深度研究水閘設計問題

1、<p>　　深度研究水閘設計問題</p><p>　　[摘 要]近年來，我國水利工程事業(yè)得到了快速發(fā)展和廣泛關注，研究其中水閘設計問題相關課題有著重要意義。本文首先對相關內(nèi)容做了概述，分析了水閘設計的諸多要求與要點，并結合相關實踐經(jīng)驗，分別從滲流問題、沉陷問題、穩(wěn)定問題以及沖刷問題等方面研究了水利工程中水閘設計工作的注意事項，闡述了個人對此的幾點看法與認識。 </p><p>　

2、　[關鍵詞] 水閘；設計；深度；研究 </p><p>　　中圖分類號：TV76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0225-01 </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　水利工程的迅速發(fā)展，對水閘的設計提出了更新的要求。研究水閘設計的相關問題，能夠更好地提升其設計的實踐水平，從而在多方

3、面保障水閘應用過程中的效果。本文從概述相關內(nèi)容著手本課題的研究。 </p><p><b>　　二、概述 </b></p><p>　　現(xiàn)代水利工程設計過程以科學發(fā)展觀為指導，以生態(tài)學和水力學為基礎理論，以先進科學技術為手段，以構筑“人水和諧”生態(tài)城市為目標，確保城鎮(zhèn)水安全及建設自然生態(tài)工程，實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。水閘工程的總體布置方案，在滿足防洪功能的前提下，盡量

4、與已建工程銜接、周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一等綜合因素，最大程度保持河道的天然性。工程布置占地相對較少，投資較省，并盡可能兼顧考慮了綠化、美化景觀效果，設計方案不僅符合跨河建筑物人水和諧的新思路，而且經(jīng)濟、合理，其操作性較強。 </p><p>　　三、水閘設計的研究分析 </p><p>　　1.水利工程中水閘的組成及規(guī)模確定。 </p><p>　　（一）水閘的組成。水閘主

5、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。 &

6、lt;/p><p>　?。ǘ┧l規(guī)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。 </p><p>　　2.水利工程中水閘設計選址的要求 </p><p>　　節(jié)制閘或泄洪閘閘址宜選擇在河道順直

7、、河勢相對穩(wěn)定的河段，經(jīng)技術經(jīng)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(wěn)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(zhèn)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(qū)和容泄區(qū)的老堤堤線上。 </p><p>　　3.水利工程中水閘設計地基的處理方法 </p><p&

8、gt;　?。ㄒ唬╅_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。 </p><p>　　（二）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(zhì)的材料（比如水泥）和摻合料（比如黏土）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(chǎn)生的裂隙中或者混凝土

9、的裂縫、接縫內(nèi)，這樣可以起到加固和防滲的作用。 </p><p>　?。ㄈ┓罎B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。 </p><p>　?。ㄋ模痘A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。 </p><p>　?。ㄎ澹┲脫Q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

10、，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。 </p><p>　　4.水閘設計中消能防沖設計 </p><p>　　目前的水閘消能設計和控制，往往是以閘高水位為基準，將比基準高的水位進行排除，并且對于下游的水位要取最低的下限值，這樣做可以保障水閘的建設順利開展。這種工況下的閘門初始開啟度往往也是消力池深度計算的控制因素。對于水閘的防沖設計，還有很多方面的計算不是很明

11、確，很多因素還不能確定，因此還需要我們對其進行進一步的研究和探討。消能防沖是水閘的主要作用和內(nèi)容，在設計時主要包括對工程的工況和設施的計算、控制，對消力池面積、深度的計算和控制，以及對河床沖刷要求能力的計算等。對于工況所需要的設計目標和要求的計算，在水閘設計中往往不是很能做到完全準確，因此如何達到這一要求，是水閘消能防沖設計所追求的目標。 </p><p>　　5.水閘設計中閘室安全計算.閘室的安全與穩(wěn)定對于水閘

12、功能的發(fā)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(wěn)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(wěn)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(wěn)定系數(shù)。 </p><p>　　四、水利工程中水閘設計工作的

13、注意事項 </p><p><b>　　1.滲流問題 </b></p><p>　　水閘在進行擋水時，就會造成上下游水位出現(xiàn)差值，在這種作用下，就會在水閘、閘基與兩岸的連接處出現(xiàn)滲流的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)滲流，就會在水閘的底部產(chǎn)生向上的揚壓力，這就會縮小水閘的重力作用，從而使水閘的抗滑穩(wěn)定性大大降低。如果兩岸和閘基都是采用土基，再出現(xiàn)滲流時也會帶走一些細顆粒，這就會在閘后出

14、現(xiàn)翻砂鼓水的現(xiàn)象。如果嚴重的話還會掏空兩岸和閘基。另外，如果出現(xiàn)側向滲透，會產(chǎn)生水平的壓力，對兩岸的連接建筑物都會有很大影響，使其穩(wěn)定性大大下降。如果滲流水量過大，還會對水閘的擋水功能產(chǎn)生影響，妨礙蓄水。 </p><p><b>　　2.沉陷問題 </b></p><p>　　軟土具有很大的壓縮性，如果將水閘建設在軟土地基上，就會在水閘自身以及外部的荷載作用下出現(xiàn)沉

15、陷現(xiàn)象。特別是在底板傳到地基上的荷載分布不均勻時，或者是分布在地基土層的荷載不均勻時，更容易出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象。這種地基沉陷還會導致水閘出現(xiàn)下沉，或者是閘室傾斜。如果嚴重有可能造成水閘斷裂，這對水閘的正常運行會產(chǎn)生很大影響。 </p><p><b>　　3.穩(wěn)定問題 </b></p><p>　　在正常使用水閘時，攔截上游的水位一般比較高，這樣就導致水閘上游和下游之間產(chǎn)生

16、很大的水位差，會出現(xiàn)水平壓力過大的現(xiàn)象，從而使水閘向下游方向移動。要想穩(wěn)定自身，水閘必須擁有一定的重量。另外，水閘在建成以后，如果還沒有擋水或者是在正常使用的情況下遇到無水期，就會產(chǎn)生很大的垂直荷載，這樣基底的實際壓力就會大大超過地基能夠承受的承載力，從而出現(xiàn)地基變形或者是出現(xiàn)閘基土被擠出的現(xiàn)象，這很容易造成水閘與地基出現(xiàn)滑動的危險。所以，在修建水閘時必須保證基礎的面積，這樣才能有效的降低基底的壓應力。 </p><

17、p><b>　　4.沖刷問題 </b></p><p>　　在開閘泄水時，如果水閘下游水位很淺或者是沒有水，在水位差的作用下，就會加大水流的流速，這種巨大的能量會對下游有嚴重的沖刷。一旦沖刷的范圍過大，就會掏空閘基，造成水閘失事。另外，一般在水閘的兩岸都是軟弱的巖層或者是土層，如果修建水閘時開設過多的閘孔，一旦開啟某一個閘孔就會形成折沖水流，這就會嚴重沖刷下游河岸，對水閘的安全和穩(wěn)定性

18、都會產(chǎn)生影響。 </p><p><b>　　五、結束語 </b></p><p>　　通過對水閘設計問題的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，要想更出色地做好水閘設計工作，設計人員要充分掌控水利工程當前發(fā)展的客觀實際需求，在分析水閘設計多項重點環(huán)節(jié)的基礎上，研究制定最為切實可行的設計實施方案。 </p><p><b>　　參考文獻 </b&

19、gt;</p><p>　　[1] 龍旭輝.關于水利水電工程中水閘的設計探討[J].河南水利與南水北調(diào).2014（14）：60-61. </p><p>　　[2] 文世民.水利水電工程中水閘施工技術探討[J].北京農(nóng)業(yè).2015（06）：163-165. </p><p>　　[3] 李響.淺談水利水電工程中的水閘施工技術[J].黑龍江科技信息.2014（06）：