关键词：水利水电工程；水闸；设计
引言
我国各项经济的平稳增长有助于社会的迅猛发展，现阶段社会对于不同行业都有了新的要求，针对水闸整体结构也同样提出了新的要求，以往的水闸整体结构难以满足当前人们的实际需求，为此需要完成水闸整体结构的优化设计。想要保证水闸整体结构的优化效果必须要从水闸整体结构开始，并且根据实际工程所需要的不同情况开展优化设计。
1水闸作用
水闸就是指在海口、渠道以及河道等区域所修建的水利工程建筑物，其主要是借助闸门实现对水流流量的有效控制，以及调节水流的建筑物，对于水利工程而言，进行水闸修建能够对水位以及水流量进行有效的控制以及调节，进而实现引水、挡水以及等水利功能要求。若是对闸门进行关闭，能够对洪水起到拦截作用，对水位起到抬高作用。在开启闸门时，能够发挥其取水、泄洪以及排洪等作用。一般情况下，会在平原地区修建水闸，其应该具备发电、排洪、泄洪等功能，是一项综合性水利工程。
2水利水电工程中水闸的设计措施
2.1加强进水闸类型与尺寸方面的设计
在进行水利水电工程的设计施工时，通常会用到进水闸，当前进水闸在河道以及水库、湖泊施工中有着广泛的应用。进水闸不仅能够对引水流量进行控制，并且可以起到灌溉、供水以及发电等重要功能。根据取水方式的不同，可细分为无坝闸以及有坝闸取水两种不同的设计方式。对于进水闸尺寸的设计而言，要确保进水闸尺寸满足引水方面的要求。设计期间，还要对现场实际状况做出分析，必要时需要修筑相应的消能设施，比如消力池等。这样一来，才能确保进水闸能够满足不同工况下的使用需求。需要注意的是，进水闸设计要确保闸孔尺寸足够大，在高度方面也要满足要求。
2.2水闸选址
对于水闸设计而言，水闸选址是一项非常重要的工作，在开展水闸选址工作时，需要以水闸水问题条件、地质条件等为基础，尽量选择地质条件突出的地基，最好是能够选择岩石地基或是透水性良好、低压缩性良好、承载能力强以及抗剪能力强的土质地基，如果没有在规划范围内发现地质条件突出的地基，就需要进行科学处理，闸址选择在冲淤变化小以及河势稳定等河段。
2.3水闸地基处理
（1）桩基方式，在多种施工方法当中，可将桩基概括成灌注桩和预制桩两种。桩基在一定程度上，能够承受上拔力和水平荷载，现场施工中得到充分应用，在发生沉降的过程中，对建筑物具备较高的要求，而竖向荷载结构比较集中，荷载也较大，在相应结构中，会因为大面积地面荷载而受到影响。（2）预压方式，预压主要是进行预先加载，对于场地的排水固结进行适当加速，最后适当的提高地基承载力，从而使其得到完善。预压方式主要存在以下优点：在持续保持荷载的情况下，体积可能会产生较大的压缩，而对于水闸强度而言，具备较为明显的提高，对粘性土地基或者淤泥质地基，可能会产生良好的效果。預压方式存在的缺点在于，施工期间难以将全部基坑有效完成。通常情况下，闸基地下水与河水间是相互联系的，难以得到有效降水，使施工时间较长，若施工工期较紧，最好不使用这种方式。（3）换土垫层的方法，换土垫层的方式相对传统，因此在操作过程中较简单，在具体实践过程中，换土垫层方式始终是施工方的首选方式。对软弱地基土层而言，厚度在3m以下，为浅层地基，如在3m以上，则是深层地基。
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2.4泄洪闸底板高程的设计
在确定闸底板高程时，需要对实际情况进行综合分析，然后进行确定，在高程设计中，有很多因素均会有所涉及，其主要涵盖洪水、水流、水文地质以及地质情况等因素。在开展高程设计工作时，主要借助建模方式对其进行分析、论证，另外，需要对国内外前沿技术、先进经验以及研究成果进行充分借鉴，进而保证高程设计具有良好的准确性以及合理性。在高程设计中，需要避免其出现过低现象，在高程过低时，会导致水流被水闸过
2.5水闸高度思考
水闸高度的选择容易对水闸今后运行产生重要影响，同时也对水闸的生产和定价等方面产生一定影响，因此水闸底部高度的确立也是工程施工中重要的方面。水闸底部高度的确立需要根据当地的具体实际情况，充分考虑到当地的地理条件和水文条件等方面的原因。如果水闸底部高度设置比较小，对水闸放水具有帮助作用，对洪涝灾害有一定治理作用，但是在容易发生干旱的地区就不适用，反而容易产生反作用，因此，对水闸底部高度的选择需要对工程的全方面因素进行考虑，从而选择做合适的策略进行实施。
2.6消能防冲
对于水闸而言，其主要消能方式有挑流消能以及底流消能等。挑流消能主要在岩基水头较大的中型水利工程以及大型水利工程中应用较为广泛；底流消能主要地地基地低水头以及上中水头中的泄水建筑物中应用较为广泛。在开展水闸设计工作时，需要按照工程规合理选择防冲措施，其主要是由建于闸室下游中的下游翼墙、防冲槽、海鳗、消力池以及辅助消能工等组成。另外，还需要对水闸表面进行合理布置，进一步提升水流扩散能力，进而避免或是降低回流所造成的影响以及危害。
2.7提高闸门梁系设计水平
为确保水利水电工程安全运转，除了要做好上述设计工作外，还要对闸门设计以及梁系设计工作引起足够的重视。一旦出现闸门设计或施工合理的问题，将直接造成集中水流或者折冲水流等一系列不良流态等问题。具体设计工作中，应做好以下几方面的工作：其一，要尽可能降低闸门运行期间的振动问题，尤其在闸门梁系的选择与设计时，要根据现场状况合理设计水闸闸门的硬度。其二，闸门主梁系设计中，不仅要提高基础底主梁设计的合理性，同时还要提高上部主梁系设计的合理性，进而确保梁系结构中荷载得到合理的分布。其三，在进行双腹板箱型底主梁的设计工作时，因为受到闸门底部以及流水闸等构造的影响，设计时要在下游两侧位置处形成向下8°的偏角度，进而减少底主梁所受荷载，防止出现破坏问题。其四，对于下游侧水闸闸门的梁系设计工作而言，要将倾角设计成27.2°左右。这样一来，不仅可以使水流流态得到改善，同时还能提高梁系设计工作的合理性。一般来说，水平次梁设计主要应用的是槽钢结构，并且按照近似按等跨理论进行连续梁的设计。槽钢肢尖的方向要向下，进而起到防积水、防积尘的重要作用。
2.8水闸防渗与闸室设计要点
水闸的防渗设施包括一些水平铺盖、板桩、地下防渗墙、齿墙和垂直土工膜，水闸防渗措施在设计时需要根据工程修建的实际情况进行分析和选择。闸室属于水闸的主体部分，开敞式水闸闸室一般由底板、闸墩、闸门、工作桥和交通桥等组成，有些水闸还设有胸墙。闸室的结构形式、布置和构造，都应该保证一定的稳定和安全，要尽量做到闸室的轻型、整体性能较强、刚性大、布置且要均匀，这样在投入使用过程中地基上面的承载能力才会相应的减少，比较会受力均衡，还能够适应由于地基带来的沉降或者变形。
结语
综上所述，在水利工程中，水闸施工发挥着防洪、排涝、控制水位等几个方面重要的作用，如果施工质量较低，则会对周围居住的人们产生安全威胁，因此，具体设计时，既要对当地的气候、地质等因素进行全面的掌握，注重对勘察资料的应用。同时，还要凭借以往的设计经验，提高水闸设计的合理性、安全性，确保水利水电工程的顺利运转
参考文献
[1]王新权.水利水电工程中水闸的设计分析[J].黑龙江水利科技，2017（10）：45–46.
[2]修德禄.水利水电工程中水闸的设计[J].东北水利水电，2018（12）：24–25.
论文作者:王海荣
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷18期
论文发表时间:2019/12/19
标签：水闸论文; 进水闸论文; 闸门论文; 地基论文; 荷载论文; 高程论文; 方式论文; 《建筑实践》2019年第38卷18期论文;