水利水电工程中水闸的设计探析

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1.水利水电工程水闸设计的重要性

就水闸工程而言，主要包含三个部分：上、下游连接段以及闸室。一方面，通过提高水闸设计的合理性，不仅能够确保水利水电工程起到调节水位、控制水流量的重要作用，同时可以提高水电水利工程发电效率。

2.水利水电工程水闸设计分析

2.1做好水闸选址设计

选址问题是水利水电工程水闸设计的一个重要环节，该过程与水利水电工程后期施工有着直接的关系。

2.2注重闸室安全计算

要确保水闸功能得到最大程度的发挥，设计工作中要尽可能提高闸室的安全性和稳定性，这就要求设计人员严格参照设计规范以及现场勘察资料，对闸室的安全性进行缜密的计算。这一过程中，不仅要进行负载组合，同时还要做好基底应力以及抗滑稳定性方面的计算工作。对于负载组合而言，要全面考虑到不同组合方式之间存在的巨大差别。在进行基底应力的计算过程中，要做好力矩计算以及竣工检修方面的计算工作，并且要对工程正常运用状态下的基底应力进行仔细的计算与复核。对于水闸的抗滑稳定性计算来说，要合理确定抗滑稳定系数，并就总弯矩、总重等方面展开计算工作。

2.3加强进水闸类型与尺寸方面的设计

在进行水利水电工程的设计施工时，通常会用到进水闸，当前进水闸在河道以及水库、湖泊施工中有着广泛的应用。进水闸不仅能够对引水流量进行控制，并且可以起到灌溉、供水以及发电等重要功能。根据取水方式的不同，可细分为无坝闸以及有坝闸取水两种不同的设计方式。对于进水闸尺寸的设计而言，要确保进水闸尺寸满足引水方面的要求。设计期间，还要对现场实际状况做出分析，必要时需要修筑相应的消能设施，比如消力池等。这样一来，才能确保进水闸能够满足不同工况下的使用需求。需要注意的是，进水闸设计要确保闸孔尺寸足够大，在高度方面也要满足要求。

2.4做好水闸消能防冲设计

一方面，水闸消能设计中要将闸高水位作为设计工作的基础，并且要把高出基准水位的水量进行及时的排除。设计工作中要根据下游水位合理确定最低下限值，进而提高水闸设计工作的效果。另一方面，在开展水闸防冲设计时，由于影响设计的因素角度，计算工作不够明确，因而设计时要做到具体情况具体分析。做好消能防冲对于提高水闸设计的整体水平有着重要的影响，设计过程中要综合分析工程实际工况以及消力池面积、深度等诸多因素，合理开展计算工作。需要注意的是，消能防冲设计还要考虑到河床冲刷等方面的要求。

2.5提高闸门梁系设计水平

为确保水利水电工程安全运转，除了要做好上述设计工作外，还要对闸门设计以及梁系设计工作引起足够的重视。一旦出现闸门设计或施工合理的问题，将直接造成集中水流或者折冲水流等一系列不良流态等问题。具体设计工作中，应做好以下几方面的工作：其一，要尽可能降低闸门运行期间的振动问题，尤其在闸门梁系的选择与设计时，要根据现场状况合理设计水闸闸门的硬度。其二，闸门主梁系设计中，不仅要提高基础底主梁设计的合理性，同时还要提高上部主梁系设计的合理性，进而确保梁系结构中荷载得到合理的分布。其三，在进行双腹板箱型底主梁的设计工作时，因为受到闸门底部以及流水闸等构造的影响，设计时要在下游两侧位置处形成向下8°的偏角度，进而减少底主梁所受荷载，防止出现破坏问题。其四，对于下游侧水闸闸门的梁系设计工作而言，要将倾角设计成27.2°左右。这样一来，不仅可以使水流流态得到改善，同时还能提高梁系设计工作的合理性。一般来说，水平次梁设计主要应用的是槽钢结构，并且按照近似按等跨理论进行连续梁的设计。槽钢肢尖的方向要向下，进而起到防积水、防积尘的重要作用。

2.6地基处理设计

其一，灌浆法。该方法能够对裂缝问题进行有效的处置，设计施工期间需要做好水泥浆配合比以及掺和料的设计工作，进而对地基起到良好的加固、防渗效果。其二，开挖法。该方法的应用较为广泛，设计时需要将原地面已经破坏的岩层进行清除，开挖法施工相对简便。其三，还可以采用防渗墙法进行地基处理，施工时要用到专用的机具进行钻凿施工，并使用泥浆进行墙壁加固。此外，地基处理中还有用到桩基础法、置换法等，具体设计工作中要针对不同的地质状况合理选取处理方法。

2.7闸室型式设计和过闸水位差设计分析

一方面，在进行水闸闸室形状的设计时，不仅要考虑到水利水电工程的实际状况，并且要对不同类型的闸室形式进行对比优选，进而提高闸室设计的水平。相比较而言，当前主要用到脚墙式闸室以及敞开式闸室两种不同的形式，具体设计时要通过对比优缺点之后，合理确保闸室的型式。对于敞开式闸室而言，其施工过程相对简便，同时该类闸室结构简单、便于操作，通常情况下采用平面钢闸门，这样一来能够有效提高闸室运行期间的稳定性。另一方面，在开展闸水位差的设计工作时，设计工作者要对多方面因素进行综合考虑，并且要为后期施工工作提供便利。此外，这一过程中还要考虑到降水量以及当地气候、地质等因素的影响。同时，设计环节还要尽可能的降低工程造价，避免安全事故的发生。

结束语

当前，我国对于水利水电工程等基础设施的建设极为关注。水闸工程的设计工作有着较强的复杂性、系统性，这就对设计人员的专业水平提出了严苛的要求。具体设计时，既要对当地的气候、地质等因素进行全面的掌握，注重对勘察资料的应用。同时，还要凭借以往的设计经验，提高水闸设计的合理性、安全性，确保水利水电工程的顺利运转。

参考文献

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作者：黄贵青 单位：广晟昊兴勘测设计有限公司台山分公司