基于水利工程中水闸的探讨与研究

基于水利工程中水闸的探讨与研究

摘要：水闸是依靠可以升降的闸门来控制水位，调节流量，它是一种既能泄水又能防洪的水工建筑物，在灌溉、排水、防洪、航运、发电等方面应用十分广泛。水闸的设计是非常复杂的系统工程，它不仅受主观因素还受到客观因素影响。本文从水闸选址、闸型、闸底板高程、水闸地基处理等几个方面进行简述，并通过工程实例简要的对水利工程中水闸设计对了探讨。

关键词：水利工程水闸设计

Abstract: locks is depend on the gate and can to control water level, the flow adjustment, it is a kind of can discharge and flood control of water hydraulic structures, in irrigation, drainage, flood control, shipping, power generation, etc widely used. The design of the gate is very complicated system engineering, it not only by subjective factors but also by the objective factors influence. This paper, from the gate location, the gate, brake bottom elevation type, sluices foundation treatment and so on paper, and through the engineering example this paper briefly to the water conservancy projects related to the design is discussed.

Keywords: water conservancy project design gate

0引言

水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。其主要作用是控制流量和调节水位，还可担负防止潮水倒灌以及汛期排泄洪（涝）水的功能。在工程实践中，水闸除单独使用外，还经常与其他水工建筑物组成水利枢纽，共同发挥作用。由于水闸的应用十分广泛，我国已建成各类水闸5万多座，其中大型水闸480余座，中型水闸3280余座，小型水闸4.6万余座，数量为世界之最。水闸在防洪除涝、农业灌溉、拦潮蓄淡、火力发电、城乡供水、景观旅游、生态环境等方面发挥了巨大的作用，取得了显著的经济效益、社会效益和生态环境效益。

1 水闸设计中关键性的几点

1.1水闸的选址在水闸建设过程中是非常关键的环节。水闸能够较好地满足水闸的使用要求、水流流态稳定、造价经济、稳定安全、水闸便于管理等是水闸选址的原则。

1.2闸型的选择

水闸型式的选择是由多方面因素决定的，一定要结合当地地质地形、施工管理、河道特性等因素因地制宜地进行综合方面考虑，不可一味盲目地追求新颖闸型。

1.3水闸地基处理

水闸地基处理的方法很多，使用较多的主要有以下几种：置换法、排水固结法、加筋法、灌入固化物法、振密或挤密法和桩基法等。国内在增加水闸地基承载能力和减少地基有害沉降的处理方法最常用的是垫层法、灌浆法、砂井预压法和桩基法。

2水闸设计中存在问题的分析与探讨

2.1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。

2.2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。

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。

2.3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。

2.4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。