水利水電工程中水閘的設(shè)計(jì)淺析

【摘要】水閘的設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)人員的認(rèn)真性及態(tài)度的一種考驗(yàn)，要求人員進(jìn)行更科學(xué)更合理的設(shè)計(jì)。在水利水電工程中水閘是關(guān)于整個(gè)工程的質(zhì)量，要嚴(yán)格把控好所有可以出現(xiàn)漏洞的環(huán)節(jié)，保證水閘能夠安全運(yùn)行，同時(shí)水閘的設(shè)計(jì)的合理性及科學(xué)性也關(guān)乎到下游人民的用水安全及生命安全，所以不管在施工還是在設(shè)計(jì)當(dāng)中我們都要做到穩(wěn)扎穩(wěn)打，把控好水利水電工程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，保證工程的施工質(zhì)量。本文筆者根據(jù)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)水利水電工程中水閘的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；水閘；設(shè)計(jì)

1、前言：

水利水電工程是我國民生事業(yè)建設(shè)的重要組成部分，是在對(duì)當(dāng)前水資源及自然環(huán)境不造成影響的前提下所進(jìn)行水文改造和整頓。進(jìn)入新時(shí)期，水利水電事業(yè)迅速發(fā)展，而作為水利水電工程的關(guān)鍵組成部分，水閘也獲得了較快發(fā)展，其設(shè)計(jì)及施工都明顯改善。水閘是一種既能擋水，又能泄水的建筑物。其類型包括：進(jìn)水閘、節(jié)制閘、排水閘、擋潮閘等。它主要依靠升降的閘門來控制水位，調(diào)節(jié)流量，從而在防洪儲(chǔ)水、排水灌溉、航運(yùn)發(fā)電等民生相關(guān)的功能上中得到十分廣泛的應(yīng)用。

2、水利工程中水閘的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1水閘選址

作為水利水電工程的重要環(huán)節(jié)的水閘的選址，它也是水利工程施工中非常重要的基礎(chǔ)工程。對(duì)于水閘選址來說，其最佳的選址地點(diǎn)和方向，應(yīng)該以地質(zhì)相對(duì)較好的天然地基為基礎(chǔ)的選址標(biāo)準(zhǔn)，充分的考慮水閘施工中和建成后運(yùn)營的安全性。一般情況下，設(shè)計(jì)單位需要結(jié)合選址地點(diǎn)的氣候條件等其他自然條件，對(duì)水閘的地質(zhì)條件和水文條件等進(jìn)行系統(tǒng)、細(xì)致的分析，一定要按照水閘的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來管理的水閘的運(yùn)營和使用情況。

2.2進(jìn)水閘類型和尺寸的設(shè)計(jì)

進(jìn)水閘（渠首閘）是目前水利工程中建設(shè)的所有的水閘中的一種，它建在河道、水庫或湖泊的岸邊，它是以控制引水流量，以滿足灌溉、發(fā)電或供水為目的。其包括從天然河道取水，按取水方式一般可分為無壩取水和有壩（閘）取水兩種方式。它的的特點(diǎn)是水閘水流流速較大，需要慮下游消能問題，進(jìn)水閘的設(shè)計(jì)尺寸需要達(dá)到引水要求，施工單位應(yīng)該按照水利工程的施工和運(yùn)營要求來修筑的消力池或其他型式的消能設(shè)施。這樣保證進(jìn)水閘在各種的工作情況下，都可以達(dá)到水躍共軛水深的要求。水閘閘門的控制運(yùn)用是保證工程安全運(yùn)行的主要因素，進(jìn)水閘不但要有足夠的閘孔尺寸，而且要有一定的高度，以便阻擋河中水流和洪水漫頂。如果閘門設(shè)計(jì)不當(dāng)，將產(chǎn)生集中水流或折沖水流等不良流態(tài)問題。

2.3水閘設(shè)計(jì)中閘室安全計(jì)算

這樣就需要對(duì)閘室進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。在對(duì)負(fù)載組合進(jìn)行計(jì)算時(shí)還要考慮不同組合方式之間的差別。對(duì)基底應(yīng)力計(jì)算主要是對(duì)力矩計(jì)算、正常運(yùn)用情況下的基底應(yīng)力以及竣工檢修情況的計(jì)算等。抗滑穩(wěn)定計(jì)算就是對(duì)正常情況下的總彎矩以及總重進(jìn)行計(jì)算，為了獲得抗滑穩(wěn)定系數(shù)。

2.4閘門梁系的設(shè)計(jì)

如果閘門設(shè)計(jì)和運(yùn)用不當(dāng)，那么就會(huì)產(chǎn)生集中水流或折沖水流等不良流態(tài)的現(xiàn)象，從而對(duì)水閘或者水壩的造成沖刷性的破壞。處于減小閘門運(yùn)行過程中的振動(dòng)的目的，設(shè)計(jì)單位在閘門的梁系設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮適當(dāng)合理的改善水閘的閘門硬度和質(zhì)量。在閘門主梁系上施工單位除了布置基礎(chǔ)的底主梁外，也需要在上部主梁系的結(jié)構(gòu)中采用等荷載設(shè)施工的布置方式，因?yàn)槠浔阌谑┕そㄖ?duì)于雙腹板箱型的底主梁來說，由于閘門底部和流水閘的下游兩側(cè)會(huì)形成向下8°的偏角度，這樣做的目的是使門底底主梁以下懸伸長度來減小底主梁荷載，也為了又可以完全滿足底主梁到底止水的距離符合底緣施工和建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，下游側(cè)的水閘閘門梁系傾角設(shè)計(jì)為27.2°。處于改善水流流態(tài)的目的，在底主梁后翼緣與底次梁之間間會(huì)采用鋼板進(jìn)行密封作業(yè)。水平次梁采用槽鋼，近似按等跨連續(xù)梁設(shè)計(jì)，槽鋼肢尖向下，以防積水和積塵。

3、水閘設(shè)計(jì)施工技術(shù)質(zhì)量的措施

3.1保證水閘設(shè)計(jì)的質(zhì)量

水利工程在施工之前，各個(gè)相關(guān)的單位會(huì)看討論會(huì)就水閘等水利工程的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行驗(yàn)證分析，另外考核消能防沖設(shè)施的結(jié)構(gòu)尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求，混凝土澆筑質(zhì)量的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)單位需要對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量及其標(biāo)準(zhǔn)性承擔(dān)全權(quán)的責(zé)任，這樣做的目的是來加強(qiáng)圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，圖紙的設(shè)計(jì)是要考慮多種實(shí)際的客觀的情況。例如，綜合考慮閘門周邊的的地質(zhì)、水文、地形和氣候條件等。將通過驗(yàn)證的圖紙作為施工的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，所以圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到水閘的施工質(zhì)量以及整個(gè)水利工程的施工質(zhì)量和使用的安全性。

3.2嚴(yán)格控制施工設(shè)備與材料質(zhì)量

如果水利工程施工質(zhì)量存在缺陷，會(huì)對(duì)人民的生產(chǎn)生活造成重大的損失，因此，施工單位需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工；對(duì)于直接影響著水閘施工的質(zhì)量的施工的設(shè)備以及施工過程中所用的材料都要嚴(yán)格的招標(biāo)把關(guān)，最好施工的記錄，應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)范的操作所用的施工設(shè)施設(shè)備。

3.3提高施工人員的素質(zhì)與管控水平

增強(qiáng)現(xiàn)場施工人員的安全意識(shí)，保證水閘現(xiàn)場施工的安全，需要政府以及施工單位成立專門的技術(shù)和施工督導(dǎo)小組，指揮工程的技術(shù)和規(guī)范性的施工，對(duì)在施工現(xiàn)場出現(xiàn)的質(zhì)量和安全問題快速的判定和解決。

3.4各司其職，嚴(yán)格把關(guān)

在水閘的設(shè)計(jì)圖等相關(guān)資料出來之后，應(yīng)有專家組進(jìn)行論證，驗(yàn)證其合理性，有效性以及對(duì)施工的成本設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估。水利水電工程項(xiàng)目管理單位應(yīng)把分部工程、單元工程的質(zhì)量檢查作為施工管理的重要環(huán)節(jié)來抓，同時(shí)嚴(yán)格監(jiān)督施工單位是否按照事先規(guī)劃的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。

4、結(jié)束語

水閘的正常運(yùn)行在水利水電工程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，因此，在對(duì)水利水電工程水閘設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該根據(jù)水閘地址的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)以保證水庫水閘設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，促進(jìn)工程項(xiàng)目的順利開展與施工，加強(qiáng)對(duì)水閘的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制，確保閘門運(yùn)行的安全性及可靠性。保證水利水電工程能夠安全、有效、穩(wěn)定的運(yùn)行，從而發(fā)揮水利水電工程抗洪、蓄水等功能，保障國家財(cái)產(chǎn)的安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

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