平原地区涵闸设计若干注意问题

杨状

【摘要】涵闸在平原地区可以发挥泄洪和排涝的功能，对人们的生产生活有着重大影响。科学合理地对涵闸进行设计，能够有效保证涵闸功能的发挥。涵闸设计是个系统工程，在对涵闸设计时，应在涵闸数据观测、结构选择、洞身长度、闸门、启动机、门槽深度等方面进行认真分析，保证设计、施工、維护等正常进行，提高涵闸的运行效率，让大堤更好地为经济社会服务。

【关键词】平原地区；涵闸设计；泄洪；排涝

1、概述

涵闸是堤防工程的重要组成部分，在保证人们日常生产生活中发挥了重要作用，对涵闸进行设计时，应严格依照设计标准，保证工程质量，及时进行维护，减少涵闸使用过程中出现渗漏、裂缝、倾斜等问题。由于设计、施工、维护等原因，造成涵闸经常出现裂缝、渗漏等情况，对堤防安全产生严重威胁。涵闸的正常使用可以减少对人民生命财产的威胁，因此必须做好涵闸的设计工作。根据水闸的位置，平原地区水闸主要分为两类，一类位于河流的中下游地区和河口位置，对河流进行拦截，河流上游为山区等地形，进行集水。水闸能够对上游山区洪水进行宣泄，也能对下游平原涝区进行排涝，进行宣泄和排涝的标准不相同，进行闸涵设计时，洪水的计算应根据面积的大小，根据水闸的防洪和排涝目标，把排洪区和排涝区进行区分，分别对洪水流量和排涝流量进行区分，根据两者数据计算出过闸流量。另一类闸涵位于河网排涝区，外侧水位高，围内水位低且地势平坦，洪流密布。排涝区的河网通常概化为等容积的的湖泊，计算蓄排验算，从而确定水闸和泵站的规模。

2、涵闸设计中应注意的问题

2.1 涵闸设计进行涵闸工程观测。在涵闸设计前对涵闸工程进行观测主以下几个目的：可以检测水情、水流状态、工程状况，从而掌握水情和工程基本情况，为下一阶段的设计和施工提供依据；对涵闸工程进行观测，可以发现一些不利于设计和施工的因素，及时采取措施，进行防范，从而保证工程正常运行；对实际情况进行观测，可以读有关设计理念和设计方法进行检验；现场的观测可以对水质变化有比较清楚的认识。

2.2 涵闸设计结构选择。涵闸设计需要根据实际情况，确定选择正确的结构，干涸的河流进行涵闸设计时，涵闸的防洪标准应与正常标准保持一致。由于涵闸在防洪中具有难以替代的作用，为了避免涵洞成为防洪中的薄弱环节，涵洞结构的选择尤为重要。

根据有关建设经验，大堤进行建设时，有一个环节容易被忽视又异常重要，就是浆砌块涵洞。浆砌块涵洞作为传统的涵洞建设方法，但由于现代社会大量化工也产品被广泛应用于生产生活的各个角落，河流中的酸碱物质增加程度较大，建筑材料很容易受到腐蚀，形成沿墙身的渗水通道。在进行涵洞设计中，要使用优质的钢筋混凝土，使涵洞具有较强的抗渗防漏功能，还能减少涵洞受力变形，建造的涵洞安全性能较好，施工操作简单，涵洞质量稳定，避免了浆砌块石涵洞的缺点。因此，现在进行涵洞设计时，很少使用浆砌块石涵洞，通常直接使用钢筋混凝土进行建设。

2.3 涵闸设计洞身长度确定。涵洞和堤防的断面对大堤的拦截洪水都有重要作用，除了对涵洞进行科学设计以外，堤防的断面也要进行合理设计。大堤的涵洞较短时，涵洞就非常重要；堤防则相反，涵洞越小，堤防的上下游翼墙就需要越高，建设的工程量就越大，涵洞的洞身比较长时，洞身工程量就会很大程度增大，上下游翼墙高度就会减小，翼墙的工程量就会减小。

因此，涵洞长度对涵洞本身和堤防的工程量都会产生影响，涵洞长度是工程造价的决定因素之一，在进行设计时应确定合理长度，设计人员进行认真验算和对比，确定经济合理的涵洞设计方案。

涵洞的渗透路径也是涵洞设计应注意的问题，如果涵洞无法满足抗渗要求，需要对抗渗路径进行延长，或者通过截渗措施，但这样会增加涵洞的建设成本，延长涵洞的建设周期。

一般情况下，涵洞洞身断面较大的涵洞，洞身的长度设计应短一些；涵洞洞身断面较小时，洞身长度应稍微长些。

涵闸涵洞能够进行防洪、排涝，特别是在防洪中发挥着重要作用。涵闸进行建设时，建设位应在排水沟道的穿堤处，从而能够迅速进行排水；此外，涵首应建在河道外侧，能够有效进行防洪，很能够进行止水。闸首高度应高于洪水位，方便进行闸门启闭和汛期进行检修。

2.4 涵闸设计闸门与启闭机的安装。闸门和启闭机的设计和安装是涵闸设计的重要环节，涵闸的平均应力对闸门结构和布置有决定作用，此外，闸门结构在设计中进行控制和调整。

闸门进行设计时，设计人员应根据涵闸的有关要求，对闸门的设计、制造、安装、维修等进行充分考虑，保证闸门质量，方便后期检修。合格的闸门能够有效进行防洪防涝，保证大堤整体有效发挥作用。设计时，根据闸室结构情况，对闸门进行设计。

在进行闸们建设时，常常要求闸门足够坚固，能够承受足够压力，最近些年，闸门一般使用钢混闸门，抗压性能较好，还能够有效防止腐蚀。

闸门通常采用单侧止水，可以避免洪水倒灌导致大堤解体。闸门的孔涵闸都不是很大，闸门的内外侧水压在一定范围内，方便闸门开启。因此在进行闸门设计时，常采用螺杆式启闭机来控制闸门启闭。

2.5 涵闸设计门槽深度确定。涵闸的门槽设计是一个非常重要的部分，门槽的深度直接决定混凝土涵洞墩墙的厚度，厚度越大，材料使用越多，影响工程施工的成本。在涵闸门槽设计时，尽可能减小门槽的深度，减小墩墙的厚度。

单孔涵洞可以通过增大涵闸闸首来控制墩墙厚度。多孔涵闸涵洞，中间墩墙受到轴力作用，墩墙厚度主要有门槽尺寸决定，设计人员通过闸门外墩墙渐变式或错门槽式来减小墩墙厚度，节约建设成本。

2.5.1 闸门处墩墙渐变式。墩墙的厚度由门槽的要求决定，根据涵洞洞身构造要求决定墩墙的厚度。通过渐变段连接门槽墩墙和洞身墩墙，能够减少工程建设成本，节约资金。施工工序的增加，会是施工过程更加繁杂，因此，在建设多孔涵洞时应用渐变式设计比较合适。

2.5.2 错门槽式。门槽设计中，将多个涵洞门槽进行前后相错，依据孔涵门槽深度构造来确定中间墩墙厚度，这种设计能够较少墩墙的厚度。

2.6 涵闸落差的选择。过闸水位应综合上游淹没情况、允许过闸单宽流量和工程造价确定，通过比较各个因素的重要性来确定，通常，平原地区过闸水位控制在1到-0.3米，三江平原地區水位落差控制在0.1到-0.2米之间。

2.7 要加强对涵闸的检查。定期对涵闸进行检查，涵闸的管理单位应对涵闸的各个部位进行检查，特别是薄弱部位、闸门、启闭机械、动力设施、通讯设备、水流情况等，制定相应检查制度，定期由技术人员进行检查；除定期检查外，汛前、汛后、冰冻期都要由管理部门进行全面检查，重点对检修完成情况、存在的不安全因素、度汛安全措施、防汛组织工作和物资供应，做好各项防汛准备工作，汛期过后及时检查设施的状况，对损坏情况进行统计，并制定检修计划。涵闸在冰冻期应对防冻措施执行情况和冰冷的危害情况进行查看；此外出现暴雨、暴雪、地震等 极端天气后，应对涵闸进行检查，对涵闸的损坏情况进行统计，损害严重的应及时进行上报，会同上级部门进行检查，并提出意见；整修后需要进行安全鉴定，管理单位应定期组织技术人员进行安全鉴定。

2.8 涵闸的养护与维修。闸涵的正常运行除了在设计阶段应依照有关规定进行外，涵闸在平时使用时还需要进行定期检修维护。涵闸进行养护时应随时维修，重视平时养护，在抢修之前把问题解决。这就要求闸涵需要进行正常性的检查和维修，根据存在的问题，进行日常的修补工作，保证工程设施的完整清洁，在汛前和汛后进行全面检查维护，岁修工作应根据检查出现的问题制定岁修计划，经上级领导部门同意之后进行整修，岁修是为了保证涵闸在汛期正常运行；工程出现故障，影响了工程的正常运行时，需要及时组织人员进行抢修。

3、对涵闸设计产生影响的其他问题

涵闸的运行好坏，不仅与涵闸设计有关，还与涵闸的施工、涵闸后期维护等有关，在设计阶段对影响涵闸的因素进行充分考虑，可以提高涵闸的质量，提高大堤的运行效率。

3.1 建设前期收集准确的基础资料。涵闸工程建设必须一丝不苟，不能出现任何粗心大意，在可行性研究阶段，应收集足够的资料，设计人员应对工程所出的环境充分了解，勘探工作应精确、全面，为后期工程的设计和施工提供有效的支撑资料。

3.2 设计时进行工程规划。涵闸工程进行设计时，设计人员应根据专业知识和工程经验，结合工程实际，对工程进行科学规划，避免由于规划数据出现偏差，造成工程位置和功能出现缺陷。在工程设计中层出现由于规划原因造成涵洞位于河沟底部。

3.3 施工人员对工程充分了解。设计人员应对施工技术人员进行交底，使施工人员对工程设计意图充分了解。涵洞进行施工时，施工技术人员对施工技术和施工顺序了然于胸，这样大堤建设才能更有整体感。由于施工人员对设计的了解不充分，细小的错误都可能带来严重的后果。

3.4 严格控制工程质量。施工质量是保证工程正常使用的重要途径，在施工中对工程进行全过程质量控制。施工单位应严格控制施工质量，避免偷工减料的发生。一些工程施工企业为了追求经济利益，在进行施工时，使用不合规的材料，降低工程质量；为了追求进度，不合理赶工期，导致涵闸质量降低，发生洪水时，工程很容易发生损坏，给周围群众带来巨大隐患。

3.5 加强质量管理和外界监督。涵闸设计和施工中，应加强质量控制和外界监督。质量控制措施是提高工程质量的第一步，质量监督是提高工程质量的第二步。施工人员应认真执行质量检验措施，在工程建设全过程进行质量监督。避免因为施工中的失误造成难以设想的后果。质量检验人员每天检验进行登记保存，及时查找存在的问题。隐蔽工程必须经过质量检查人员的认可之后，才能进行覆盖，严格执行监理制度。

3.6 模板工程。进行工程施工时，应根据工程的结构和工程的实际情况，确定施工方案，根据施工方案确定施工工艺，制定出技术方案，一些特殊的模板工程需要经过专家论证，模板搭设应经过计算，对支架的受力进行分析。支撑模板对模板的安全有重要影响，不仅需要有稳定性，还需要承受混凝土和各种重力。在进行支架搭设和拆除，应由专业人员完成，保证模板工程安全。

3.7 基坑的支护。进行基坑开挖前，需要对工程所处的地质情况进行勘察，了解周边地质和土壤情况，为后期的工程设计和施工做准备。基坑开挖过深时，基坑开挖方案应进行专家论证，论证通过后在进行基坑开挖，做好充分的安全防护工作。在施工过程中，要注意监视基坑的情况，发现坑底和护壁出现异常，立即才去措施。

3.8 临时用电。施工主体采用中性点接地三相四线供电，电力供应应安装电力保护装置，分配电力的设备应执行严格规范。安装漏电保护装置的设备，供电系统不容易出现故障，一旦出现故障，后果可能非常严重。在临时用电上，应高度重视，提高自我保护意识，保证用电安全。

4、结语

涵闸可以发挥泄洪和排涝的功能，对人们的生产生活有着重大影响。对涵闸进行科学合理地设计，可以提高涵闸的效率，发挥涵闸的功能。涵闸设计是个系统工程，在对涵闸设计时，应在涵闸数据观测、结构选择、洞身长度、闸门、启动机、门槽深度等方面进行认真分析，保证设计、施工、维护等正常进行，提高涵闸的运行效率，让大堤更好地为经济社会服务。

涵闸能够保证堤防工程有效发挥作用，能够保证经济社会正常运行。本文对涵闸设计几个若干注意事项进行分析，并对影响工程设计质量的问题进行分析，以期对工程设计人员的提供帮助。涵闸设计设计因素众多，文章仅对个别问题进行分析，切实做好涵闸设计工作，需要在工作和学习中保持不断学习，提高自己的专业素养，依据工程经验进行设计。

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