关于现代化水闸设计与运用探讨

关于现代化水闸设计与运用探讨闫芳（河北天和咨询有限公司，河北石家庄050021）

摘要：在水利水电工程中袁水闸有着重要地位袁伴随着行业的迅速发展和我国经济效益的不断提升袁现代化水闸设计实现

了进一步的创新袁需结合水闸的应用价值袁对水闸的设计进行分析袁并探讨水闸的施工设计中应注意的问题遥关键词：水闸设计曰水利水电工程曰分析

水利水电工程是一项长期且复杂的工程袁在施工过程中涉及到了水闸的应用袁作为施工中的关键内容袁其质量管理非常重要袁为了确保水闸在应用过程中能够提高效率袁必须做好水闸的设计分析袁规避设计中可能存在的问题袁从而提高水闸的实际应用价值遥1现代化水闸设计分析

1.1收集地质环境尧自然环境资料

坚实的地基是保障水闸运行的重要条件袁通常情况下袁水闸所要承担的荷载非常大袁所以袁一般在正式开工前袁工程设计会将施工当地的地质条件考虑进去袁专业工作组对当地的地质条件进行检测袁整理水质尧地质尧环境尧灾害等相关问题的信息数据袁并探讨有关的防治措施遥1.2水闸的选址

水闸的选址是现代化水闸设计中不可缺少的环节袁通常水资源充足的位置是水利水电工程的优选位置袁这也是在水闸选址中比较优先考虑的遥但是我国自然环境条件不尽相同袁各个地区之间在地质条件上也有着明显的差异性袁水闸本身的设计对于建设区的承载能力也有着极高的要求袁因此选择恰当的位置来安装水闸并非易事遥水利水电工程水闸选址的过程中袁需要对地址周围的情况进行全面勘测袁承载力强的岩石层和抗剪强度达标的土质地基是勘测的两个主要切入点袁预压处理或者是换土垫层的方式是水闸建设的预处理方法遥前者通常是利用这种方法排出土壤中的水分袁使土层凝结袁减少水闸基础沉降量袁提高土层承载力袁这种方法适应工期比较长的水利水电工程袁因为预压处理要花费很长的时间袁如果工程的施工期比较短袁为了尽可能减少在水闸基础处理上投入的时间袁换土垫层也可以实现遥1.3水闸的结构设计

现代化水闸在结构设计上需要结合具体的水闸功能尧水文条件以及地势结构袁为了确保水闸的结构设计能够更加完善袁在设计过程中需要对水闸负载进行计算袁这样才能够确保水闸的稳定性袁另外袁设计工作者还应该统筹规划好水闸的整体结构与局部结构袁对水闸进行综合考量袁确保水闸的结构设计能够在严谨的基础上符合科学遥1.4水闸消能防冲设计

水闸设计过程中袁这一环节的主要目的是通过对水流工况进行分析袁确保水闸能在各水流工况下不被水流冲刷破坏袁从而保护下游河床袁因此袁需要对系统消力池的深度进行计算遥由于河流水文规律的变化袁现代化视角下水闸设计发生了一些改变袁所以袁在最高蓄水位和最低蓄水位设计时袁水闸消能防冲设计需考虑其中遥1.5其他设计

除了上述的设计以外袁在水利水电水闸设计过程中袁还包括其他的设计项目袁例如袁水闸闸型与闸室的设计尧水闸闸孔尺寸的设计尧水闸泄流能力的设计尧防冲槽设计以及排水孔设计等等袁这些设计环节都是现代化水闸设计中不可缺少的一部分袁正是因为有了这些环环相扣的设计袁水闸才能够在水利水电工程中发挥效用袁为水闸的运用提供有力保障遥

2水闸设计过程中应注意的重点问题

为了确保水闸能够在运用过程中高效尧稳定袁在设计阶段需要考虑以下几方面问题遥2.1水闸的稳定性

在水闸的拦截作用下上下游的水位会产生较大的差距袁由此产生的水压力尧渗透压力等让水闸承担了巨大的荷载袁因此水闸本身的稳定性必须足够支撑这样的压力才能够确保其万无一失遥为了提高水闸的稳定性袁就必须确保地基的坚固性遥如果是在枯水期袁由于上游的水位较低袁水闸自身的重量会导致其变形袁甚至会因为其变形的垂直作用力导致土层被挤出袁这样在下次泄洪时袁经过长时间的冲刷袁就会出现大面积的缺口袁因此袁控制好水闸的基础面积是保障水闸稳定性的重要条件遥2.2水闸的渗流问题

渗流问题通常会出现在关闭水闸后袁由于上下游之间巨大的水位差袁水闸与地基尧水闸与两侧基础之间经常会出现渗流现象袁渗流现象的出现大大降低了水闸的稳定性袁而在渗流的不断冲刷下袁水闸的基础极容易被掏空袁这是非常严重的危险隐患袁因此袁在设计阶段一定要重点做好这方案的防护措施遥

2.3水闸裂缝问题

水闸裂缝是水利工程水闸设计中很常见的问题袁但这一问题却为水利工程埋下了极大的隐患袁为了避免水闸裂缝袁施工设计中需要考虑三方面问题遥首先袁控制好施工作业的温度袁尽量避免在夏季炎热天气进行施工袁或者为了降低温度袁可以采用地下水来搅拌混凝土袁当混凝土内外温度梯度得到了减少袁那么内外应力的影响就会有所降低曰其次袁明确规定设计过程中混凝土添加剂的配比袁并严格按照规定执行袁需要特别注意的是某些地区的水碱性过高袁会导致混凝土强度降低袁砂石料中的杂质过多也会导致混凝土在干燥后产生裂纹的情况袁因此设计阶段需要控制好砂石的杂质率曰最后袁设计过程中需要科学使用配筋遥结合施工经验发现袁在水闸施工过程中袁完全按照标准进行实施袁也会出现水闸裂缝的问题袁因此为了降低裂缝发生率袁需要从结构上尽可能的释放应力袁减小水闸的负担遥3结语

总而言之袁水闸设计事关水利工程袁事关国计民生袁必须从多个角度进行综合考量袁必须采取有效的管理控制措施袁做好各方面的设计工作袁针对设计过程中可能遇到的问题多加防范袁确保水闸能够发挥出最大的作用袁为水资源的合理利用提供保障遥

参考文献：[1]杨华.解析水利水电工程中的水闸施工技术[J].中华建设,2018(11):142-143.

[2]颜猛.水利水电工程中的水闸施工技术分析[J].居舍,2018(25):88.[3]李超,解银全.水闸施工技术在水利水电工程当中的应用研究[J].建材与装饰,2018(36):287.作者简介：闫芳渊1987-冤袁河北省石家庄市灵寿县人袁大学本科袁

工程师袁研究方向院水利水电工程遥

1192019年第23期