江西省上饶市水利局 334000
摘要：在国内的水利电力项目中，水闸的建筑措施对电能的变换有着关键的作用，具有综合性能的项目设施建筑，搞好水利电力项目的水闸的设计对水利电力项目的品质有着直接影响。本文阐述了水利水电中水闸工程的作用以及水利水电中水闸工程的地基处理，对水利水电中水闸的设计要点及其注意事项进行了探讨分析，旨在保障水利水电工程的健康运行。
关键词：水利水电；水闸工程；作用；地基处理；设计要点；注意事项
一、水利水电中水闸工程的作用
水利水电是绿色的能再生的资源，是我国走永续前进道路的需求，而水闸的设计好坏是确保水能能够完全发挥的前提，搞好水闸的设计才能够完成水利项目的宗旨。水闸在水利水电工程建设中具有重要作用，其能有效的调节水位，也能控制水的流量。水利水电水闸工程由上游连接段、闸室和下游连接段三部分组成。其中上游连接段的作用主要是将水流引入闸室，避免其外流，对两岸及河床也起到了保护作用，防止其被冲刷，同时还与闸室一起起到了防渗作用；闸室在水闸中处于主要地位，它的主要作用是对水位和流量起到了一定的控制作用，并且防渗防冲，它的设计包括底板、闸门、闸墩、护栏和工作桥等；下游连接段主要用来消除过闸水流的剩余能量，将出闸的水流进行均匀地分散，从而起到对流速的减缓作用，避免对下游的冲刷。
二、水利水电中水闸工程的地基处理
水利水电中水闸的设计需要对其地基进行合理处理，从而提高水闸工程地基的承载能力，避免出现坍塌。目前水闸地基处理方法有很多，常用的处理方法主要有：（1）防渗墙法。其需要借助专用的机具，钻凿出圆孔或者开挖槽孔，用泥浆加固墙壁。（2）灌浆法。灌浆法需要借助灌浆泵的压力，再通过钻孔、对管路预埋等方式将具有胶凝性质的材料（比如水泥）和掺合料（比如黏土）与水一起进行混合。待将其搅拌均匀，然后灌注到岩石、土层所产生的裂隙中或者混凝土的裂缝、接缝内，这样可以起到加固和防渗的作用。（3）开挖法。其是地基处理应用比较多的方法之一，主要是将那些与设计要求不相符的覆盖层以及由于受到风化而被破坏的岩层挖掉。该方法原理比较简单，操作起来也不是很复杂。（4）桩基础法。桩基础法主要用在竖向受力比较大并且受力集中的情况中，也能满足对沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备。（5）置换法。置换法是将建筑物的基础底面下面一定深度的软弱土层进行挖去处理，然后将不易侵蚀和压缩的散性材料填入进去，这样可以使软土加快固结。（6）排水法主要通过采用一些措施，比如砂垫层、排水井、塑料多孔排水管等，以此来控制软基表层或者内部形成水平或者垂直的排水通道，然后借助土壤的重力或者其他外力作用使土壤中的水分快速被排除，从而使土壤更加坚固。
三、水利水电中水闸的设计要点及其注意事项分析
1、水利水电中水闸设计的注意事项。水利水电中的水闸设计注意事项主要包括：（1）沉陷事项。如果将水闸建设在软土地基上，就会在水闸自身以及外部的荷载作用下出现沉陷现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是在底板传到地基上的荷载分布不均匀时，或者是分布在地基土层的荷载不均匀时，更容易出现沉陷现象。这种地基沉陷还会导致水闸出现下沉，或者是闸室倾斜。如果严重有可能造成水闸断裂，这对水闸的正常运行会产生很大影响。（2）冲刷事项。在开闸泄水时，如果水闸下游水位很浅或者是没有水，在水位差的作用下，就会加大水流的流速，这种巨大的能量会对下游有严重的冲刷。一旦冲刷的范围过大，就会掏空闸基，造成水闸失事。另外，一般在水闸的两岸都是软弱的岩层或者是土层，如果修建水闸时开设过多的闸孔，一旦开启某一个闸孔就会形成折冲水流，这就会严重冲刷下游河岸，对水闸的安全和稳定性都会产生影响。（3）稳定事项。在正常使用水闸时，拦截上游的水位一般比较高，这样就导致水闸上游和下游之间产生很大的水位差，会出现水平压力过大的现象。要想稳定自身，水闸必须拥有一定的重量。另外，水闸在建成以后，如果还没有挡水或者是在正常使用的情况下遇到无水期，就会产生很大的垂直荷载，这样基底的实际压力就会大大超过地基能够承受的承载力，从而出现地基变形或者是出现闸基土被挤出的现象，这很容易造成水闸与地基出现滑动的危险。所以，在修建水闸时必须保证基础的面积，这样才能有效的降低基底的压应力。（4）渗流事项。渗流现象就是水闸在进行挡水时造成上下游水位出现差值，在这种作用下，就会在水闸、闸基与两岸的连接处出现渗流的现象。如果出现渗流，就会在水闸的底部产生向上的扬压力，这就会缩小水闸的重力作用，从而使水闸的抗滑稳定性大大降低。如果两岸和闸基都是采用土基，再出现渗流时也会带走一些细颗粒，这就会在闸后出现翻砂鼓水的现象。如果严重的话还会掏空两岸和闸基。另外，如果出现侧向渗透，会产生水平的压力，对两岸的连接建筑物都会有很大影响，使其稳定性大大下降。还有可能导致岸坡上出现渗透现象，从而加大闸底的渗透压力。如果渗流水量过大，还会对水闸的挡水功能产生影响。
2、水利水电中水闸工程的设计要点分析（1）水闸工程的合理选址。水闸工程中的节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段。进水闸、分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸顶点稍偏下游处，但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护的重要城镇下游堤段。排水闸或泄洪闸闸址宜选择在地势低洼、出水畅通处，排水闸闸址宜选择在靠近重要涝区和容泄区的老堤线上。（2）水闸消能防冲设计。水闸工程消能设计和控制，一般是以闸高水位为基准，将比基准高的水位进行排除，并且对于下游的水位要取最低的下限值，这样做可以保障水闸的建设顺利开展。这种工况下的闸门初始开启度往往也是消力池深度计算的控制因素。对于水闸的防冲设计，还有很多方面的计算不是很明确，很多因素还不能确定，因此还需要我们对其进行进一步的研究和探讨。消能防冲是水闸的主要作用和内容，在设计时主要包括对工程的工况和设施的计算、控制，对消力池面积、深度的计算和控制，以及对河床冲刷要求能力的计算等。对于工况所需要的设计目标和要求的计算，在水闸工程设计中往往不是能做到完全准确，因此如何达到这一要求，是水闸消能防冲设计所追求的目标。（3）水闸闸室安全计算。水闸工程闸室安全与稳定对于水闸功能的发挥具有重要的作用，因此对于水闸的闸室需要进行一些计算，确保其安全。需要计算的主要包括荷载组合、基底应力计算、抗滑稳定计算等。其中荷载组合又可以为基本组合和特殊组合两种，不同的组合方式又有所差别。而基底应力的计算包括力矩计算、正常运用情况下的基底应力以及竣工检修情况的计算等。抗滑稳定计算需要计算闸室在正常运用情况下的总弯矩以及总重，以此来得出抗滑稳定系数。
四、结束语
综上所述，水利水电中的水闸设计非常重要，因此必须对其进行合理设计。并且水闸设计是做好抗洪、排涝、给水、灌溉等工作的重要途径。因此在进行水闸设计时，必须结合具体的工程情况进行水闸底板、闸墩、止水设施等设计，从而保证水闸工程的安全运行。
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[3]张璐璐.水利工程水闸设计问题思考[J].科学与财富，2016
[4]贺元草.浅议水闸的设计及分析[J].建筑工程技术与设计，2015
论文作者:程满意
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/3
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