河北大地建设科技有限公司上海分公司 上海 201315
摘要：现如今，我国的经济发展水平越来越高，其中，水利水电工程也在不断进步，水闸的施工技术也被很多项目所应用。水闸施工比较复杂，工程对于水闸的施工要求不仅仅停留在调节水速方面，对于转化电能方面的要求也逐渐提高。因此，当前的环境友好型的社会背景下，水闸施工技术很有必要不断优化和创新。当前，我国的水利水电工程建设正在蓬勃发展，务必要确保水利水电工程建设的正常开展。只有在水资源足够充足的条件下，方可进行水利水电工程的建设。因此，在现在的发展环境下，水利水电工程的水闸设计发展前景良好。
关键词：水闸设计；要点；方法
引言
随着水利工程建设规模的不断扩大，水利工程设计变得越来越重要。作为重要的水利建筑物，水闸的设计是非常复杂的，其设计好坏对于整个水利工程具有直接的影响。在水闸设计中应当充分考虑施工条件、地质条件和受力条件的影响，保证设计的合理性。
1水利工程水闸设计要求
1.1稳定性
水利工程水闸建设使用需要重点保证其工程稳定性，水闸在上游进行拦水，上下游水位差容易形成较大的水平压力，水闸受水压力影响可能会向下游方向产生侧滑动。因而在水闸设计中要从工程角度考虑其自身要具有足够的重量，从而维持稳定性，建成的水闸在无水期或未进行挡水时，容易受垂直荷载影响，基底压力在大于地基承载力的情况下会产生塑性形变，水闸可能会滑动或被直接挤出，因而在设计中要保证其具有一定的底板面积，使基底压应力减小。
1.2解决渗流
水利工程水闸在挡水中受到上下游水位差作用，水闸闸基与河岸的连接部位容易产生渗流，从而对闸底施加压力，水闸重力减小，则抗滑稳定性也降低。水利工程水闸两岸或闸基为土基时，土层中的细小颗粒会被渗流带走，同时会有翻沙鼓水现象出现在闸后，严重甚至掏空两岸和闸基。对于水利工程水闸设计需要考虑挡水水流量问题，做好水闸与岸坡的连接设计，减少渗流问题。
1.3防止冲刷
水利工程水闸在开闸泄水时，下游水深较浅或无水，上下游水位差使水流在过闸过程中产生较大的流速，能量聚集从而使水闸受到严重的冲刷作用。水流冲刷范围过大，容易发生工程事故。因而在水闸设计中需要进行实地调研，合理设置水闸闸孔数目，防止闸孔开启时有折冲水流产生，设计农田水利工程水闸闸孔要依据相关工程标准，在计算分析的基础上保证设计参数科学，减少下游河岸受到的冲刷，增强水闸建设、使用的安全性与稳定性。
2水闸设计要点分析
2.1水闸的选址
水闸选址十分关键，在进行闸址的选择时，应该以水闸的地质条件和水文条件为基础，选择地质条件比较好的天然地基，最好是选择新鲜完整的岩石地基或者是具有较强的抗剪力和承载力以及低压缩性和透水性的土质地质，若是规划选址范围内未找到地质条件良好的天然地基，则需做好合理的处理。通常情况下水闸应选择在河势稳定、冲淤变化较小的河段。
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2.2水闸地基处理工作
对地基进行处理主要是考虑到水闸的安全性，通过相应的方法从而使地基承载力提升，增加建筑物体稳定性，也能够避免沉降问题出现。地基处理有多种方法，具体选择时要结合到实际情况。木桩加固是一种非常陈旧的方法，处理时对木桩进行加固，设计简单而施工简单，环境对施工的影响不存在。施工材料常见并且容易获得。在水利工程建设初期，由于技术缺乏，该方法应用广泛。换土垫层，也可以将该方法称之为置换法，方法施工简单而质量能够得到保证，在处理浅层地基时应用效果较好。考虑到成本问题，通常将换填的深度控制在三米范围内，一般情况下可以满足变形与承载力的要求。如果软土层较厚则不适宜采用此方法。预压法，该方法通常预先加载，使场地固结加速，以此来提升承载力减少沉降。该方法适用于持续载荷作用下，体积压缩与强度变化明显的土质。该方法应用于地基处理工作中其不足之处在于施工的周期长，如果工程的工期紧则不适宜采用此方法。桩基法，又可以将其分为预制桩与灌注桩两类。
2.3消能防冲
水闸消能方式主要有底流消能、挑流消能。底流消能用于各类地基上中、低水头的各类泄水建筑物，应用普遍；挑流消能多用于岩基上水头较高的大中型工程。在水闸设计时，需根据工程规划选择消能防冲措施，水闸的消能防冲措施主要由建在闸室下游的消力池、辅助消能工、海漫、防冲槽及下游翼墙组成。同时还要合理布置水闸总体平面，有利于对水流进行扩散，从而有效的减轻或者是避免回流的影响和危害。
2.4抗渗部分
水利工程建设的目的是为人们提供农业生产需求，但是由于其特殊的工程环境影响，水利工程水闸需要集中做好抗渗设计与排水设计，结合上下游地基情况和最高水位差情况，应用工程技术等手段，使非渗漏底板和渗漏设施在统一的渗流区域能够形成密闭不透水的边界状态，同时处理好水利工程水闸地下轮廓线等。在设计工作中需要确定安全范围内地下轮廓线对应的下降坡度和渗流值，并在此基础上精确计算出抗渗水性和渗透压。要有效提高水利工程水闸防渗性，还可以在渗流面上设置排水沟槽、减压井和反滤层等，将渗水安全、迅速、稳定的引流到下流。
2.5水利设计
在进行水闸的水利设计中，要以水闸的设计指标为基础，结合水闸的实际设计需求。在进行水利设计过程中，要全面的进行水闸运用方式的考量，结合其水流过闸的状态，从而进行闸孔净宽度的设定。消能方式务必是在进行闸下水位指标和选址等地质状况计算后确定的，通过水跃消能方法的应用，对防冲的具体布局与尺寸进行明确的计算。如果在具体的实际环节中，只进行了水闸预估，并没有进行其精算，势必存在很大的偏差，影响上下游河床的冲淤情况，造成上下游水位异常。另外，要对大规模的水闸设计工程给予足够的重视，因为其设计精度的标准会越来越高，还需要进行模型测试，所以，确保设计计算的准确性。
2.6水闸施工裂缝问题防治措施
工程在施工的过程中会应用混凝土，而混凝土会发生水化反应，释放大量热量，从而导致混凝土表面与内部温差过大。由于其导热性低，热量在底部堆积，从而导致开裂。底板在进行施工时，温度会逐渐降低，内部出现变形，拉应力导致裂缝产生。预防裂缝问题，首先需要提升混凝土抗拉强度，可以通过水灰比比例调整来达到目的，也可以将纤维材料添加于其中。在施工环节，水灰比符合要求的情况下，可以使用减水剂，从而降低混凝土温度，防止裂缝出现。也可以在其中加入膨胀剂，对混凝土体积收缩进行补充。在施工过程中将骨料的温度适当降低，缩短混凝土搅拌与施工场地二者间的距离。
结语
总之，水闸在水利水电工程中发挥着至关重要的作用，这就要求在进行水利水电工程水闸设计过程中，必须充分的考虑各种因素，如施工条件、水质条件以及受力条件等，严格的控制各个设计要点，做好各个方面的设计工作，能够保证水闸质量，充分的发挥水闸的作用，进而保证水利水电工程能够安全、稳定的运行，造福当地百姓。在水闸设计项目建立和运行过程中，要针对实际问题进行统筹处理，确保控制结构和运行维度的有效性，要保证设计要点和设计结构进行综合计算和细化分析。
参考文献
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论文作者:李宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/28
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