关于水利工程中水闸设计及其注意事项的探析

【关键词】水闸设计分析；闸室计算；注意事项； 

　　一、水闸的概述 

　　水闸主要由三部分组成，分别是上游连接段、闸室和下游连接段。其中，上游连接段的作用是将水流引入闸室，避免其外流，保护河床和两岸，减少水流的冲刷，同时还与闸室一起起到防渗的作用；闸室在水闸中处于主要地位，它的主要作用是控制水位和调节流量，防渗防冲，它包括底板、闸门、闸墩、护栏和工作桥等；下游连接段主要用来消除过闸水流的剩余能量，将出闸的水流进行均匀地分散，从而减缓水流流速，避免水流对下游的冲刷。 

　　二、水闸设计分析 

　　1、水闸设计中消能防冲设计。目前的水闸消能设计和控制，往往是以闸高水位为基准，将比基准高的水位进行排除，并且对于下游的水位要取最低的下限值。这种工况下的闸门初始开启度往往也是消力池深度计算的控制因素。对于水闸的防冲设计，还有很多方面的计算不是很明确，很多因素还不能确定，因此还需要我们对其进行进一步的研究和探讨。消能防冲是水闸的主要作用和内容，在设计时主要包括对工程的工况和设施的计算、控制，对消力池面积、深度的计算和控制，以及对河床冲刷要求能力的计算等。对于工况所需要的设计目标和要求的计算，在水闸设计中往往不是很能做到完全准确，因此如何达到这一要求，是水闸消能防冲设计所追求的目标。 

　　2、水闸设计中闸室计算.闸室的安全与稳定是水闸功能发挥的前提，对闸室进行必要计算是水闸设计重要环节，为闸室的安全与稳定提供了理论依据。闸室计算主要包括荷载组合、基底应力计算、抗滑稳定计算等。其中，荷载组合分为基本组合和特殊组合两种，不同的组合方式有所差别；基底应力的计算包括力矩计算、正常运用情况下的基底应力以及竣工检修情况的计算等；抗滑稳定计算需要计算闸室在不同工况下的总弯矩以及总重，从而得出抗滑稳定系数。 

　　以某河道整治工程拦河水闸闸室稳定计算为例，如下： 

　　水闸闸室采用两孔一联的钢筋砼整体结构，地基为粉质粘土、淤泥、淤泥质土，不满足地基承载力要求，采用搅拌桩复合地基处理。 

　　①.闸室基底应力根据《水闸设计规范》公式（7.3.4-1）进行计算； 

　　②.因本闸坝地基为复合地基，闸室整体稳定按《水闸设计规范》公式（7.3.6-1）进行计算 

　　取混凝土底板与碎石垫层的摩擦系数为f=0.3。 

　　闸室抗滑稳定满足《水闸设计规范》要求，基底应力值较小且分布比较均匀，闸基上下游应力均小于地基允许承载力，无拉应力，闸室抗滑稳定计算满足规范要求，说明闸室布置是合理的。 

　　三、水利工程中水闸设计的注意事项 

　　1、渗流问题。渗流现象就是水闸在进行挡水时造成上下游水位出现差值，在这种作用下，就会在水闸、闸基与两岸的连接处出现渗流的现象。如果出现渗流，就会在水闸的底部产生向上的扬压力，这就会缩小水闸的重力作用，从而使水闸的抗滑稳定性大大降低。如果两岸和闸基都是采用土基，再出现渗流时也会带走一些细颗粒，这就会在闸后出现