摘要：堤防涵闸工程是水利工程施工中常见的工程类型，具有促进内部排水与防洪双重作用，在水利建设与发展中具有十分重要的作用和意义。随着水利事业发展及工程建设进步，堤防涵闸工程建设的质量及各项标准要求越来越高，因此，开展堤防涵闸工程设计有关问题的研究，十分必要且关键。文章结合实例，从堤防涵闸的结构型式以及基础设计、排水设计等方面，对其设计有关问题进行研究，为相关实践及研究提供参考。
关键词：堤防涵闸；工程；设计问题；研究
引言
堤防涵闸工程是整个防洪工程系统中非常重要的环节。因此，加强堤防涵闸工程的质量是十分必要的。这就必须做好第一个步骤，即堤防涵闸工程的整体设计。这直接决定着涵闸工程的结构和性能，然而，在我国经常会出现洪涝灾害。给人们的生命财产造成了严重的损失。本文简要分析了在堤防涵闸设计过程中需要注意的几个问题。通过这些研究能够有效地提高整个防洪工程系统的质量和安全性，对社会经济的发展十分有利。
1堤防涵闸工程设计有关问题分析
1.1关于堤防涵闸的结构型式
堤防涵闸负担着排除内水和抵御洪水的双重任务，而且堤线地势低洼，堤防断面较大，地质基础不好，很多情况下会因结构型式不合理而发生更多问题。堤防涵闸断面多采用圆形及方形。圆形管涵过水条件好，相同过水条件下所需结构断面较小，但圆管涵仅适用于小流量涵闸，现在流量较大的涵闸多采用方形。堤防涵闸在选用材料上，根据以往的经验教训，堤防涵闸采用浆砌石结构，运行几年后，易因冻害或基础不均匀沉陷，洞身断裂,洞身与翼墙脱节，破坏严重，很容易沿洞身形成渗水通道，成为险工；采用水泥预制管结构，亦因冻害或基础沉陷预制管接头断裂、错位、漏水严重形成隐患。上述两种结构型式，应用于堤防涵闸都不适宜。一是整体性差；二是抗冻能力低；三是强度不够。从堤防涵闸结构分析,以采用钢筋混凝土方型涵闸为宜。这种结构型式，整体性好，受力明确，抵抗变形能力强，质量易于控制，使用寿命长。虽然一次性投资较多些,但能降低或减少抢险费用，技术上合理，经济上合算。
1.2基础设计及有关问题分析
基础设计是堤防工程设计的重要内容，由于堤防工程多位于沿河、海岸滩地，地质条件相对复杂，地层含水量丰富，基础强度较低，因此，堤防涵闸基础设计的合理性，直接影响着整个堤防工程建设质量和效果。当前，多数堤防工程中基础结构设计存在一定的问题，对其结构强度及稳定性存在不利影响。比如：以浆砌石基础结构设计为例，其结构断面相对较大，再加上结构体积较重等，容易出现与基础土壤承载不相适应情况，一旦缺少相应的防冻保护措施，就容易引起地基出现沉陷，产生基础断裂等问题。或者是采用板式基础设计的堤防涵闸工程中，由于基础设计中缺乏相应的防冻保护措施，再加上基础本身强度较为薄弱，就会导致在冻涨变形与沉陷变化等情况下，出现各类基础质量与安全隐患。此外，一些堤防涵闸工程基础设计中由于设计不合理等，也会出现渗流情况，造成基础被掏空，增加堤防涵闸工程的安全风险。
1.3堤防涵闸工程设计总要求
在堤防工程中，设计人员要尽量保留地区河流自然形态，从不同角度入手最大化修复隐患河流，要有保留或者恢复建设地区河湾、浅滩、急流等，有效保护建设地区生态环境。设计人员必须坚持“宜宽则宽”的原则，准确把握建设地区堤防间距，坚持“具体问题具体分析”的原则，根据新时期防洪以及生态保护具体要求，优化设计河槽、河漫滩，准确把握浅滩宽度等，提高河流自净化能力。堤防涵闸应选择在河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段，涵闸选址应避开断层、熔岩、滑坡、泥石流等不良地质的核弹，不宜选择在急弯、港口作业区及易形成流冰、流木堵塞的河段。
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在此基础上，设计人员要结合各方面情况科学选择堤型，要符合当下生态保护、恢复方面的客观要求，最大化利用当地各类材料以及缓坡，确保堤防涵闸工程建设地区植被拥有良好的生长环境，促进其健康生长。
2堤防涵闸工程设计问题的解决措施
2.1堤防涵闸工程的结构型式设计措施
结合当前堤防涵闸工程设计中，所采用的结构型式以浆砌石结构与水泥预制管结构，或者是钢筋混凝土结构最为常见。其中，浆砌石结构在堤防涵闸结构型式设计应用中，容易在工程建设运行后，受到外部基础结构不均匀沉降变化以及冻害等因素影响，发生堤防涵闸的洞身断裂或者是洞身与翼墙脱节、渗径短路、结构被破坏严重等安全病害发生，对堤防工程整体结构安全及正常运行使用都会产生十分不利的影响。其次，水泥预制管结构在堤防涵闸结构型式设计中运用，也会因冻害或堤防工程基础结构沉降变化因素影响，导致出现预制管接头断裂或错开、严重漏水等隐患事故发生，在堤防涵闸施工中应用局限性也比较显著。根据上述两种堤防涵闸结构型式特点与应用情况，为确保堤防涵闸工程建设的质量，促进其在堤防工程中有关功能作用的充分发挥，可以在实际设计中采用钢筋混凝土堤防涵闸结构型式，以利用该结构型式自身的整体性显著与抗冻能力突出、运行使用寿命较长等特征优势，减少对堤防工程结构安全的不利影响，提高其技术和经济等效益[2]。
2.2涵闸设计门槽深度确定
设计涵闸的孔口尺寸必须保证设计洪水内的各级洪水及流冰、泥石流、漂浮物等的安全通过，并应考虑壅水、冲刷对上下游的影响。同时在设计堤防涵闸的过程中，设计门槽是十分重要的环节，由于门槽的深度直接关系着混凝土型涵洞的墩墙的厚度，并且墩墙的厚度和门槽的深度又是关系着整个工程施工的造价和原材料的采购。因此，闸墩的厚度在满足其对强度和稳定的要求下，闸门设计时候尽可能使门槽的深度减小，以减少墩墙的厚度。另外在设计时，单孔的涵洞，可通过增大涵闸闸首来控制墩墙厚度，多孔涵闸，中间的墩墙受轴力作用，可通过闸门外墩墙渐变式或者交错式门槽来减小墩墙尺寸，以节约成本。
2.3堤防涵闸工程排水设计措施
一般情况下，堤防涵闸工程排水设计中，针对内外洪水积聚影响所采用的强排措施，主要是通过设置强排站以及强排竖井等方式实现，其中，强排竖井的顶部高度要比洪水水位高出约0.30m最为合适，同时强排竖井的断面尺寸需要从排水量大小上进行分析设计，以确保其在洪水状态下的排水效果，减少对堤防工程及周围建筑、人员等安全危害。
2.4堤防涵闸工程基础设计措施
针对以上堤防涵闸工程基础设计问题及情况，实际设计中，应注意结合堤防涵闸工程的地质条件以及地下水位变化、建筑结构、工程材料、排水设施等情况，进行综合考虑与分析设计，从堤防涵闸工程的施工特点出发，采用倒置盒或箱形基础设计方案，提高堤防涵闸工程的基础强度与承载性能等，确保其基础结构稳定及安全。需要注意的是，其中，箱形基础设计方案作为一种浅基础技术方案，进行基础设计应用不仅结构稳定性较好，且具有较强的抗冻性，并且在基础设计中通过铺设泡沫保温板作为垫层，在确保堤防涵闸工程基础安全与稳定性方面，效果更为显著，值得进行推广和应用[3]。
结语:
总之，对堤防涵闸工程设计有关问题进行研究，有利于结合堤防涵闸工程设计实际情况，促进其设计改进与提升，从而确保堤防涵闸工程设计质量与效果，使其在防洪与促进排水等功能作用充分发挥。
参考文献：
[1]卢波，堤防涵闸工程的设计问题分析[J].河南水利与南水北调，2018，47(10):42-43.
[2]温明磊，杨淼.解析堤防涵闸工程项目施工质量管理[J].河南科技，2013(15):184.
[3]李忠文，李忠，李冬梅.堤防涵闸工程的设计问题[J].水利天地，2002(08):41.
论文作者:杨静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：涵闸论文; 堤防论文; 结构论文; 基础论文; 工程论文; 型式论文; 工程设计论文; 《基层建设》2019年第15期论文;