宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司 宁夏银川 750001
摘要：水闸在水利工程建设过程中具有非常重要的意义，水闸设计时必须要结合到工程具体情况，对施工区域内水文与地质条件进行认真分析，并依据规定要求开展设计工作。因此在水闸设计时需要考虑到多方面因素，以此来确保设计工作效果的优异性。本文结合具体的工程，就探讨水闸设计要点及方法作简要阐述。
关键词：水闸设计；要点；方法
1工程概况
青铜峡灌区以黄河为界分为河东灌区和河西灌区。汉渠是青铜峡河东灌区四条干渠之一，建于公元前119年，目前干渠最大引水能力35m3/s，年引水量1.56亿m3，干渠全长43.38km，承担着宁夏吴忠市和灵武市7个乡镇的15.46万亩农田的灌溉任务。现状汉渠沿线有各类建筑物303座，其中水闸7座；渡槽1座；涵洞17座；桥梁51座；跌水4座；支斗渠口223座。工程设计重建、新建及改造各类建筑物99座，其中节制闸重建2座、新建3座（跌水拆除3座）；退水闸重建1座、新建1座，涵洞重建9座、维修8座，生产桥重建5座，斗口重建69座（合并2座）。其余204座建筑物直接利用，包括进水闸1座，山水沟渡槽1座，节制闸2座，跌水1座，公路桥9座，生产桥32座和斗口153座。下面主要对重建廖桥节制闸设计进行了分析。
2重建廖桥节制闸设计
2.1闸址比选
廖桥节制闸原址位于汉渠桩号21+829.5处，在其上游分别有廖桥涵洞和紧挨的两座斗口，涵洞距离节制闸15m，斗口距离节制闸7m。节制闸下游有金廖公路，节制闸距离金廖公路2.3m。根据现状各建筑物的布局情况，该节制闸重建闸址的设计有两个方案。
方案一：金廖公路桥上游10m
本方案设计节制闸布置在金廖公路桥上游10m处，设计为2孔净宽2.2m的闸门，闸室总宽7.2m，长3.6m。节制闸附近有斗口、涵洞和公路桥，为是廖桥涵洞和上下游沟道顺直，涵洞设计为原址重建，金廖公路桥直接利用，由于节制闸地基岩性具有液化现象，基础采用桩基处理，节制闸重建为不影响涵洞和生产桥安全运行，并且方便施工，节制闸布置在涵洞和公路桥之间，距离涵洞中心线10m，距离金廖公路桥约10m，斗口拆除重建位于节制闸进口渐变段处。
该方案节制闸距离廖桥涵洞和金廖公路桥较近，施工布置紧张，施工时对这两座建筑物影响较大，存在安全隐患。两座斗口位于节制闸上游渐变段处，进水水流条件较差。节制闸下游渐变段经计算需要20m长，渐变段穿过金廖公路桥在其下游和渠道顺接，桥下渐变段回填土方量较大，施工困难。金廖公路桥为两跨，中间桥墩直径1.0m，位于节制闸下游渐变段中间，影响渠道和节制闸的过流能力。各类建筑物布置紧凑，维修管理时会相互影响。
方案二：金廖公路桥下游25m建于金廖公路下游桩号21+863处
方案二将节制闸建于金廖公路桥下游25m处，位于汉渠桩号21+863，渠道顺直砌护穿过金廖公路，在左岸布置一座斗口，涵管穿过渠拜后为两条斗渠输水。在新建斗口下游设节制闸。
该方案节制闸距离金廖公路桥25m，施工对附近渠道建筑物均不影响，不存在施工安全隐患，施工较方便。
综合分析施工和运行管理等各方面的因素，具体见表1，廖桥节制闸闸址布置推荐方案二。
2.4启闭机选型
廖桥节制闸距离庄点360m，启闭机选择有手动和手电两用两种方案。电动启闭机各种设备总造价10.63万元，手动启闭机设备总造价1.06万元，电动启闭机造价高9.57万元。但随着信息化社会的发展，灌区信息自动化逐步完善，渠道基础数据的收集点主要布控在节制闸和退水闸处，水闸自动化设备便于测控设备的植入，便于灌区自动化信息系统的建设。综合分析本工程水闸选择手电两用型启闭机。
2.5闸室布置
重建节制闸闸室结构采用开敞式布置，闸室边墩、中墩与底板采用整体式钢筋混凝土结构，边墩、中墩厚度分别为0.6m和0.8m，底板上下游均设齿墙增加抗滑稳定。节制闸布置为3孔，净宽为2.2m，闸墩顶布置启闭机房。闸室总长6.0m，闸后带人行桥，桥面净宽1.3m。闸门采用铸铁闸门，其孔口尺寸（BxH）为2.2×2.2m，配3台12t电手动螺杆式启闭机。闸前采用10m长浆砌石扭面与渠道连接；闸后设消力池渐变段长20m，池内设两道消力墩、末端设尾坎，消力池底板上设排水孔，之下设反滤层，其后接长20m的砌护段与渠道连接。闸室上下游渐变段设青白石栏杆。
根据廖桥节制闸地质剖面图，闸室底板下有6.3m左右粉细砂及砂壤土存在液化现象，需进行地基处理。地基处理措施同贡碑节制闸，采用桩基处理措施。
桩基采用泥浆护壁法钻孔灌注桩，根据施工工艺和施工成孔效果设计桩径为1.0m，布置在闸底板下，共6根，经计算，桩基长12.0m，伸入中密粉细砂层6～6.5m。
结束语
总而言之，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，在水闸设计中，需要考虑的因素有很多，设计过程中也会遇到各种各样的问题，因而我们在设计过程中需要认真对待，考虑全面，选择合理的设计方法和方案，保证设计方案的合理和万无一失。
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论文作者:张学菊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
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