水闸设计中关于规范理解与应用的探讨

刘希成，田 间，李贵清

（山东省水利勘测设计院，山东济南250013）

水闸设计中关于规范理解与应用的探讨

刘希成，田 间，李贵清

（山东省水利勘测设计院，山东济南250013）

针对水闸设计过程中存在的消能防冲、变形验算、抗震设计等常见问题，结合工程实例，在理解有关规范的基础上，提醒广大技术人员一定要充分理解和运用规范，并注意与水闸设计有关的其他行业规范的应用。

规范；水闸；变形验算；抗震设计

水闸作为河道挡蓄水建筑物及水利枢纽中的控制性建筑物，在雨洪水资源高效利用、优化配置、调度运行中具有举足轻重的作用，随着《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》的批复，水闸工程建设又将进入一个新阶段。但在水闸设计、技术审查、稽查甚至审计中，对水闸设计规范以及相关规范的理解和应用有所不同，甚至存在较大分歧，对前期工作进程和后期评估带来了一定的困扰。笔者结合工程实例，对水闸设计中关于规范理解与应用的常见问题进行探讨，以期抛砖引玉。

1 消能防冲洪水标准问题

1.1 出现的问题

某平原区水闸洪水标准为20年一遇设计，50年一遇校核，消能防冲设施洪水标准也为20年一遇设计，50年一遇校核。评审过程中有专家认为，消能防冲设施只有设计标准，没有校核标准，应改为消能防冲设施洪水标准为20年一遇设计。

1.2 规范规定

《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2000）第3.3.4规定：平原、滨海区水利水电工程的永久性泄水建筑物消能防冲洪水标准，应根据泄水建筑物的级别，分别按表1和表2确定（此条为强制性条文）；第3.2.4规定：山区、丘陵区水利水电工程的永久性泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准，可低于泄水物的洪水标准，根据泄水建筑物的级别按表3确定，并应考虑在低于消能防冲设计洪水标准时可能出现的不利情况。对超过消能设计标准的洪水，容许消能防冲建筑物出现局部破坏，但必须不危及挡水建筑物及其他主要建筑物的安全，且易于修复，不致长期影响工程运行。

表1 平原区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准［重现期（年）］

表2 潮汐河口段和滨海区水利水电工程永久性水工建筑物潮水标准

表3 山区、丘陵区水利水电工程消能防冲建筑物洪水标准

建筑《水闸设计规范》（SL 265-2001）条文，第2.2.7规定：平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标准一致，并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况。

《水闸设计规范》条文说明中指出，当水闸行洪时，如果闸下消能防冲设施被冲毁，必然会直接危及闸室的安全，因此平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标准一致。

1.3 规范理解与问题探讨

笔者认为，平原区水闸与山区、丘陵区水闸在来水、泄水、持续时间等方面均有很大不同，山区、丘陵区一般来水快，泄水也快，持续时间较短，加之水闸洪水标准一般是稀遇洪水标准，出现的几率小，从节省工程投资的角度，其洪水标准采用设计标准，甚至低于该泄水建筑物的洪水标准是合适的；平原区水闸则有所不同，其来水慢，泄水也慢，持续时间相对较长，加上很多水闸底板渗流出口一般布置在消力池内，甚至有的水闸直接将消力池作为防渗体系的一部分，消力池损坏后必然直接危及闸室安全，消能防冲设施和闸室具有同等重要性，其洪水标准理应一致。因此，本案例中，消能防冲标准应为20年一遇设计，50年一遇校核是合适的。

2 水闸变形验算的荷载组合问题

2.1 出现的问题

某水闸地基变形验算中，设计人员直接采用《水闸设计规范》（SL 265-2011）表7.2.11荷载组合表中的“正常蓄水位情况”。

2.2 规范规定

《建筑地基基础设计规范》（G B 50007-2011）3.0.5条文第2条款明确规定：

计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值应为地基变形允许值。

2.3 规范理解与问题探讨

水闸地基变形计算该采用何种荷载效应组合，在《水闸设计规范》（SL 265-2011）、《水工挡土墙设计规范》（SL 379-2007）中，均没有明确规定，实际运用过程中，设计人员往往直接采用“荷载组合表”中的正常蓄水位情况下的荷载组合，其中包括风压力和浪压力，而风压力和浪压力作为短时间的可变荷载，对地基变形产生的影响很小。对此，《建筑地基基础设计规范》（G B 50007-2011）3.0.5条文第2条款明确规定：“计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值应为地基变形允许值”（该条为强制性条文）。因此，水闸地基变形计算中，在水利行业规范没有明确规定的情况下，应注意与工程安全有关的其他行业规范的应用，本案例中，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（G B 50007-2011）的要求，在水闸地基变形计算时考虑长期效应，采用准永久组合。

3 大型水闸抗震设防烈度问题

3.1 出现的问题

某挡潮闸为1级建筑物，蓄水高度5.4m，蓄水量3132万m3，场区地震基本烈度为6度，设计单位将地震设计烈度取6度。评审过程中有专家提出大型挡水建筑物应提高1度设防，即地震设计烈度取7度。

3.2 规范规定

《水工建筑物抗震设计规范》（SL 203-97），第1.0.2规定适用范围：

设计烈度为6度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按本规范采取适当的抗震措施；

第1.0.4条款，水工建筑物工程场地地震烈度或基岩峰值加速度，应根据工程规模和区域地震地质条件按下列规定确定：

（1）一般情况下，应采用《中国地震烈度区划图》确定的基本烈度。

（2）基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程，以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大（1）型工程，应根据专门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度超越概率成果，按本规范1.0.6的规定取值。

第1.0.5条款，水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表4的规定确定。

T V 66

A

1672-2469（2015）05-0014-02

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.004

刘希成（1975年—），男，高级工程师。