水利水电工程中水闸的设计分析.doc

1、1水利水电工程中水闸的设计分析摘要：水闸工程实施技术是实现水能充分运用的技术保障，做好水闸工程的施工才能最终实现水利工程的效益。水闸的设计是极其特殊的，设计的受力条件、地质条件以及施工条件，都会直接影响着水工工程的顺利运行。本文根据笔者工作实践，对水闸消能防冲设计、水闸的选址、导流及截流方案设计、闸型的正确选择、水闸的排水及底板高程设计进行了探讨。 关键词：水利水电 水闸 设计 中图分类号：TV66 文献标识码： A 正文： 水利水电工程中水闸的设计是非常重要的，水闸作为泄水以及挡水的建筑物，在不同的水利工程中都充当着不同的重要角色，其中可利用的水利工程包含发电、航运、排水、灌溉、防洪等等。在

2、科学不断进步的今天，对于水利水电工程的水闸设计也是越来越成熟，但是有时也避免不了主观因素以及客观因素所带来的阻碍。因此，在设计水利水电工程的水闸时，一定要以合理运行和安全性作为首要目标，全方面、多角度的进行设计的考虑。 1 水闸消能防冲的方法设计 在一般情况下，控制工况是水闸消能设计的重要组成部分，其具体的控制工况为：对于下游的相应水位一定要正规的取下限值，关于闸的2蓄水位要保证最高点，才能够使得上游具备多余的水量。在这样的工况下，消力池的具体控制因素在系统的深度计算之后，成为闸门的最初始的开启深度。此外对于水闸的防冲设计其相应的控制工况则是：为了能够使下游的相应水位相对较低，水闸的泄放要最大

3、程度上设计洪水的流量。现如今，水文的基本规律相应的发生了非常大的转变，是因为气候以及环境都发生了变化，人类的活动也日益频繁。因此，一定要全方位地考虑选取最低水位以及最高蓄水位时，其水文条件以及河道地形的变化程度。 2 水闸的选址 水利水电工程中对于水闸的选址是极其重要的组成阶段。对于水闸最为合适的选址方向，应该朝着地质相对较好的天然地基为优先选择的选址条件，在选址的过程中一定要全方面的考虑。在一般情况下，对于管理的情况以及使用的要求一定要符合水闸的设置标准，然后对于水闸的水文条件和地质条件要透彻的分析之后，才能够择优选取岩石地基，此处用的岩石地基一定是较为新鲜完整的，如果没有找寻到符合程度的岩

4、石地基的时候，对于透水性小、抗剪强度高、抗渗稳定好、压缩性低以及承载能力大一些的土质地基也可以与之代替使用。 3.导流及截流方案设计 在水闸施工导流方案的选择上，多数是采用束窄滩地修建围堰的导流方案。水闸施工受地形条件的限制比较大，这就使得围堰的布置只能紧靠主河道的岸边，但是在施工中，岸坡的地质条件非常差，极易造成岸坡的坍塌，因此在施工中必须通过技术措施来解决此类问题。在围堰3的选择上，要坚持选择结构简单及抗冲刷能力大的浆砌石围堰，基础还要用松木桩进行加固，堰的外侧还要通过红粘土夯措施来进行有效的加固。 截流方法：在水利水电工程工程施工中，我国在堵坝的技术上累积了很多成熟的经验。在截流方法上要

5、积极总结以往的经验,在具体的截流之前要进行周密的设计，可以通过模型试验和现场试验来进行论证,可以采用平堵与立堵相结合的办法进行合龙。土质河床上的截流工程,戗堤常因压缩或冲蚀而形成较大的沉降或滑移,所以导致计算用料与实际用料会存在较大的出入,所以在施工中要增加一定的备料量,以保证工程的顺利施工。特别要注意，土质河床尤其是在松软的土层上筑戗堤截流要做好护底工程，这一工程是水闸工程质量实现的关键。根据以往的实践经验,应该保证护底工程范围的宽广性,对护底工程要排列严密,在护堤工程进行前，要找出抛投料物在不同流速及水深情况下的移动距离规律，这样才能保证截流工程中抛投料物的准确到位。对那些准备抛投的料物，

6、要保证其在浮重状态及动静水作用下的稳定性能。 4 闸型的正确选择 水利水电工程中水闸包含的闸型是多种多样的，在这诸多闸型当中具备着不同的优缺点以及具体的功能，选择闸型的过程当中，不应该只是选择新颖度高的闸型，一定要根据实用度进行选择。水闸的形式千姿百态，由非常多的不同因素来形成的。因此，在选择的过程中，要多方面对施工的管理、河道的特性、当地的实际地质地形进行充分的考虑，对于选择闸型的目标，必须是将合理并科学的闸型优先选择。 45 水闸的排水问题 5.1 防冲槽 水利水电工程中的防冲槽就是对于水闸的关卡末端实施的加固措施。水流在经过关卡的时候，由于关卡的作用使得水流的速度和能量，在一定程度上减小

7、了，可是经过关卡末端部位时，会重现原来的冲击能力，水流的强力冲击对于河床一定会造成危害。往往在关卡末端设置的通常为抛石防冲槽，其设置流程是将在关卡的末端进行挖槽抛石，在水流冲击河床的过程中，由于末端具备了非常多的石块，使得在形成冲坑的过程中，留下的石块根据水流的冲击方向，沿着陡坡的方向顺势滚下，所以在冲坑上游的斜坡上要设置铺盖。主要的流程为的是将冲刷坑的向上游扩展的流程能够有效避免，为水利水电工程营造安全性能。 5.2 消力池底板的排水孔设计 在水利水电工程中，消力池底板必须承载着不同因素所带来的力量，其中包含水流的脉动压力、水流的冲击力等等，一定要充分的耐磨静压，对于重物的冲击能够合理的抗击

8、，并且要具备很大程度上的强度和重量。垂直的排水孔可以设置在水平护板的后半部分，并且反滤层一定要铺在排水孔的下面。在布置形态上，将排水孔布置成梅花形，以使排水通畅，减轻护板低端的渗透压力。 5.3 闸基防渗面层的排水 水利水电工程的上游以及下游有非常明显的水位差，从而起到了强力的作用，在一系列的流程进行中可以有效的开展排水的活动。其具体的流程为：上游水渗透进河床中，然后经过闸底板、防渗铺盖和板桩，5最后经过消力池的时候，通过反滤层的排水孔顺畅的流进下游地段，有效的排水自然生成。对于地基的渗水方面，最优质的效率是应该以最快的速度排出去，想要速度加快，就要对于防渗止水的设施大量布置在高水位的一侧，具

9、体布置防渗止水的设施可以是板桩、浅齿墙或铺盖，这样的方式可以将底板上游的相关渗透路径有效延长，使得渗透压力在消力池底板上能够压缩减小。同时，滤水层的设置可以有效排水，排渗管可以合理的进行排渗。 6 水闸的底板高程 在水利水电工程中确定的水闸底板高程是极其重要的，绝对不能够粗心大意，闸的质量、造价、制作以及施工与闸底板高程的选取有着直接的联系。闸底板高程要多角度、多方面的考虑到是否满足正常的运行、经济、地质以及水文地质是否符合标准等。闸底板高程能否正确的选定，意味着整个流程的顺畅与否，一定要把最佳的方案放到首位，然后进行综合考虑。 7 结语 在水利工程水闸施工过程中，我们可能会遇到各种各样的问题

10、，排水和止水是水闸工程中最主要的， 需要我们在水闸设计的时候就予以认真对待，把工程施工中可能出现的问题尽可能全面地设想到，并研究出妥善的预防及解决措施。 这就需要我们设计单位的工作人员充分发挥自己的能动性，确保设计方案的万无一失。 参考文献 1张坤.水闸设计相关问题探讨J.科技与生活，2012（05）. 62彭云峰.浅析水利工程中水闸设计方法J.中国科技博览，2011（30）. 3李树慧，张银华.水闸设计中消能控制条件计算J.科技信息，2012（07）. 4丁爱萍.水闸设计系统的研究及实现J.大连理工大学：机械工程，2005（01）. 5石浩志，苏建明.对水闸设计要点及方法的研究J.城市建设理论研究：电子版，2012（03