天津中海水利水电工程有限公司 天津 300061
摘要：水利工程关系国计民生，需要保证施工整体质量，水利水闸施工质量影响到水利工程品质，需要精心设计、严格施工，才能打造出优良工程，创造良好经济效益。本文主要对农田水利建设中的水闸设计要点进行了分析研究。
关键词：水利工程；水闸设计；技术要点；管理措施
引言
在农田水利工程中，水闸占据着十分重要的地位。因此，相关技术人员对水闸工程进行具体设计时，一定要对不同因素进行充分考虑，例如施工条件、水文地质质条件和气象条件等，对各个设计要点进行严格控制。对各个方面的设计工作进行严格考核，从而为水闸质量提供保障，促使水闸作用得到充分发挥。
1水闸类型
水闸是拥有挡水与泄水功能的低水头水工建筑物，其主要利用闸门开启关闭对水位与水流量进行控制或管理。水闸在防洪、浇灌、排水、发电等功能的水利工程中比较常见，且应用较为普遍。目前，我国水闸能够按照实际功能分成进水闸、节水闸、分洪闸和排水闸等种类。同时，还可以依据闸室结构分成开敞式与封闭式两种水闸类型。
2水闸设计技术要点
2.1消能防冲
对农田水利工程进行整体设计时，水闸消能防冲十分重要，对于下游的水位而言，需要获得正确的下游水位值，对于水闸的蓄水位置而言，要求有最高蓄水位，通过这种方式能够保障上游具备足够的水量下泄，消能防冲的作用得到凸显，当前气候变化复杂，水文的基本规律会伴随着气候条件产生变化，对水闸进行具体设计过程中，需要进行全面考虑，尽量选择最低下游水位和最高蓄水位。
2.2水闸选址
对于农田水利工程而言，进行水闸设计时，选址十分重要，具体需要考虑现场的基本情况，并选择合适的设立区域，同时还需对所选位置的水文情况和地质情况进行勘测。在相同情况下，应优先选择岩石地基。在对岩石地基进行选择时，需选择岩石较新和比较完整的地区，若这一河段没有比较好的岩石地基，则可以选择土质地基，但水闸对土质地基的要求比较高，如土质地基透水性、压缩性和抗渗性、抗冲性等。
2.3选择闸型
农田水利工程水闸设计过程中，技术人员对水闸的选择，应做到因地制宜，科学确定水闸形状。首先应考虑水闸的实用性、流线型，然后再研究水闸的美观程度。对水闸进行具体设计过程中，相关设计人员应结合工程场址进行统筹设计构思，充分、全面了解现场实际情况后，再对水闸型进行科学选择。
2.4水闸排水问题
2.4.1防冲槽
农田水利工程中，防冲槽是在水闸护坦末端实施的加固措施，当水流经过护坦之后，因为护坦的作用导致水流速度和能量有所减少，当经过护坦的末端部位时，可能会恢复原来的冲击能力，而水流所带来的强力冲击，会导致河床遭到一定冲刷危害。
对护坦的末端进行加固，一般使用的是抛石防冲槽，设置的具体流程是将护坦末端进行适当的挖槽抛石，当水流对河床带来冲击时，河床末端位置存在较多的石块，促使其在形成冲坑的过程中，所留下的石块顺着水流冲击的方向，并沿着陡坡方向顺势滚动。因此，需在冲击坑的上游斜坡位置设置相应的海曼，主要是为能有效遏制冲刷坑向上游扩展的流程，促使水利工程足够安全。
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2.4.2消力池底板排水孔设计
消力池底板设计需要承载不同因素所带来的力量，主要有水流脉动压力、水流冲击力、水力上浮等。其必须具备充分的耐磨抗压，对于重物所带来的冲击，要做到合理抗击要求，同时具备较高的强度和足够的重量。可以将垂直的排水孔设置在水平护板的后半部分，需要将反滤层铺设在排水孔的下部分。在形态布置上，需将排水孔布置为梅花形，使排水足够畅通，适当减轻护板底端位置所带来的渗透压力。
2.4.3闸基防渗层排水
对水闸而言，其上游和下游均存在较明显的水位差，必须保证闸基能够有效进行排水。其具体流程为：当上游水渗透进入河床后，经过闸底板、防渗铺盖及板桩，最后经过消力池之后，能够经过排水孔流入到下游河道中，从而形成有效排水。对地基渗水方面进行分析，最为优质的方案是以最快的速度向外排泄，要想加快速度，则要在水位较高的一侧设置防渗止水设施，设置的防渗是设施可以是板桩、浅齿墙或者铺盖。通过这种方式，可适当延长底板上游的渗透路径，促使渗透压力能够在消力池底板上被有效缩小。
2.4.4底板高程
水闸设计过程中，底板高程十分重要，因其对有效泄水、施工质量和工程造价等产生影响。如果出现问题，会导致闸门闭合困难，甚至增加地基开挖难度，对整个水闸流态带来影响。因此，对水闸底板高程进行选择十分重要。
2.5闸孔尺寸的确定
水闸设计中，在保障泄洪量的基础上，须对河床堰顶高度进行明确，以某水利工程为例，水闸的孔数越多，墩数也越多。设计人员需要充分考虑相应建设强度及施工时段等因素，可使用闸孔较少的水闸。若闸孔的宽度超出了一定范围，可能会带来较大危害。如占据较大征地面积，开启或者关闭的设备容量较大，消耗的材料较多，需投入较多资金等。以公路桥等构造设计需求为依据，设计人员往往将水闸的宽度控制在10~14m，通过相关公式计算可得，可以将水闸宽度控制在10m以内，其中水闸闸孔数量设置为5个。
3水闸设计施工技术质量的措施
3.1保证水闸设计的质量
水利工程在施工之前，各个相关的单位会看讨论会就水闸等水利工程的设计图纸进行验证分析，另外考核消能防冲设施的结构尺寸是否符合设计要求，混凝土浇筑质量的设计强度是否符合标准。设计单位需要对图纸的设计质量及其标准性承担全权的责任，这样做的目的是来加强图纸的设计质量。另外，图纸的设计是要考虑多种实际的客观的情况。例如，综合考虑闸门周边的的地质、水文、地形和气候条件等。将通过验证的图纸作为施工的指导标准，所以图纸设计的好坏关系到水闸的施工质量以及整个水利工程的施工质量和使用的安全性。
3.2提高施工人员的素质与管控水平
要持续增强现场施工人员的安全意识，保证水闸现场施工安全进行的同时，需要政府以及施工单位成立专门的技术和施工督导小组，指挥工程的技术和规范性的施工，对在施工现场出现的质量和安全问题快速的判定和解决。
3.3严格控制施工设备与材料质量
如果水利工程施工质量存在缺陷，会对人民的生产生活造成重大的损失，因此，施工单位需要严格按照设计要求施工；对于直接影响着水闸施工的质量的施工的设备以及施工过程中所用的材料都要严格的招标把关，最好施工的记录，应该严格规范的操作所用的施工设施设备。
3.4各司其职，严格把关
在水闸的设计图等相关资料出来之后，应有专家组进行论证，验证其合理性，有效性以及对施工的成本设计进行评估。农田水利工程项目管理单位应把分部工程、单元工程的质量检查作为施工管理的重要环节来抓，同时严格监督施工单位是否按照事先规划的设计图进行施工。
结束语
在对农田水利工程水闸设计时，设计单位应该根据水闸地址的实际情况来设计以保证水库水闸设计的准确性，促进工程项目的顺利开展与施工，加强对水闸的设计、施工质量控制，确保闸门运行的安全性及可靠性。保证农田水利工程能够安全、有效、稳定的运行，从而发挥农田水利工程抗洪、蓄水等功能，保障国家财产的安全和人民生命财产安全。
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论文作者:李森,范宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/8
标签：水闸论文; 水利工程论文; 底板论文; 农田论文; 地基论文; 质量论文; 水流论文; 《防护工程》2018年第29期论文;