摘要：在水闸工程设计中，排水与止水的问题最值得重视的，解决好排水与止水问题，水闸的设计也就完成了一半，所以本文重在针对水闸设计中的一些问题，比如消力池排水孔、闸基防渗面层排水、翼墙排水孔和止水伸缩缝等多个问题进行详细的分析，希望可以为水利工程建设中的水闸设计作出贡献。
关键词：水闸；排水；止水
前言
水闸是一种既能挡水，又能泄水的水工建筑物，其设计是非常复杂的，它不仅有主观的因素，还有客观的因素。堤防之险在于闸，水闸之险在于基。水闸的地基处理是水闸设计中的重点和难点。当天然地基不能满足承载力和沉降要求时，在满足水闸抗滑稳定的前提下，设计人员首先考虑采用轻型结构、增加水闸结构刚度等结构措施。
一.水闸的选址原则
在水闸建设过程中，水闸的选址是非常关键的环节。水闸选址的原则是水闸稳定安全、能够较好地满足水闸的使用要求、水流流态稳定、水闸便于管理、造价经济。针对上述情况，在满足水闸使用要求和管理的情况下，水闸在选址时应根据水闸的地质条件和水文条件选择地质条件良好的天然地基，最好是选用新鲜完整的岩石地基，或者是承载能力大、抗剪强度高、压缩性低、透水性小、抗渗稳定好的土质地基，如果在规划选址的范围内实在找不到地质良好的天然地基，只能对天然地基进行技术处理。对地基进行技术处理的造价是较高的，一般占总造价的20% ～40% 。经过技术处理的水闸地基如在施工或管理等方面不规范，容易导致地基破坏，最后致使水闸失事，所以在水闸选址的时候应综合考虑各种情况，选择良好的天然地基。
二、水闸排水
水闸排水问题主要集中在消力池的底板排水、闸基防渗排水、翼墙的排水等部位，下面就以下几个方面进行详细的探讨与分析：
1 消力池底板排水孔
消力池底板具有承受水流的冲击力、水流脉动压力和底都扬压力的多重作用，具备相当的重量和强度，能够抗击重物冲击、经压耐磨。为了有效减少护板底端的渗透压力，可以在水平护板的后半部分设置部分垂直的排水孔，排水孔的下面可以铺一层反滤层，同时，排水孔呈梅花形布置，能够最大限度的进行排水。
有一部分的水闸工程，其中的消力池底板排水孔是从水平护板的首端一直延伸到尾部，其中护板全部布设有排水孔。目前关于此种布置，工程专家尚未有定论，因为，水流在出闸以后，经过平稳的整流排水后，经过陡坡段流向消力池的水平底板处，在陡坡段的末端和水平底板的水平段相交处附近形成有效的收缩水深，所以此处动能的最大，即流速水头也是最大的，产生水中压强则是最小的。
2 闸基防渗面层排水
水闸在上游与下游巨大的水位差的强力作用下，上游水从河床慢慢渗透，绕经上游防渗铺盖、板桩以及闸底板，再经过消力池的反滤层由排水孔流至下游，起到有效排水的作用。
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高防低排是这条地下轮廓线的布置原则，布置手法就是在高水位的一侧大不量布置铺盖、板桩、浅齿墙等多个防渗止水的设施，滞渗延长底板上游的渗透路径，使作用在消力池底板上的渗透压力缓缓减小压缩。在低水位一侧设置滤水层进行排水，同时使用排渗管等设施排渗，使地基的渗水得到尽快地排出。
3 翼墙排水孔的设计
在水闸建成以后，除了闸基会出现渗流以外，渗水从河水的上游绕过翼墙、岸墙和刺墙后向下游流去，成为侧向渗流。这种渗流很有可能会造成水闸底板渗透压力的增大，并使得渗流出口处发生严重危害性的渗透压力的变形，所以在水利工程建设中应当做好侧方向防渗排水设施。
为了排出积蓄的渗水，设置为单向水龙头的水闸可以在下游翼墙和保护坡处设置多个排水孔，并且在挡土墙的另一侧孔口处设置反滤层。但是，有些水利工程建设中的布置与设计，却是在进口翼墙处设置了多个排水孔，这种无效且浪费资源的设计，使得翼墙失去了大部分防渗、抗冲、增加渗透路径的能力，使得上游的水流并不是从垂直方向流向插入河岸的墙后绕渗，而是直接从排水孔渗入翼墙的后面，这将有效减少渗透路径，增加了渗流的作用，同时也将减小翼墙插入河岸的作用。
4 防冲槽的设置
水流经过关卡之后，水流的能量和速度已经得到进一步的消除与减缓，但末端水流仍然具有一定的冲击与洗刷能力，所以河床仍然难免受到冲刷。在末端采取加固稳定措施，就是设置防冲槽。
在水利工程建设中，常见的防冲槽有抛石防冲槽和齿墙或板桩式防冲槽两种。在末端处挖槽抛石，留下足够的石块，当水流冲刷河床形成冲坑的时候，预留在槽内的石块沿冲刷的斜坡陡段滚下，铺盖在冲坑的上游斜坡的上面。防止冲刷坑向上游扩展，保护工程的安全。
三 水闸消能防冲方法设计研究
水闸消能防冲工程设计包括计算工况和消能防冲设施形式的选择，消力池（深度、长度、底板厚度）、海漫长度，河床冲刷深度计算和跌坎计算消力池（深度、长度、底板厚度）、海漫长度、河床冲刷深度计算和跌坎计算在很多专著中均有较为明确实用的计算方法。但如何准确选择计算工况，如何选取消能防冲设施等方面论述得不多，同时很多水闸因计算工况的不准确导致工程设计标准偏低，消能防冲设施形式选择不当导致消能防冲设施经常冲坏。
四、结语
在水利工程建设中水闸工程的设计，消力池的底板应在后面的部分设置垂直的排水孔，以有效排除上游来的渗流。水闸的平铺式排水体应当从水闸底板的出口的后半部分的水平整流段进行铺设与维护，并坚持连续到消力池的排水孔的下端。
止水伸缩缝的渗漏应当以预防为主，采取防治结合的综合措施。止水伸缩缝渗漏防治工作涉及的都是一些非常具体的工艺手法，需要的是精工细活。这就要求止水缝设计和施工人员要有高度的责任感和非常良好的职业道德。尤其要求施工人员要有非常熟练的设计与施工技能，注重施工中的每一道工序、每一项环节、每个细节的质量，细心谨慎，一丝不苟，来不得半点马虎，严格细心的执行规章制度，杜绝粗心大意和马虎麻痹的惰工思想。
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论文作者:姚姣
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/7
标签：水闸论文; 底板论文; 地基论文; 水流论文; 水利工程论文; 河床论文; 防渗论文; 《防护工程》2019年第2期论文;