水庫水閘安全設計探討

水閘的設計在水利工程的設計與施工中有著非常重要的位置。在對其進行設計時要充分考慮好實際情況，對周圍的環境有一個詳細的調查和研究，對其設計的各個方面都要嚴格按照要求來執行。

一、水閘的組成和作用

1、水閘的組成

水閘主要由三部分組成，分別是上游連接段、閘室和下游連接段三部分。其中上游連接段的作用主要是將水流引入閘室，避免其外流，對兩岸及河床也起到了保護作用，防止其被沖刷，同時還與閘室一起起到了防滲作用；閘室在水閘中處于主要地位，它的主要作用是對水位和流量起到了一定的控制作用，并且防滲防沖，它的設計包括底板、閘門、閘墩、護欄和工作橋等；下游連接段主要用來消除過閘水流的剩余能量，將出閘的水流進行均勻地分散，從而起到對流速的減緩作用，避免對下游的沖刷。

2、水閘的作用

水閘既可以擋水，又能排除多余的水，主要是通過升降的閘門控制水位，進而調節流量，因此水閘在防洪、灌溉、排水、發電等水利工程中都有發揮著重要的作用。水閘按照其功能的不同也分為很多不同的種類，主要有節制閘、進水閘、分水閘、排水閘等；按照閘室結構又可以分為開敞式水閘、胸墻式水閘和涵洞式水閘。不同的水閘所發揮的作用不同，因此在設計時要根據水利工程特定的需要和要求進行設計。

二、水閘規模確定的原則

水閘規模的大小主要取決于過閘流量的大小，主要可以分為大型水閘、中型水閘和小型水閘三種。大型水閘的過閘流量為1000m3/s以上，中型水閘的過閘流量在100m3/s到1000m3/s之間，而小型水閘的過閘流量在100m3/s以下。

三、水閘選址的要求

節制閘或泄洪閘閘址宜選擇在河道順直、河勢相對穩定的河段，經技術經濟比較后可以選擇在彎曲河段裁彎取直的新開河道上。進水閘、分水閘或分洪閘閘址宜選擇在河岸基本穩定的順直河段或彎道凹岸頂點稍偏下游處，但分洪閘閘址不宜選擇在險工堤段和被保護的重要城鎮下游堤段。排水閘或泄洪閘閘址宜選擇在地勢低洼、出水暢通處，排水閘閘址宜選擇在靠近重要澇區和容泄區的老堤堤線上。擋潮閘閘址宜選擇在岸線和岸坡穩定的潮汐河口附近，且閘址泓灘中淤變化較小、上游河道有足夠的蓄水容積地點。

四、水閘地基的處理方法

對水閘的地基進行處理很有必要，可以使其承載能力有很大提高，避免出現坍塌；并且可以消除或減少地基的有害沉降；使地基的抗滲透能力增強，從而不容易變形。目前水閘地基的處理方法有很多，比較基本的主要有開挖、灌漿、防滲墻、樁基礎等，除此之外還有置換法、排水法和擠實法。下面針對這些水閘地基的處理方法進行介紹、分析：

1、開挖

開挖法是地基處理中使用比較多的一種方法，其主要的處理方法是將那些與設計要求不相符的覆蓋層以及由于受到風化而被破壞的巖層挖掉。該方法原理比較簡單，操作起來也不是很復雜。

2、灌漿

灌漿法的實施需要借助灌漿泵，借助灌漿泵的壓力，再通過鉆孔、對管路預埋等方式將具有膠凝性質的材料和摻合料與水一起進行混合。待將其攪拌均勻，然后灌注到巖石、土層所產生的裂隙中或者混凝土的裂縫、接縫內，這樣可以起到加固和防滲的作用。

3、防滲墻

防滲墻法需要借助專用的機具，鉆鑿出圓孔或者開挖槽孔，用泥漿加固墻壁。

4、樁基礎

樁基礎法主要用在豎向受力比較大并且受力集中的情況中，也能滿足對沉降方面有較高要求的建筑物和精密設備。

5、置換法

置換法主要是將建筑物的基礎底面下面一定深度的軟弱土層進行挖去處理，然后將不易侵蝕和壓縮的散性材料填入進去，這樣可以使軟土加快固結。

6、排水法

排水法主要通過采用一些措施，比如砂墊層、排水井、塑料多孔排水管等，以此來控制軟基表層或者內部形成水平或者垂直的排水通道，然后借助土壤的重力或者其他外力作用使土壤中的水分快速被排除，從而使土壤更加堅固。

五、閘室安全計算

閘室的安全與穩定對于水閘功能的發揮具有重要的作用，因此對于水閘的閘室需要進行一些計算，確保其安全。需要計算的主要包括負載組合、基底應力計算、抗滑穩定計算等。其中荷載組合又可以為基本組合和特殊組合兩種，不同的組合方式又有所差別。而基底應力的計算包括力矩計算、正常運用情況下的基底應力以及竣工檢修情況的計算等。抗滑穩定計算需要計算閘室在正常運用情況下的總彎矩以及總重，以此來得出抗滑穩定系數。