基于水利水电中水闸的设计研究

谢龙

摘要：在我国经济迅速发展的现在，水电工程建设可以说是发展的重中之重，那么水闸对于水电发展建设有着十分重要的作用，它可以调节水利工程中的水位控制，水利工程中的水流速度，经过多年的发展，水闸的设计研究也相较于以往有很强的创新性，现在水闸的设计研究已经十分先进，水阀的设计并不简单，本文就结合目前最新的设计思路以及相关规定 为水闸设计的要点，提出一些自己的思考。

关键词：水利水电;工程水闸;设计研究

一、水利工程中水闸的组成规模

1 .水闸的组成

上游连接架，闸室，下游连接架是组成水闸的主要组成部分，上游连接架的主要作用是起到保护作用，它可以将水引入到水闸之中，把水引入到水闸之中，就可以很好的保护和床不被冲刷，闸室是水利工程工程主要组成部分之一，闸室的主要作用是可以控制水流的速度 和起到保护水闸，减少被水的侵蚀，下游连接主要是为了保证闸门的剩余能量可以被消耗掉，保证水闸在各个地方的受力都比较均匀，降低流速，避免下游的冲洗。

2.水闸的规模

水闸的规模主要分为大中小三种，流量在1000m³每秒以上的是大闸、，100～1000m³每秒以上的是中闸，小闸则是流量在100m³每秒以下。

二、是水闸设计原则

1.水闸的选址原则

在水利工程的建设过程中，水闸的选址是一个十分重要的环节，如果水闸选址出现问题，那么不仅可能会造成水利工程的寿命比较低，更有可能造成严重的安全事故，主要是由于水闸选址时要选取地质条件相对较好的，如果地质条件不好那么水闸不一定能保持很久的时间，还有一部分地区是人工处理时未处理完善，导致存在隐患，水闸定位的原则是，水闸的选址一定要安全，稳定，并且符合水闸所需要的条件，那么在选择时，最好选在有完整的岩石地基的地址上有完整的岩石地基就相对来说渗透性较弱、稳定性较强，承载力较高，如果在需要建设水闸的地区，找不到自然地基，那么就可以依据现有的技术条件进行技术处理，如果你需要接受处理，那么技术处理的成本最好占在百分之20之内。

2.水闸排水

水闸排水的设计是水闸设计中的主要环节之一，在水闸排水设计的过程中需要完善防水面层的排水，因为有些水闸设置在上游，下游水位差距过大的情况下，那么在这种情况下，上游水会通过河床向下游渗水，中间要经过过滤层，那么主动排水沟渗透面布置的主要原则 和方法则是需要在高水位的防渗层上多铺置一些具有阻碍性的东西，降低水流向下时的压力，那么可以降低压强，最终减少渗透压力的作用，在低水位排水。

3.防冲槽的设置

即使在高水位的水，经过水闸层层过滤，但是到了排水之后，也会有很强的能量滞留和冲击力，那么河床则会不可避免的受到冲刷与侵蚀，河床一旦受到强大的冲击力的侵蚀就会稳定性减弱，稳定性减弱的必然后果则是对于闸门的安全程度没有办法保证，闸门受损水利工程基本功亏一篑，这个时候就需要对防冲槽设置过程中增加加固的措施，常用的方法是在水闸尽头留下很多的石头，那么石头就可以沿着冲沙坑的斜坡滚动防止冲刷坑逐步向上游扩散，这样就可以缓解一部分能量，最终保障工程在实施过程中的安全。

三、水闸地基处理方法

水闸地基有很多处理方法，目前需要解决的问题主要有三个，第一，在处理水闸时，要大幅度的提高地基的承载能力，只有地基承载能力提高，才能保证水闸的稳定性提升，最终保证水利水电工程建设的安全系数。第二，可以利用现有的技术以及自然条件尽可能的消除和减有害沉降。第三，需要防止地基在水流过程中被渗透进而导致的变形解决这三个问题，目前存有的主要方法是缓冲法、注浆法、预压法等方法，这些方法目前有很强实践能力，在水利工程中也经常用以实施经验积累较为丰富，采用度最高。

四、水利工程中水闸设计工作的注意事项

1.渗流问题

渗流问题，渗流问题主要是会导致上游下游之间水位的变化差异较大，如果在这样的情况下，渗流将会导致两个海岸的水流在闸门的底部汇合，闸门底部受到很大的力，这个力就会有往上的压力，向上的压力过强，就会导致闸门不稳，如果咱们两边的地基有泥沙沉积的话，那么在逐步冲刷的过程中，会带走旁边的泥沙，如果情况严重的话，会发生橫向渗流，这样将会对水闸两边连接的建筑物造成很大的影响，影响建筑物的稳定性，也有可能会是水闸的蓄水功能减弱导致阻碍蓄水。

2.沉陷问题

沉陷问题主要发生在地基建设在沉陷泥土上，如果水闸站建在沉陷泥土上那么就会因为土过于松软而导致水闸的稳定性不强，泥土粘性不强，在蓄水能力方面就会有所减弱，如果沉降过程中过于不稳定的话，可能会导致水闸下沉，如果闸门损坏比较严重，那么在需要利用闸门时，就会发生安全事故，水利工程建设也就失去了应有的意义。

3.稳定问题

在修建闸门的过程中，一定要加大闸门的重量，因为一般修建闸门的地区上下游的水位，差异都比较大，上下流水差异较大，水流速度较快，产生的压力都比较大，如果我们的重量不够大的话，那么会有过高的水平压力，闸门向下游移动，但是如果门的重量过于大，在没有水或者是不需要闸门只有正常使用水量的过程中，那么就会有很强的向地面的力，这个很强的向地面的力，就会导致土地不牢固产生的变形，因此为了有效降低地基的牢固性，在浇筑过程中必须保证地基面积足够大。

4.冲刷问题

当咱们下游的水量过少或者水位很浅时，这个时候上有就会有很大的水位差，这样的水位差会使水流能量增加，对闸门有很大的冲击作用，那么闸门就会被侵蚀，因此在闸门建成后，一定要在闸门住适当的开孔，如果开孔过多，那么闸门打开挡板，也会侵蚀下游的河堤 也会给闸门带来危险隐患。

结束语

要想保证水利工程建设的稳定，那么就必须保证水闸的稳定，闸门的安全，闸门的稳定运行，两者是相辅相成的，因此一定要在平常的施工过程中注重对水闸的研究，增加对可能建设过程中存在的隐患进行治理，创新闸门建设工程技术，保证工程的成功建设。

参考文献：

[1]苗辰刚BIM技术在市政综合管廊建设运营中的应用分析 [J].科技创新导报，2017（34）富，2016（5）

[2]粉质粘土地基上的节制闸边侧分缝启闭房地基处理方案沉降设计研究Research on Foundation Treatments’ Settlement of Silty Clay Regulating Sluice’s Separable Hoist Building