水闸工程复核计算方法分析与

水闸工程复核计算方法的分析与探讨摘要：水闸工程是水利基础设施的重要组成部分。建国以来,我国陆续兴建了大量的水闸。根据统计资料,截至2008年底,我国已建成各类水闸上千座。这些工程在防洪、防潮、排涝、供水等方面发挥了重要的作用,为兴利除害、保护人民生命财产安全做出了巨大的贡献。本文简要介绍了水闸工程复核计算的基本内容和方法,包括水闸的过流能力、消能防冲能力、渗透稳定、闸室稳定和结构受力计算等,并对该计算方法进行分析与探讨，从而对水闸工程给出合理化的综合评价与建议。

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水闸工程对于防洪、防潮、排水等方面有重要意义，因此，水闸工程的建设至关重要，其安全质量问题直接关系到水利工程的好坏，在水闸工程建设中，复核计算是一个重要的步骤，它不但检查了之前的设计方案是否符合实际要求，还深一步的从理论上给水闸工程建设做了科学指导，本文将针对水闸工程复核计算问题展开论述。

1水闸工程简介

1.1水闸定义及其分类

水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物。多用于河道，渠系水库、湖泊岸边。关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水从而抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要，开启闸门，可以

泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊以及滨海地区。水闸分为节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、冲沙闸，一般由闸室、上游连接段和下游连接段组成。

1.2水闸工程简介

水闸的建筑需要考虑多方面的因素，并且要进行周密的计算以及复核，以期达到最好的拦洪，泄洪等效果。水闸工程的基本内容主要包括闸址的选择，闸孔的设计(包括堰型的选择、闸底板高程的计算、闸孔总净宽的计算)，防渗设计，消能防冲设计，闸室布置等。

我国修建水闸的历史悠久。当前我国水闸的建设，正向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和远动化方向发展。在当今的水闸建设中，对水闸工程的复核计算显得尤为重要。精准的复核计算能使水闸达到最合理的应用并保证该工程的安全性及

适用性。

2水闸工程复核计算方法的分析

2.1闸址选择

闸址的选择在水闸工程的设计中的地位十分重要。需要考虑多方面的因素，包括地形、地质条件和水文、施工等因素。通过综合考虑以上各个因素，并作经济技术比较，选定最佳的选址方案。水闸的地基适合采用壤土、中砂、粗砂和沙砾。

2.2闸孔设计

闸孔的设计影响水闸的过流能力，而过流能力是衡量水闸规模的重要因素。

2.2.1堰型选择

水闸工程中堰型分为很多种，最常见的两种为宽顶堰和低实用堰。宽顶堰有利于冲沙、泄洪、排污等等，泄洪能力相对其他形式的比较稳定，结构简单，施工也比较方便；低实用堰分为梯形，曲线形和驼峰形。

2.2.2闸孔总净宽

计算闸孔的总净宽需要考虑水流的形式。当水流呈堰型时，采用下式计算：

=

式中：q——设计流量

——闸口总净宽

——计入行近流速水头在内的堰顶水头

g——重力加速度

——淹没系数、侧收缩系数和流量系数

当水流呈孔流时，采用下式计算：

式中——闸门开度或胸墙下口开口度

我们结合我国的水闸工程现状对孔宽的计算做出分析：我国大中型水闸闸室单孔宽度一般采用8~12m，闸孔孔数一般采用单数，闸室总宽度l用下式计算：

l=nl+（n-1）d

其中d——闸室厚度。

当闸室总宽度确定以后，我们需要去考虑闸墩对其的影响，进而进一步的确定水闸的过水能力。为了使闸室宽度与河渠道的宽度相适应，我们从过水能力和消能防冲两方面进行考虑。

2.2.3闸底板高程

底板高程影响因素有很多，其中水闸所承担的任务，泄流与引水流量以及上下游水位等较关键。闸底板尽量利用天然地基，这样坚实可靠，不易沉塌下陷，不易变形，有利于水闸建设的稳定性。对于小型水闸，顶板高程最好定的高一些；而对大型水闸来说，地板高程一般要定的低一些。

2.3防渗设计

防渗设计是水闸工程中关键的一步设计。本文我们从以下几个方面探讨水闸工程中的防渗设计。

2.3.1渗流危害

水闸建成以后，上下游会产生水位差，由于这个水位差的影响，在闸基及边墩和翼墙的背水一侧会产生渗流。渗流会降低闸室的稳定性；可能会使地基产生渗透变形，并导致失事；会导致损失水量；使地基内部的可溶物质溶解。

基于以上渗流的危害，建设水闸前除了精细的选址，还要进行周密的防渗计算，以最大程度的降低渗流给水闸带来的危害。

2.3.2防渗长度的确定

防渗长度采用下式来确定：

lch

式中，l——水闸的防渗长度，即闸基轮廓水平段和垂直段的总和；

c——渗径系数；

h——上下游水位差。

2.3.3地下轮廓

水闸的地下轮廓需要根据附近的已建工程进行合理的布置，使其与周围的环境达到吻合，不冲突。在上游侧采用水平防渗，下游侧设置排水反滤措施。

2.3.4渗流计算

渗流计算是渗流设计中的最重要的一部分。精确的计算会使水闸工程达到最大的安全性以及实用性。渗流计算需要求解区域内渗透压力，渗透坡降，渗透流速及渗流量。渗流的基本方程如下式：+=0

根据上方程，常采用的计算方法有三种：流网法，改进的阻力系数法以及直线法。常采用的防渗排水措施有铺盖，板桩，齿墙以及其他防渗措施。

2.4消能防冲设计

2.4.1 产生的原因

水闸工程中，消能防冲十分重要。为什么要消能防冲呢？水闸泄水时，部分势能转化为动能，水的流动速度加大，而一般的河床的土质的抗冲能力都很低，所以消能防冲就成为水闸工程设计中的

一项重要设计内容。

2.4.2消能防冲措施

底流消耗工，包括降低护坦高程，在护坦末端设消力坎，降低护坦高程高程。建设消力池，海漫，防冲槽等，来达到消能防冲的目的。

2.5闸室布置设计

闸室包括底板，闸墩，闸门，胸墙，交通桥与工作桥，分缝方式及止水设备。底板包括水平底板和低实用堰底板两种，底板需要通过计算以及实际情况确定出顺水流方向的长度，这个长度取决于上部结构的布置，还必须满足结构强度和抗滑稳定的要求；闸墩在上游和下游的平面形状是不同的，上游一般采用半圆形或椭圆形，下游采用流线型或是圆弧曲线。其厚度必须与闸门的形式相符合。

2.6稳定计算

水闸承受的主要荷载有自重，水重，水平水压力和土压力等等，闸室要确保其稳定性，必须在各种荷载作用下，不沿地基面滑动，不产生倾斜，并且平均基底压力不大于地基的容许承载力。

稳定计算包括的内容有：验算闸室基底的压力，验算闸室的抗滑稳定性，验算闸室的整体稳定性。而由于土地基压缩变形大，容易引起较大的沉降，所以必须进行沉降校核。最大沉降量的容许值可达100~150mm,沉降差可达30~50mm。

结语

水闸工程是水利基础设施的重要组成部分。本文讨论的复核计