有關水利水電工程中水閘設計的探討

馬曉莉

（山東省德州市陵城區水利建筑安裝工程公司機械分公司，山東 德州 253500）

目前，在國內水利水電工程項目中，水庫的水閘設計至關重要[1]。水閘主要應用在蓄水灌溉、發電以及排水等工作中[2]。但由于水閘工程結構相對復雜，設計人員在進行水閘設計時，需要結合周圍環境條件[3]，實現科學合理的水閘布局[4]。

1 水閘特點分析

通常所說的水閘，即為擋水建筑物，也是排水建筑物。一般均建立在平原地區，這類地區具有所覆蓋層厚、地基壓縮性大、抗滑能力弱、承載能力差等特點，因此，水閘設計中，首要，要保持水閘穩定性。水閘憑借閘門阻擋水流，閘上游、下游所形成的水頭差，會借助閘基、兩岸滲流在底部形成滲透壓力，抵消水閘有效重量，此時會對閘室和兩岸連接建筑物的穩定性造成威脅，極有可能出現滲透變形等情況，使水閘安全難以得到保證。

2 水閘作用分析

水利工程項目建設的重要性較高，它負責為社會供給水資源，水閘是水利工程項目中重要組成部分，做好水閘設計工作和管理工作至關重要。應結合先進技術進行水閘設計，實現水閘預期運行效果，推動整個水利水電項目的順利完成。

水閘廣泛應用在國內水利項目中，不僅是水庫，也適用于胡泊。在國內水利工程建設中，唯有優化水閘施工步驟和細節，方可推動整個施工項目有條不紊地進行。水閘的使用對國內水利水電行業領域的發展有著一定促進作用，同時，也會助力我國水利工程可持續發展。

3 水利水電工程中水閘設計

3.1 地址的選擇

水閘選址至關重要，這是執行水閘施工的先決條件，并且也是水閘建設的關鍵點所在。一般要選擇環境優異的位置設計水閘，并且還應該按照水閘施工地質要求、水文情況等，展開全方位的地質考察，水閘施工地質選擇以石質區域為主，或選擇承受壓力可觀的位置，水閘施工地址一定要達到抵制水分和抵制堿性等標準，滲水量不宜過大。

3.2 類型的選擇

關于水閘類型的選擇，設計時要考慮多種因素，要根據水閘施工場地的實際情況、地質特點以及水閘具體作用等，最大限度保障水閘選擇合理性。

3.3 高度的選擇

水閘的高度在一定程度上影響水閘運行成效，并且會對水閘生產方面造成很大影響，所以，確定水閘底部高度尤為關鍵。水閘底部高度的確定是通過實地情況決定，要將施工周邊地理環境、水文條件等全部考慮在內。當水閘底部高度偏小時，雖然利于防水和洪澇治理，但在易干旱地區卻起不到最佳效果，甚至會出現反作用。因此，在進行水閘底部高度選擇時，要做多方面考慮，科學設定水閘高度。

3.4 方案調整

水閘設計準備工作是水閘施工的“重頭戲”，前期準備充足才能為水閘設計工作夯實根基。在準備環節中，施工方要制定詳細化設計方案，創建質量保證體系，對水閘設計的各方面進行優質審查，設計人員選擇要嚴格，選擇實力強勁的設計隊伍。與此同時，還要制定好應急預案，做好設計準備工作，為后續水閘施工操作保駕護航。

3.5 水閘質量

設計者對水閘質量的認知程度關乎工程施工安全性。基于此，設計者在進行水閘設計時，不僅要保障水閘質量，還要注重水閘在施工作業中的質量要求，督促全員形成安全施工理念。水閘施工設計人員要對水閘使用注意事項加以重視。設計人員要按照水閘施工詳情，切實處理有關問題，并且要加強水閘設計知識的教育，掌握水閘設計技巧，讓施工達到設計要求，繼而全面提升整個水利水電項目的施工質量。

4 水利水電工程中水閘設計中注意事項

4.1 滲流問題

在水閘擋水期間，若產生滲流情況，便會在水閘底部位置出現一種向上的揚壓力，使水閘抗滑穩定性大打折扣，降低水閘擋水效果。若兩岸、閘基均為土基基礎，出現滲流時必定會帶走一些細顆粒，繼而導致閘口翻砂鼓水，嚴重情況下甚至會掏空兩岸和閘基。側向滲漏問題出現后產生水平壓力，兩岸連接建筑物會嚴重受損，從而降低水閘穩定性。

4.2 穩定問題

在水閘正常使用過程中，水閘攔截上游水位比較高，造成水閘上下游之間出現較大水位差，產生水平壓力過大問題，從而導致水閘往下游方向移動。因此，若想實現水閘穩定，其總量必須要達標。另外，在建成水閘后必然會出現較大垂直荷載，造成基底實際壓力高于地基可以承受的承載力，出現地基變形情況以及基土被擠出情況。因此，在水閘修建階段時，要合理確定基礎面積，順勢減輕基底壓應力。

4.3 沉陷問題

假設將水閘建于軟土地基上，會在水閘自身和外部荷載效果下產生沉陷。尤其是底板傳至地基上的荷載部分分布不均時，或分布在地基土層上的荷載不均勻，此時極易產生沉陷情況。此類地基沉陷嚴重時會造成水閘下沉，亦會使閘室傾斜，嚴重時會導致水閘斷裂，后果不堪設想。

4.4 沖刷問題

開閘泄水過程中，若水閘下游水位過淺，在水位差作用下，提升水流速度，巨大水流沖擊能量會對下游造成嚴重沖刷。如果沖刷范圍過大，必然會掏空閘基，發生安全事故。水閘兩岸均為軟弱巖層或是軟弱土層，假設水閘建設期間閘孔設置過多，在開啟某一個閘孔時必然會形成多股巨大水流，對下游河岸造成沖刷，嚴重威脅水閘運行安全性和穩定性，對岸邊農作物和民眾生命安全都會造成威脅[6]。

5 結語

當前，國內水利水電工程項目數量不斷增加，社會各界對水利水電工程項目質量提出了較高要求，水閘工程是其中重要組成部分。因此，做好水閘設計和管理工作甚是關鍵。文章通過分析水閘特點和作用，從水閘設計地址選擇、類型選擇、高度選擇、前期準備、質量保證等幾個方面，著手進行水閘設計，并著重分析設計細節，提升水閘施工質量和水平，旨在推動整個項目的可持續發展。