探析水利工程中水闸的构成及维护

2015-05-11河北省邯郸市水利水电勘测设计研究院河北邯郸056002

中国新技术新产品 2015年9期

杜倩（河北省邯郸市水利水电勘测设计研究院，河北邯郸 056002）

探析水利工程中水闸的构成及维护

杜倩
（河北省邯郸市水利水电勘测设计研究院，河北邯郸 056002）

摘要：我国是农业大国，农田水利工程覆盖面广，在诸多水利工程中水闸起到了关键的作用，水闸主要功能是拦洪蓄水，提高水位后结合航运达到通航要求。另外水闸对上下游用水具有较好的调节能力，在开启水闸后能够实现排涝，取沙，因此水闸多建于江河、沟渠，或者大型水库和近海地区。本文通过对水闸功能进行总结分析，提出水闸防渗漏的一些处理措施以供参考。

关键词：水利工程；水闸；节制闸

一、水闸功能及其分类

水闸作为水利工程项目中的枢纽，我们常见于水力发电站、大型水库，江河湖海、拦洪堤坝等场所，它的作用主要是控制水位、调节水域流量、防洪排涝、航运灌溉等。水闸根据所承担的任务可分为：进水闸、节制闸、分洪闸、排水闸、冲沙闸、挡潮闸等。按闸室的结构形式，可分为：开敞式、胸墙式和涵洞式。

节制闸：主要是调节水位，通过开放闸口控制水域流量。在冬季或者是枯水期借以抬高水位，以利取水和上游航运，洪水期用以控制流量保障安全度汛，在支干流渠系可以加节制闸，节制闸用于抬高水位，主要满足引水需要。在河道岸边建立的进水闸主要是为了满足灌溉和发电的需要。建立在河渠道首的分水闸和建立在岸边的排水闸，他们在外河水涨落时，起到了调节作用，避免了洪涝灾害的发生。另外建立在滨海岸边的挡潮闸防止海水倒灌。

二、水闸组成和选址

水闸的组成包括上游连接段、闸室段、下游连接段。上游连接段主要是将上游水平稳地引进闸室，同时也具备了防冲、防渗、挡土等作用；起防渗作用的铺盖同时具备防冲作用，要加固水闸的护坡、护底、防冲槽工程，目的是保护河床不受冲刷、侵蚀，保护岸头部，防止向冲刷护底方向发展。下游连接段有：消力池、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等构成。消力池是消能的主要措施，它与闸室共同承担了保护水跃范围内河床允许受冲刷作用，在消力池后布置海漫，其结构主要是块石结构，起到了消耗余能，调整分流的作用。在海墁末端的防冲槽的作用是防止后河冲刷逐渐向上游蔓延的趋势，在下游的翼墙可以使水流流速均匀，保护岸边免收冲刷，海墁和防冲槽主要有块石构成。

水闸主体是闸室段，它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、岸墙、工作桥和交通桥。底板是闸室的基础，它能够均衡荷载力，鲍翅闸室稳定，同时也兼顾着防冲刷、渗漏的作用。闸墩的作用是将闸孔、支撑闸门和桥梁分割开来，岸墙将闸室与河岸相连接，能挡土还具备防渗功能。闸室内的工作桥主要便于供工作人员的操作和检查。

进水闸、分水闸闸址的应该选择靠河岸比较稳定的顺直河道区域，或者河流弯道的凹点偏下位置处，分洪闸除了也遵循以上原则外，还应该注意在一些区域不适合分洪闸的选址，比如有被保护的重要区域下游堤段和河道的一些险工堤段，排水闸的选址可以选择地势低洼堤段，有利于后续的排水工作，泄洪闸和排水闸闸址选取应靠近泄洪区和涝区的堤岸线，节制闸的选址要选择水势较稳定顺直的堤段，滨海区域的挡潮闸要注意选择蓄水容积较大、潮汐道口岸坡较稳定的区域。

三、水闸常用防渗及排水措施

水闸在建成后由于上下游水位压力差的原因，在闸基、翼墙等背水侧会有渗流产生，对水闸闸室整体会造成闸室、边墩的抗滑稳定；由于渗水导致地基变形，或者严重损毁地基结构，造成更重大的危害，另外这种渗水会造成水资源的大量浪费，导致建筑物内沙石结构等可溶物质加速溶解，降低结构稳定性。

1 防渗措施

主要实施水闸基础防渗加固，加高水闸孔口和闸顶，拆除重建人行桥和配电房、电气设备更新，加固水闸岸坡，加强设施安全监测，水闸除险加固后，将进一步提高防洪安全，改善供水水质，充分发挥水利工程减灾兴利作用。在实施防渗工程中，创新采用在砂桩内打水泥搅拌桩形成复合地下防渗墙的设计，选用陶瓷液压桩和MNP永凝液防护砼表面等先进技术；施工阶段严把工程质量关，对各参建单位的质量责任行为和工程的实体质量实施细化量化管理，对原材料、中间产品和工程外观的质量进行不间断监督管理。

2 防渗工艺技术的应用

水闸防渗施工一般采用水泥砂浆作为主料，灰砂比要注意控制在0.5-1之间，应选择颗粒较小的细砂，水泥标号要求稍大一些，要做好清缝、勾缝的准备工作，缝宽度和深度要处理得当，勾缝的浆体应该单独提前伴制，不能和墙体砂浆混用，另外勾缝前要清理墙体，保持缝槽清洁，另外勾缝后也应注意养成，通过洒水保持砌体的湿度，另外避免砌体和缝槽的磕碰和振动等外力的影响。

3 合理布局防渗排水设施

齿墙、板墙、防渗墙等排水体与反滤层，主要目的是为改善排水为了继续降压，并将渗流安全的导向下游，板桩铺盖前端或室底板上游端时，降低压力，设在闸室底板下游侧的矩板主要为减小出口处的渗压力。闸墩分隔闸孔，支承闸及上部结构胸墙作用，应该减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求，水闸和河岸或堤坝等连接时，必须设置连接建筑，包括：上，下游翼墙和便墩，有时还有防渗刺墙作其用：挡住两侧填土，维持土坝及两岸的稳定；当水闸泄水或引水时，上游冀墙用于引导水流平顺进闸，下游冀墙使出闸水流均匀扩散，减少冲刷；保持两岸或土坝边坡不受过闸水流的冲刷；控制通过闸身两侧的渗流，防止与其相连的岸坡或土坝产生渗透变形；在软弱地基上设有独立岸墙时，可以减少地基沉降对闸身应力的影响。