水利水电工程中水闸的设计浅谈

穆安利

【摘要】水闸工程是水利工程建设中的重要组成部分，其主要用途是通过闸门的开启、闭合等来对水势进行调节，以此来实现防洪、排涝、引水灌溉等多方面的用途。相较于水利工程中的堤坝等的建设，水闸工程在建设过程中所面临的问题更为复杂，其建设质量也要求更为严格。因此要优化水利水电工程中水闸的设计及施工。基于此，本文将着重分析探讨水利水电工程中水闸设计施工要点，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

【关键词】水利水电；水闸；设计

1、水闸概述

水闸是建筑在河道途径中利用闸口控制水速流量计调水位的水中建筑，在河道途径中得到广泛的使用，水闸主要建筑于河道与途径中，其主要目的就是便于控制水的流速。水闸的建立可以有效的对洪水涝水进行发泄确保下贱的正常供水，同时水闸也可以满足发电、农用灌溉、生活用水等方面的需要。在水利工程中水闸的分类有很多种，水闸依照用处可以分为：控制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。依照水闸的结构可以分为：开敞式、胸墙式、涵洞式等。

2、水库水闸设计分析

2.1设计进水闸类型和尺寸。水闸的规划，首先去要对水闸的类型以及尺度进行规划。进水闸是建筑在渠首按需要引水的建筑物，当不需要引水时，则关闸挡水，避免河水进入渠道。从天然河道取水，按取水方法一般可分为无坝取水和有坝（闸）取水两种方法。当天然河道水量丰厚，水位也能满足引水要求时，可采納无坝取水方法，即直接在渠首建筑进水闸引水；当天然河道水位不能满足引水要求或引水流最较大时，因为引水有困难，常需采纳有坝取水方法，即除了在渠首建筑进水闸引水外，还需在河道中建筑拦河坝（闸），拦断河流，壅高水位，迫水入渠，以满足进水闸引水要求。

2.2规划拦河闸根本型式和尺度。在进行水闸规划的时候，需要对拦河闸的根本型式以及尺度进行规划。为了保证完成饮水方针，必需要将河流拦断，这就是建筑拦河闸的意图。在洪水时期，拦河闸必需要开闸泄水，从这个方面来看，必需要科学合理的进行闸孔尺度的规划，然后满足泄洪的要求。在泄洪的时候，闸前的洪水位会比正常壅水位要高，因而，在对闸前最高水位进行断定的时候，需要以闸前洪水位的高低为参考根据。

2.3闸口梁系规划。在运转过程中，闸口会不可避免的产生振荡，因而，在进行闸口规划的时候，需要将闸口的全体刚度进行加强设计。在安置闸口主梁的时候，除了包含底主梁之外，还包含了上部主梁等。为了便于制作，主梁界面可以采纳相同的。底主梁采用双腹板箱型梁，因为闸口底槛下流侧有向下5°的偏角，为削减门底底主梁以下悬伸长度以减小底主梁荷载，同时又能满足底主梁究竟止水的间隔符合底缘安置的要求，下流倾角规划为26.2°，底主梁与底槛的夹角则为31.2°>30°。

3、水闸设计的相关问题分析

3.1稳定问题。通常情况下，在进行水库水闸设计的时候，要注意水闸的稳定性问题。在水闸运行过程中，当上游拦水位较高的时候，水闸的上下游之间的水位差而引起的水平水压力会较大，从而有可能导致水闸朝着下游一侧滑动。从这个方面来看，在设计水闸的时候，必须要确保水闸自身的重量能够维持自身的稳定。当水闸施工完成之后，若是处于无水期，没有挡水，也会由于垂直荷载过大而使得基底压力超过地基所能承受的压力，从而造成地基出现变形问题，这有可能造成闸基土被挤出，严重的甚至会带动水闸滑动的问题。从这个方面来看，在进行水闸设计的时候，必须要选择适当的基础面积，这样能够有效减少基底压应力，从而提高水闸的稳定性。

3.2渗流问题。在进行水闸规划的时候，要注意渗流问题。在挡水过程中，水闸会受到上下流水位差的作用，然后极易导致闸基以及水闸与两岸衔接部位出现渗流的问题。当水闸存在渗流的时候，水闸底部将会受到向上的扬压力，然后导致水闸重力削减，这会导致水闸的抗滑稳定性下降。如果两岸或许闸基是土基的时候，渗流问题的存在还会将土层中的细颗粒带走，然后导致闸后出现翻沙鼓水的问题，严峻的会导致闸基被掏空。侧向渗流问题会给两岸衔接的建筑物发生水平水压力，然后对建筑物的稳定性发生不良影响。如果渗流水量过大，会对水闸的挡水作用发生直接影响，乃至是无法蓄水。

3.3冲刷问题。在水闸规划过程中，还要考虑到冲刷问题。当开闸泄洪的时候，如果水闸下流的水位很浅，在上下流水位差的作用下，通过水闸的水流流速较快，然后对水闸下流形成严峻的冲刷问题。当闸基受到冲刷的时候，有可能会导致闸基被掏空而形成水闸失事。除此之外，许多水闸所在地都是脆弱岩层或许是土层，当闸孔数量过多的时候，单个闸孔敞开的时候极易导致折冲水流，这种也会导致下流受到严峻的冲刷，然后对水闸的稳定性以及安全性发生影响。

3.4沉陷问题。沉陷问题是水闸规划中必需要考虑的重点，很多水库水闸会出现沉陷的现象，尤其是水闸地基是软土地基的时候，由于软土本身的压缩性较大，加上水闸本身的分量，在水闸本身重力以及外界荷载的两层作用力，形成了沉陷现象。除此之外，如果地基土层与荷载分布不均匀的情况下，也会导致沉陷问题的发生。一旦水闸地基出现沉陷，会导致水闸下沉，严峻的会导致闸室的倾斜以及断裂等问题，这些都会对水闸的正常运转发生严峻影响。从这方面看，在进行水闸规划的时候，必需要根据地基的实际情况来进行，然后尽可能的削减与控制沉陷问题的发生。

结束语：

水闸在规划的过程中会出现诸多困难与问题，是对规划人员的认真性及态度的一种检测，要求人员进行更科学更合理的规划。在水利水电工程中水闸是关于整个工程的质量，要严格把控好一切可以出现缝隙的环节，确保水闸可以安全运行，同时水闸的规划的合理性及科学性也关乎到下贱公民的用水安全及生命安全，所以不管在施工仍是在规划傍边我们都要做到步步为营，把控好水利水电工程中的每一个环节，保证工程的施工质量。

参考文献：

[1]陈阿勇.分析水利水电工程中的水闸施工技术[J].建材与装饰.2016（26）

[2]梁坤，丁大龙，胡晓萌.关于水利水电工程中水闸的设计探讨[J].信息化建设.2016（06）

[3]柯恒侠.水利水电工程中水闸施工技术分析[J].中华民居（下旬刊）.2014（06）

[4]龙旭辉.关于水利水电工程中水闸的设计探讨[J].河南水利与南水北调.2013（14）