闸的高度在一定程度上影响水闸运行成效，并且会对水闸生产方面造成很大影响，所以，确定水闸底部高度尤为关键。水闸底部高度的确定是通过实地情况决定，要将施工周边地理环境、水文条件等全部考虑在内。当水闸底部高度偏小时，虽然利于防水和洪涝治理，但在易干旱地区却起不到最佳效果，甚至会出现反作用。因此，在进行水闸底部高度选择时，要做多方面考虑，科学设定水闸高度。
        3.4方案调整
        水闸设计准备工作是水闸施工的“重头戏”，前期准备充足才能为水闸设计工作夯实根基。在准备环节中，施工方要制定详细化设计方案，创建质量保证体系，对水闸设计的各方面进行优质审查，设计人员选择要严格，选择实力强劲的设计队伍。与此同时，还要制定好应急预案，做好设计准备工作，为后续水闸施工操作保驾护航。
        3.5水闸质量
        设计者对水闸质量的认知程度关乎工程施工安全性。基于此，设计者在进行水闸设计时，不仅要保障水闸质量，还要注重水闸在施工作业中的质量要求，督促全员形成安全施工理念。水闸施工设计人员要对水闸使用注意事项加以重视。设计人员要按照水闸施工详情，切实处理有关问题，并且要加强水闸设计知识的教育，掌握水闸设计技巧，让施工达到设计要求，继而全面提升整个水利水电项目的施工质量。

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        4水利水电工程中水闸设计中注意事项
        4.1渗流问题
        在水闸挡水期间，若产生渗流情况，便会在水闸底部位置出现一种向上的扬压力，使水闸抗滑稳定性大打折扣，降低水闸挡水效果。若两岸、闸基均为土基基础，出现渗流时必定会带走一些细颗粒，继而导致闸口翻砂鼓水，严重情况下甚至会掏空两岸和闸基。侧向渗漏问题出现后产生水平压力，两岸连接建筑物会严重受损，从而降低水闸稳定性。
        4.2稳定问题
        在水闸正常使用过程中，水闸拦截上游水位比较高，造成水闸上下游之间出现较大水位差，产生水平压力过大问题，从而导致水闸往下游方向移动。因此，若想实现水闸稳定，其总量必须要达标。另外，在建成水闸后必然会出现较大垂直荷载，造成基底实际压力高于地基可以承受的承载力，出现地基变形情况以及基土被挤出情况。因此，在水闸修建阶段时，要合理确定基础面积，顺势减轻基底压应力。
        4.3沉陷问题
        假设将水闸建于软土地基上，会在水闸自身和外部荷载效果下产生沉陷。尤其是底板传至地基上的荷载部分分布不均时，或分布在地基土层上的荷载不均匀，此时极易产生沉陷情况。此类地基沉陷严重时会造成水闸下沉，亦会使闸室倾斜，严重时会导致水闸断裂，后果不堪设想。
        4.4冲刷问题
        开闸泄水过程中，若水闸下游水位过浅，在水位差作用下，提升水流速度，巨大水流冲击能量会对下游造成严重冲刷。如果冲刷范围过大，必然会掏空闸基，发生安全事故。水闸两岸均为软弱岩层或是软弱土层，假设水闸建设期间闸孔设置过多，在开启某一个闸孔时必然会形成多股巨大水流，对下游河岸造成冲刷，严重威胁水闸运行安全性和稳定性，对岸边农作物和民众生命安全都会造成威胁。
        5完善水闸设计的有效途径
        （1）进行闸孔的合理选择。通常情况下，水闸的闸室有敞开式和胸墙式两种，因此设计单位在进行实际的设计过程中，需要进行合理的选择，当水闸泄洪时，要避免水闸有太高的水位。根据实际的建设需要，采取相应的水闸型式。敞开式闸室优点是平底宽，有利于工程泄洪，并且冲沙容易，水流速度比较稳定。同时，敞开式闸室结构简单，施工应用效果较为理想。设计单位需要根据河道洪峰流量进行相应的分析，从而确定相应的闸孔形式。（2）对水闸泄洪能力进行精准计算。设计单位在设计水闸的过程中，要想精准计算水闸的泄洪能力，就需要先关闭电站和船闸，打开所有的河道闸门，使得全部的水由拦河闸下泄，在这种条件下进行水闸泄洪能力的计算。（3）水闸的排水设计。通常情况下，消力池是水利水电工程中重要的组成部分，在消力池的底板上设计排水孔，能够保证水闸正常的排水需要。消力池水平底板排水孔应当垂直设计，并且要设计在后半部分，然后将反滤层铺设在排水孔的下方。设计单位在设计的过程中，应当根据使用需要，设定排水口的数量，并且要尽可能地将排水孔设计成梅花形，这样可以保证水闸在排水过程中流量畅通。在进行闸基防渗面层的排水设计时，首先应当保证上游水渗透到河床，然后通过水闸底板，在消力池的反滤层作用下，降低流速流经下游河段。要尽可能地加快排水孔的排水速度，通过减少水的压缩性，来提高水流的流速。闸基防渗层的设计应当科学合理，通常需要将防渗层设计在最高水位的位置，这样可以达到良好的排水效果。
        6结语
        随着科学技术的不断发展，人们对水电的供应有着越来越高的需求，为了保障人们正常的生产、生活需要，设计单位应当进行水利水电工程水闸的创新设计，根据该河流的实际特点和项目的建设需求，选择合理的闸孔，保证正常的航道运输需要。设计单位要对水闸的泄洪能力进行精准的计算，重点进行水闸的排水设计，要保证消力池排水孔的科学性，从而达到良好的排水效果，满足该地区人们正常的生活需要，促进我国水利水电工程的快速发展。
        参考文献：
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