關(guān)于現(xiàn)代化水閘設(shè)計(jì)與運(yùn)用探討

閆 芳

（河北天和咨詢有限公司，河北 石家莊 050021）

水利水電工程是一項(xiàng)長(zhǎng)期且復(fù)雜的工程，在施工過(guò)程中涉及到了水閘的應(yīng)用，作為施工中的關(guān)鍵內(nèi)容，其質(zhì)量管理非常重要，為了確保水閘在應(yīng)用過(guò)程中能夠提高效率，必須做好水閘的設(shè)計(jì)分析，規(guī)避設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題，從而提高水閘的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 現(xiàn)代化水閘設(shè)計(jì)分析

1.1 收集地質(zhì)環(huán)境、自然環(huán)境資料

堅(jiān)實(shí)的地基是保障水閘運(yùn)行的重要條件，通常情況下，水閘所要承擔(dān)的荷載非常大，所以，一般在正式開(kāi)工前，工程設(shè)計(jì)會(huì)將施工當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件考慮進(jìn)去，專業(yè)工作組對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行檢測(cè)，整理水質(zhì)、地質(zhì)、環(huán)境、災(zāi)害等相關(guān)問(wèn)題的信息數(shù)據(jù)，并探討有關(guān)的防治措施。

1.2 水閘的選址

水閘的選址是現(xiàn)代化水閘設(shè)計(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)，通常水資源充足的位置是水利水電工程的優(yōu)選位置，這也是在水閘選址中比較優(yōu)先考慮的。但是我國(guó)自然環(huán)境條件不盡相同，各個(gè)地區(qū)之間在地質(zhì)條件上也有著明顯的差異性，水閘本身的設(shè)計(jì)對(duì)于建設(shè)區(qū)的承載能力也有著極高的要求，因此選擇恰當(dāng)?shù)奈恢脕?lái)安裝水閘并非易事。水利水電工程水閘選址的過(guò)程中，需要對(duì)地址周圍的情況進(jìn)行全面勘測(cè)，承載力強(qiáng)的巖石層和抗剪強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的土質(zhì)地基是勘測(cè)的兩個(gè)主要切入點(diǎn)，預(yù)壓處理或者是換土墊層的方式是水閘建設(shè)的預(yù)處理方法。前者通常是利用這種方法排出土壤中的水分，使土層凝結(jié)，減少水閘基礎(chǔ)沉降量，提高土層承載力，這種方法適應(yīng)工期比較長(zhǎng)的水利水電工程，因?yàn)轭A(yù)壓處理要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，如果工程的施工期比較短，為了盡可能減少在水閘基礎(chǔ)處理上投入的時(shí)間，換土墊層也可以實(shí)現(xiàn)。

1.3 水閘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代化水閘在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要結(jié)合具體的水閘功能、水文條件以及地勢(shì)結(jié)構(gòu)，為了確保水閘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更加完善，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)水閘負(fù)載進(jìn)行計(jì)算，這樣才能夠確保水閘的穩(wěn)定性，另外，設(shè)計(jì)工作者還應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃好水閘的整體結(jié)構(gòu)與局部結(jié)構(gòu)，對(duì)水閘進(jìn)行綜合考量，確保水閘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)上符合科學(xué)。

1.4 水閘消能防沖設(shè)計(jì)

水閘設(shè)計(jì)過(guò)程中，這一環(huán)節(jié)的主要目的是通過(guò)對(duì)水流工況進(jìn)行分析，確保水閘能在各水流工況下不被水流沖刷破壞，從而保護(hù)下游河床，因此，需要對(duì)系統(tǒng)消力池的深度進(jìn)行計(jì)算。由于河流水文規(guī)律的變化，現(xiàn)代化視角下水閘設(shè)計(jì)發(fā)生了一些改變，所以，在最高蓄水位和最低蓄水位設(shè)計(jì)時(shí)，水閘消能防沖設(shè)計(jì)需考慮其中。

1.5 其他設(shè)計(jì)

除了上述的設(shè)計(jì)以外，在水利水電水閘設(shè)計(jì)過(guò)程中，還包括其他的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，例如，水閘閘型與閘室的設(shè)計(jì)、水閘閘孔尺寸的設(shè)計(jì)、水閘泄流能力的設(shè)計(jì)、防沖槽設(shè)計(jì)以及排水孔設(shè)計(jì)等等，這些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都是現(xiàn)代化水閘設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分，正是因?yàn)橛辛诉@些環(huán)環(huán)相扣的設(shè)計(jì)，水閘才能夠在水利水電工程中發(fā)揮效用，為水閘的運(yùn)用提供有力保障。

2 水閘設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的重點(diǎn)問(wèn)題

為了確保水閘能夠在運(yùn)用過(guò)程中高效、穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)階段需要考慮以下幾方面問(wèn)題。

2.1 水閘的穩(wěn)定性

在水閘的攔截作用下上下游的水位會(huì)產(chǎn)生較大的差距，由此產(chǎn)生的水壓力、滲透壓力等讓水閘承擔(dān)了巨大的荷載，因此水閘本身的穩(wěn)定性必須足夠支撐這樣的壓力才能夠確保其萬(wàn)無(wú)一失。為了提高水閘的穩(wěn)定性，就必須確保地基的堅(jiān)固性。如果是在枯水期，由于上游的水位較低，水閘自身的重量會(huì)導(dǎo)致其變形，甚至?xí)驗(yàn)槠渥冃蔚拇怪弊饔昧?dǎo)致土層被擠出，這樣在下次泄洪時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沖刷，就會(huì)出現(xiàn)大面積的缺口，因此，控制好水閘的基礎(chǔ)面積是保障水閘穩(wěn)定性的重要條件。

2.2 水閘的滲流問(wèn)題

滲流問(wèn)題通常會(huì)出現(xiàn)在關(guān)閉水閘后，由于上下游之間巨大的水位差，水閘與地基、水閘與兩側(cè)基礎(chǔ)之間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲流現(xiàn)象，滲流現(xiàn)象的出現(xiàn)大大降低了水閘的穩(wěn)定性，而在滲流的不斷沖刷下，水閘的基礎(chǔ)極容易被掏空，這是非常嚴(yán)重的危險(xiǎn)隱患，因此，在設(shè)計(jì)階段一定要重點(diǎn)做好這方案的防護(hù)措施。

2.3 水閘裂縫問(wèn)題

水閘裂縫是水利工程水閘設(shè)計(jì)中很常見(jiàn)的問(wèn)題，但這一問(wèn)題卻為水利工程埋下了極大的隱患，為了避免水閘裂縫，施工設(shè)計(jì)中需要考慮三方面問(wèn)題。首先，控制好施工作業(yè)的溫度，盡量避免在夏季炎熱天氣進(jìn)行施工，或者為了降低溫度，可以采用地下水來(lái)攪拌混凝土，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫度梯度得到了減少，那么內(nèi)外應(yīng)力的影響就會(huì)有所降低；其次，明確規(guī)定設(shè)計(jì)過(guò)程中混凝土添加劑的配比，并嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，需要特別注意的是某些地區(qū)的水堿性過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，砂石料中的雜質(zhì)過(guò)多也會(huì)導(dǎo)致混凝土在干燥后產(chǎn)生裂紋的情況，因此設(shè)計(jì)階段需要控制好砂石的雜質(zhì)率；最后，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要科學(xué)使用配筋。結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水閘施工過(guò)程中，完全按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施，也會(huì)出現(xiàn)水閘裂縫的問(wèn)題，因此為了降低裂縫發(fā)生率，需要從結(jié)構(gòu)上盡可能的釋放應(yīng)力，減小水閘的負(fù)擔(dān)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，水閘設(shè)計(jì)事關(guān)水利工程，事關(guān)國(guó)計(jì)民生，必須從多個(gè)角度進(jìn)行綜合考量，必須采取有效的管理控制措施，做好各方面的設(shè)計(jì)工作，針對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題多加防范，確保水閘能夠發(fā)揮出最大的作用，為水資源的合理利用提供保障。