河北大地建设科技有限公司上海分公司 上海 201315
摘要：随着我国社会经济的快速发展，带动了水利水电工程的发展，全国各地修建大大小小的水电站，世界闻名的三峡水电站充分反映了我国高水平的水利水电技术。得到高速发展的水利水电技术在水利工程中应用得十分广泛，而在水利工程中，极为重要的就是水闸部分。因此，本文对水闸工程的设计做了重点性研究分析。
关键词：水利工程；设计施工；水闸；设计方法
引言
随着人们的生活质量逐渐上升，安全问题越来越得到人们的重视。进行水利发电的时候，水闸承担着非常重要的责任，工作人员在对水闸进行设计时，务必要把安全性当做最重要的任务来完成，尽可能地提高我国的水利水电工程的质量，使其能够稳定安全。
1水利工程设计施工中水闸设计概述及意义
（1）在水利工程设计中，水闸是水利工程调节水位控制水流量的极为关键的控制开关。当前，全国各地的水利工程中，水闸的设计施工质量对水利工程的质量有着重大影响，是整个水利工程项目的重点核心。水闸工程的基础功能就是排水、挡水，排水、挡水具体表现为蓄水在干旱季节可灌溉农田，蓄水可提高江河水位便于通航，合理排水能极大的降低洪水的灾害。古时天灾中影响很大的就是洪涝，而现在基本见不到很严重的洪水泛滥了。雨季降雨量大的时候，通过合理调节水闸可以泄洪、排涝；干旱季节缺水时，可以通过水闸提前蓄水解旱。水闸在人们的正常生活中起重要作用，有关水闸的设计仍然需要当今水利人才的不断研究完善。
（2）水利水电工程对于社会的发展以及经济的进步有着极为关键的影响，工程的质量直接决定着人民的生活质量，而水闸施工的质量则直接决定着工程的总体质量。水闸的施工不仅需要合格的材料以及设备，更需要通过高水平的管理来让水闸能够物尽其用。优秀的管理能力加上高质量的设备材料，才可以让水闸能够真正发挥其具有的功效，如此一来，工程的总体质量也可以得到保障。如果能够提升水闸的施工技术，就可以有效地提高水利水电工程的工作效率，输送更多更优质的能源，让我国的水利水电工程更好地为人民服务。因此，为了让国家与人民得到确实的收益，一定要在水闸技术方面下功夫，只有在这方面投入资源进行研究，才可以让水利水电工程的质量更上一个台阶。
2水利工程设计施工中水闸设计的要求
2.1水闸地基如何处理完善提高地基承载力
水闸地基处理也是水闸建设过程中的一大重点。水闸地基处理方法有很多种，用的比较多的如换土垫层法、桩基法、预压法、加筋法、排水固结法、灌浆法、挤密法等等。其中换土垫层法、桩基法、预压法和灌浆法能极大的提高水闸地基的承载能力和降低不均匀沉降。
（1）换土垫层法。是置换法的一种。是一种很成熟的地基处理技术，适用于各种地基，同样也适用于水闸处理地基。该方法尤其适用于浅层软弱土（如淤泥土、松散土等）的地基处理。如果水闸地基的软弱土层比较厚，需要处理的厚度大于3m以上，则不建议采取换土垫层法处理地基。因为软弱土层过厚，换土后下卧层依然容易变形出现问题。
（2）桩基法。桩基法是由深入土体的桩来承受较大的荷载，当水闸地基软土淤泥层较厚时，可以采用打桩方法进行加固处理。桩基按施工方法不同分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩两类。钢筋混凝土预制桩承载力强、施工快，能确保水闸的水平稳定。
（3）预压法。预压法，就是提前在要建的建筑物地基上施加预应力荷载，加速地基土固结，增加地基土的承载力。该方法能有效的提高软弱地基土的承载能力和减少沉降。该方法适用于淤泥质土、冲填土等在持续荷载下容易压缩的软弱地基土的地基处理。但在预压过程中往往需要分级加载，还要不停的排水和监测沉降情况。整个预压过程持续时间长，对于工期紧促的水闸工程不宜采用。
2.2水闸排水如何布置确保防渗止水排水严密
（1）下游连接段消力池底板排水孔设计。下游连接段的组成部分之一消力池有多种作用。消力池底板具有一定的重量和强度性能，可以承受水流脉动压力和水流冲刷力，也可以抵抗重物冲击作用。但消力池底板端部的渗透压力较大，采取在水平护板后半部分铺设垂直排水孔的设置可以有效地减少消力池底板端部的渗透压力。排水孔的设置有一定的要求，排水孔需要呈梅花状形态布置，同时紧贴排水孔下面需要铺设一层反滤层，这样布置能加快排水速率，有效排水。目前，我国有少部分水闸工程的排水布置方式很不一样，其消力池底板的排水布置是直接从水平护板首端一直延伸至尾端的，整个护板铺满排水孔。现今，这种布置方式是否能更加有效的排水还有待验证。
（2）闸基防渗面层排水设计。由于水闸上游与下游高水位差带来的渗透作用，上游水首先从河床逐步渗入，缓慢进入上游防渗铺盖、板桩部位，然后进入闸底板、消力池反滤层排水孔。在这整个渗透过程中，以高防低排为原则，高水位防渗止水、低水位排渗排水，使整个排水能有效进行。
（3）两岸翼墙排水孔的设计。水闸建设完工后，多个部分均需要设置排水装置。重点需要设置的就是闸基的渗流以及两岸翼墙的侧向渗流。这种侧向渗流的渗水从上游经过翼墙、岸墙向下游渗入，增大了水闸底板的渗透压力，容易导致渗流出口处发生变形造成危害，需要提前设置防渗系统。
3水闸施工设计方法
3.1消力池
目前，由于人类对环境影响的程度越来越大，我们所处的自然环境出现了很大的变化。所以，工程施工时必须要全面地考虑水位以及相关的地理位置。一般来说，控制工况属于水闸设计中关键的环节。进行工况控制时通常选择一段河水，测定其流速，为之后的工作打下基础。在设计消力池的时候，我们应该通过计算机来展开全面的测算，确保工程的质量能够令人满意。
3.2防冲槽
在水利水电工程中，防冲槽的主要作用就是用来减弱水闸末端的冲击力。当水流经过关卡时，受其阻碍作用，水流速度以及能量都会相应的被减弱。但在水流通过关卡的末端时，水流的冲击力会加强，对河床造成的危害性巨大。而防冲槽的设计主要防止了在水流出闸后高速冲击河床的过程中，通过高低不平的大块石分散削弱水流，并且块石还会在水流冲击形成冲坑的过程当中顺势落下，使冲坑有效的避免向上游扩展，为工程营造出安全的环境。见图1
3.3闸基防渗面层的排水
在水利水电工程中通常都会存在水位差，特别表现在河道的上下游之间。水位差的产生造成了水流具有极大的能量，这会在某种程度上对水闸的安全性能埋下了很大的隐患，因此做好闸基防渗面层的排水工作是必要的。其设计原理是：上游河水渗透到河床当中，通过水闸的底板，再经过消力池，最终由反滤层将上游进入的水排入下游地段，从而有效的建立了排水体系。然而如果需要保证有效的渗水任务，就需要用最高效的途径将多余的水排出工程范围外，铺盖是工程中常用的防水设施，其作用可以增长上游水的渗透路径，并且还能够减轻消力池底板的压缩力，而且增强了滤水层排水的效能。
结语
总的来说，水利水电工程中的水闸施工对于水利工程的总体质量有着直接的影响，很大程度上决定着下游居民能够用到安全的水资源。水闸进行施工的时候，任何不恰当的操作都很可能产生严重的后果。因此，一定要认真严谨地设计建设过程中的各项环节。在工程进行作业时，对管理工作要重视起来，施工人员需要提高自身的业务能力，认真负责的完成任务，只有这样才能让工程得以顺利的进行，有效的提高工程的质量。
参考文献：
[1]吴连生，安孟德.关于水利水电工程中水闸的设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（2）.
[2]李刚.浅谈水闸监控系统设计[J].安徽农学通报（下半月刊）.2012（20）
论文作者:鲁炎松
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：水闸论文; 地基论文; 底板论文; 水流论文; 预压论文; 工程论文; 水位论文; 《基层建设》2018年第8期论文;