探析水利工程中水閘的構(gòu)成及維護

杜 倩（河北省邯鄲市水利水電勘測設(shè)計研究院，河北 邯鄲 056002）

探析水利工程中水閘的構(gòu)成及維護

杜 倩
（河北省邯鄲市水利水電勘測設(shè)計研究院，河北 邯鄲 056002）

摘 要：我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)田水利工程覆蓋面廣，在諸多水利工程中水閘起到了關(guān)鍵的作用，水閘主要功能是攔洪蓄水，提高水位后結(jié)合航運達到通航要求。另外水閘對上下游用水具有較好的調(diào)節(jié)能力，在開啟水閘后能夠?qū)崿F(xiàn)排澇，取沙，因此水閘多建于江河、溝渠，或者大型水庫和近海地區(qū)。本文通過對水閘功能進行總結(jié)分析，提出水閘防滲漏的一些處理措施以供參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；水閘；節(jié)制閘

一、水閘功能及其分類

水閘作為水利工程項目中的樞紐，我們常見于水力發(fā)電站、大型水庫，江河湖海、攔洪堤壩等場所，它的作用主要是控制水位、調(diào)節(jié)水域流量、防洪排澇、航運灌溉等。水閘根據(jù)所承擔(dān)的任務(wù)可分為： 進水閘、節(jié)制閘、分洪閘、排水閘、沖沙閘、擋潮閘等。按閘室的結(jié)構(gòu)形式，可分為：開敞式、胸墻式和涵洞式。

節(jié)制閘：主要是調(diào)節(jié)水位，通過開放閘口控制水域流量。在冬季或者是枯水期借以抬高水位，以利取水和上游航運，洪水期用以控制流量保障安全度汛，在支干流渠系可以加節(jié)制閘，節(jié)制閘用于抬高水位，主要滿足引水需要。在河道岸邊建立的進水閘主要是為了滿足灌溉和發(fā)電的需要。建立在河渠道首的分水閘和建立在岸邊的排水閘，他們在外河水漲落時，起到了調(diào)節(jié)作用，避免了洪澇災(zāi)害的發(fā)生。另外建立在濱海岸邊的擋潮閘防止海水倒灌。

二、水閘組成和選址

水閘的組成包括上游連接段、閘室段、下游連接段。上游連接段主要是將上游水平穩(wěn)地引進閘室，同時也具備了防沖、防滲、擋土等作用；起防滲作用的鋪蓋同時具備防沖作用，要加固水閘的護坡、護底、防沖槽工程，目的是保護河床不受沖刷、侵蝕，保護岸頭部，防止向沖刷護底方向發(fā)展。下游連接段有：消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護坡等構(gòu)成。消力池是消能的主要措施，它與閘室共同承擔(dān)了保護水躍范圍內(nèi)河床允許受沖刷作用，在消力池后布置海漫，其結(jié)構(gòu)主要是塊石結(jié)構(gòu)，起到了消耗余能，調(diào)整分流的作用。在海墁末端的防沖槽的作用是防止后河沖刷逐漸向上游蔓延的趨勢，在下游的翼墻可以使水流流速均勻，保護岸邊免收沖刷，海墁和防沖槽主要有塊石構(gòu)成。

水閘主體是閘室段，它包括底板、閘墩、閘門、胸墻、岸墻、工作橋和交通橋。底板是閘室的基礎(chǔ)，它能夠均衡荷載力，鮑翅閘室穩(wěn)定，同時也兼顧著防沖刷、滲漏的作用。閘墩的作用是將閘孔、支撐閘門和橋梁分割開來，岸墻將閘室與河岸相連接，能擋土還具備防滲功能。閘室內(nèi)的工作橋主要便于供工作人員的操作和檢查。

進水閘、分水閘閘址的應(yīng)該選擇靠河岸比較穩(wěn)定的順直河道區(qū)域，或者河流彎道的凹點偏下位置處，分洪閘除了也遵循以上原則外，還應(yīng)該注意在一些區(qū)域不適合分洪閘的選址，比如有被保護的重要區(qū)域下游堤段和河道的一些險工堤段，排水閘的選址可以選擇地勢低洼堤段，有利于后續(xù)的排水工作，泄洪閘和排水閘閘址選取應(yīng)靠近泄洪區(qū)和澇區(qū)的堤岸線，節(jié)制閘的選址要選擇水勢較穩(wěn)定順直的堤段，濱海區(qū)域的擋潮閘要注意選擇蓄水容積較大、潮汐道口岸坡較穩(wěn)定的區(qū)域。

三、水閘常用防滲及排水措施

水閘在建成后由于上下游水位壓力差的原因，在閘基、翼墻等背水側(cè)會有滲流產(chǎn)生，對水閘閘室整體會造成閘室、邊墩的抗滑穩(wěn)定；由于滲水導(dǎo)致地基變形，或者嚴(yán)重?fù)p毀地基結(jié)構(gòu)，造成更重大的危害，另外這種滲水會造成水資源的大量浪費，導(dǎo)致建筑物內(nèi)沙石結(jié)構(gòu)等可溶物質(zhì)加速溶解，降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1 防滲措施

主要實施水閘基礎(chǔ)防滲加固，加高水閘孔口和閘頂，拆除重建人行橋和配電房、電氣設(shè)備更新，加固水閘岸坡，加強設(shè)施安全監(jiān)測，水閘除險加固后，將進一步提高防洪安全，改善供水水質(zhì)，充分發(fā)揮水利工程減災(zāi)興利作用。在實施防滲工程中，創(chuàng)新采用在砂樁內(nèi)打水泥攪拌樁形成復(fù)合地下防滲墻的設(shè)計，選用陶瓷液壓樁和MNP永凝液防護砼表面等先進技術(shù)；施工階段嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)，對各參建單位的質(zhì)量責(zé)任行為和工程的實體質(zhì)量實施細(xì)化量化管理，對原材料、中間產(chǎn)品和工程外觀的質(zhì)量進行不間斷監(jiān)督管理。

2 防滲工藝技術(shù)的應(yīng)用

水閘防滲施工一般采用水泥砂漿作為主料，灰砂比要注意控制在0.5-1之間，應(yīng)選擇顆粒較小的細(xì)砂，水泥標(biāo)號要求稍大一些，要做好清縫、勾縫的準(zhǔn)備工作，縫寬度和深度要處理得當(dāng)，勾縫的漿體應(yīng)該單獨提前伴制，不能和墻體砂漿混用，另外勾縫前要清理墻體，保持縫槽清潔，另外勾縫后也應(yīng)注意養(yǎng)成，通過灑水保持砌體的濕度，另外避免砌體和縫槽的磕碰和振動等外力的影響。

3 合理布局防滲排水設(shè)施

齒墻、板墻、防滲墻等排水體與反濾層，主要目的是為改善排水為了繼續(xù)降壓，并將滲流安全的導(dǎo)向下游，板樁鋪蓋前端或室底板上游端時，降低壓力，設(shè)在閘室底板下游側(cè)的矩板主要為減小出口處的滲壓力。閘墩分隔閘孔，支承閘及上部結(jié)構(gòu)胸墻作用，應(yīng)該減少閘的高度，減輕立門重和降低對啟閉機重量的要求，水閘和河岸或堤壩等連接時，必須設(shè)置連接建筑，包括：上，下游翼墻和便墩，有時還有防滲刺墻作其用：擋住兩側(cè)填土，維持土壩及兩岸的穩(wěn)定；當(dāng)水閘泄水或引水時，上游冀墻用于引導(dǎo)水流平順進閘，下游冀墻使出閘水流均勻擴散，減少沖刷；保持兩岸或土壩邊坡不受過閘水流的沖刷；控制通過閘身兩側(cè)的滲流，防止與其相連的岸坡或土壩產(chǎn)生滲透變形；在軟弱地基上設(shè)有獨立岸墻時，可以減少地基沉降對閘身應(yīng)力的影響。

結(jié)語

水閘依靠升降閘門來控制水位的水工建筑物，在設(shè)置排水設(shè)計中，還應(yīng)該科學(xué)計算滲流量、流速和滲透壓力等具體參數(shù)，做出一些科學(xué)的設(shè)計，這樣才能夠有效地改善水閘滲水的問題，通過科學(xué)計算和設(shè)計能夠有效避免水閘滲漏變形的問題，通過科學(xué)的設(shè)計維修延長水閘使用壽命，保證水利設(shè)施的安全有效運行。

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