（山东省水利勘测设计院 山东 济南 250013）
【摘 要】作为水工工程中常见设施，水闸需要引起相关作业人员的关注，但是其渗漏变形问题较为严重，在粉细砂地基状况下，更容易发生冒水等不良状况，会导致闸基、两岸位置发生空洞状况。长期连续使用的后果是，水闸沉降、倒塌。本文针对水闸防渗、排水等功能的开发设计进行了详细分析，旨在为工程实践提供一定的理论参考。
【关键词】水闸；防渗设计；排水设计；施工质量
【中图分类号】TV222 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0014-02
1.引言
近年来，国家针对水利施工的重视程度不断增加，为了保证当地旱涝、农业灌溉问题的充分解决，提高经济发展水平，需要切实合理的考虑水利施工建设。国内水闸设计工程大体已经形成一定规模，如淮河流域的水闸数量已经达到6000多，其功能体现在：防涝蓄水、农业灌溉；生态旅游等方面，对当地经济效益的增长具有积极影响。国内水闸一般是建立在土基之上，土基的压缩性较大，但是承载作用偏低，为此，需要充分考虑闸室倾斜、止水功效的分析。水闸泄洪环节中，由于其流速相对较低，剩余能量较大，若土基抗冲击能力下降，将会导致严重的水流冲刷现象。实践经验表明，提高渗透效果，可避免后期渗漏问题的发生。在细粉砂地基状况下，水闸设计不当，将会对两岸、闸基等产生较为严重的负面影响，需要引起设计者的重视。
2.水闸工作特点分析
水闸一般建立在土基位置处，与岩基岸边的区域相比，其差异性较为明显，一般表现为下述特点。第一、土基的压缩性明显，容易发生承载能力下降的状况，进而导致较为严重的沉降现象，引起闸室倾斜、底板断开等危害，进而会产生塑性破坏、事故问题等状况，危险度极大。第二、泄洪期间，由于水流流速在一定范围内，其剩余能量相对比例较高，抗冲击能力不足，进而会引起较为严重的冲刷问题。此外，闸门下游会发生水位变化状况，会形成远驱水跃、临界水跃甚至淹没度较大的水跃。需要充分考虑各种消防设备的应用，提高其设计合理性。第三、土基渗透作用下，渗透变形问题较为严重，在粉细砂状况下，易产生渣后翻砂、冒水等问题，进而导致该区域环境恶化，一旦地震灾害发生，将会形成过于严重的水闸倾斜、倒塌等事故。
从水闸工作特点出发，需要充分加强下述问题的优化。包括闸地质分析；地基条件及相匹配的闸室结构要求，提高闸体、地基的稳定性要求；加强防渗设计优化，针对河岸连接建筑体的区域进行优化讨论，加强空间防渗效果提升；提高防冲击设计，避免危害性冲刷引起的危害。
3.防渗排水设计内容
3.1 地下轮廓设计
作为水闸设计的重点内容，需要切实合理的考虑地下轮廓的设计。根据地基要求进行工程特点、轮廓分析。结合防渗排水的设计要求，在下游区域加强排水反滤设计，包括：排水孔、连通要求和地基渗水特点等分析，避免渗流出口区域发生构件破坏、受损、变形等现象；此外，上游区域需要考虑水平、垂直的设计要求，降低流量过大引起底板承重过强的危害，提高闸机渗流坡度的优化；避免现场工程地质状况过差、条件偏低引起的危害；砂质条件的地基中，需要充分考虑摩擦系数的影响，避免抵抗变形不足引起的危害，充分考虑渗透系数选取的精度空隙。避免轮廓区域外发生渗透变形等状况，避免渗漏问题的发生。
3.2 计算渗流
水闸基地渗流属于有压渗流，渗流计算对研究水闸防渗排水设计有着重要意义。渗流计算是求解渗流区域内的渗透压力、坡降、流速及渗流量的总称。进行渗流计算时一般做平面问题考虑，假定地基均匀、各向同性，渗水不可压缩，并符合达西定律。对于边界条件，可按流体力学方法得出理论。
3.3 防渗排水设施
防渗布置中需要充分考虑排水、防渗要求的控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其防治措施主要是通过上游区域的设置进行考虑，加强渗径分析，同时考虑侧向绕渗状况的避免；排水设施需要布置在渗流出口位置较为合理，便于流体的通畅度全面实现。
第一、齿墙。水闸底板的上游端与下游端是齿墙的主要设置位置，它的作用就是对渗径进行进一步延长，使闸室能拥有更强的抗滑稳定性，一般来说，齿墙的设置深度都在1m左右。第二、板桩。设计人员在对板桩长度进行选择时，应该根据透水层的实际埋藏深度进行针对性判断，此时要注意避免对以往工程经验的一味照搬。
第三、铺盖，与齿墙功能类似，主要目的在于延长渗径参数，但是铺盖作用中，需要充分考虑柔性、透水性等基本要求。工程实践表明，当下工程中较为常见的是沥青、豁壤土、豁土是铺盖的主要材料，部分工程也采取钢筋混凝土作为建造材料。
3.4 排水反滤设施
排水设施的设计形式，一般包括两种：水平、垂直。前者设计中，一般位于闸基表层区域，相对深度较浅，同时其控制范围有一定要求。垂直排水中以便包括多排、一排两种形式，包括滤水井的设置，主要目的是针对深层承压水进行排除控制。根据当地地质条件和水位差要素的分析，可确定闸室、消能放冲和连接布置等重要信息。
排水体一般包括砂石等大颗粒材料，其透水效果良好。为了避免渗漏变形的危害，土基水闸一般采取平铺布置，在入口区域内进行反滤层的设置。若排水设施表面采取混凝土保护，需要在护坦布置的后身预留一定水孔。岩基表面进行建造闸施工中，需要在护坦接缝、排水孔下端进行合理设计，合理铺设排水体，整体网状结构一般采取格状设计的模式。
反滤层一般为多层布置，材料以砂石料为主，一旦遇到粉土地基条件，层数不低于4层。土工织物的透水效果需要保证其过滤能力，大规模施工范围状况下，可采取土工织物取代粒状过滤层是较为常见的处理对策。
3.5 分缝止水
水闸设置中，需要考虑结构物的要求，避免地基状况引起的沉降、温度变形等危害。缝隙间距需要控制在10~30m范围内，缝宽度为2.0cm左右为宜，提高相邻建筑体的合理布置，避免沉降发生带来的危害。抗震状况要求较高的状况下，需要增加缝隙宽度。针对防渗要求较高的伸缩缝，需要加强止水结构的优化。对应止水材料、形式需要满足防渗要求、变形要求及抗腐蚀要求等方面。一般常用材料主要为紫铜片、止水带等。
4.建议措施分析
4.1 加大监管力度
从施工单位角度出发，建立适合工程项目的管理方法。加强施工技术、管理体系的优化，制定对应生产方法，加强施工监督、协调的有效控制。根据水闸特点进行规划，包括施工组、技术组、检测组等，整体组织控制管理中，以保证水闸施工质量为准则。
4.2 作业团队的培训机制
水闸防渗工程设计中，需要保证施工作业人员以主导人的方法进行控制，避免作业人员素质过低引起的质量缺陷问题。政府管理部门需要加强企业管理能力、管理体系的考察，制定相对合理的管理团队。其次，施工企业需要根据工程特点进行定期培养，提高团队综合作业能力。
5.结语
综上分析，水闸防渗处理与当地经济发展相关度较高，需要充分考虑技术创新、排水设计的优化，提高整体作业团队的竞争实力。国家水利工程发展速度较慢，需要充分考虑施工技术、管理能力的优化。避免设计、施工环节因渗流问题导致经济损失的状况，提高渗流设计、计算等过程的精细化控制，充分加强防渗排水设施、布置方法、地基处理手段的分析，避免水工建筑施工中因设计原因导致的后期质量缺陷、事故问题等状况。合理借鉴成功案例，进行相关水闸渗漏要素的考虑，充分延长水闸使用寿命。
参考文献
[1]陈燕群.铺锦水闸稳定设计与分析[J].技术与市场，2012(8):8-10.
[2]刘伟峰、张瑞.农田水利工程中水闸设计的探索[J].科技创新导报，2012(14):133.
[3]胡关保.关于水利水电工程中水闸的设计探讨[J].商品与质量:建筑与发展，2012(5):365-366.
论文作者:李四静
论文发表刊物:《建筑知识》2017年12期
论文发表时间:2017/7/12
标签：水闸论文; 防渗论文; 状况论文; 地基论文; 作业论文; 发生论文; 工程论文; 《建筑知识》2017年12期论文;