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1、关于水闸设计问题探索与分析【摘要】本文首先介绍了水闸的具体分类，然后详细的论述了水利工程水闸地基设计方法，就不同的地基条件，谈了谈桩基处理的方法，最后就水闸消能防冲的设计方法进行了研究，在此谈了谈自己的观点，望对同行工作人员有所帮助。 /1/view-12176914.htm【关键词】水闸； 地基； 设计； 消能防冲；一、前言随着时代的不断发展，对水闸设计的要求也越来越高，这就要求我们必须加强专业技能的研讨，并努力提高水闸设计水平，为水闸功能的发挥提供有力的保障。二、水闸的具体分类1、进水闸通过在河道、水库、渠道或者是湖泊上修建水闸，就可以进行农业灌溉、水利发电或者是其他水利事业，而控制入渠流
2、量的水闸就是进水闸。一般进水闸都修建在渠道的渠首位置，所以这种水闸又被叫做渠首闸。2、节制闸一般来说用于调节流量和水位的水闸被称为节制闸。它主要是用于在枯水期截断河流，从而使水位升高，这样就可以在上游进行航运或者是满足进水闸取水的需要。而在洪水期，节制闸可以有效的控制下游的泄流量。由于这种水闸主要是为了拦截河流建造的，所以又叫做拦河闸。3、排水闸一般在江河的沿岸都会修建排水闸。当出现外河水位上涨的现象时，就关闭闸门，这样就不会出现江河洪水倒灌的现象。如果河水水位推落时就打开闸门，这样就可以将渍水排出。这种闸门的闸身较高，但是底板高程比较低，而且要受到双向水头的作用，这是因为排水闸既要负责排除洼
3、地的积水，又要负责挡住外河水位。4、挡潮闸沿海地区遭受潮水的影响，为了防止海水倒灌入河，需修建挡潮闸。挡潮闸还可用来抬高内河水位，达到蓄淡灌溉的目的；内河两岸受涝时，可利用挡潮闸在退潮时排涝；建有通航孔的挡潮闸，可在平潮时期开闸通航。因此，挡潮闸的作用是挡潮、蓄淡、泄洪、排涝，其特点亦是受有双向水头作用。三、水利工程水闸地基设计方法1、木桩加固法木桩加固法属于桩基法中的一种，此方法是一种十分古老的地基加固方法。由于木桩加固设计简单，施工方便，不受环境限制，取材方便，直至20世纪60年代初，受技术和经济条件限制，国内水利行业对较深厚的软土闸基处理仍缺乏足够的手段和办法，采用木桩加固地基几乎成为唯
4、一的选择。木桩的设置一般有两种方法，一是将木桩桩头与闸底板浇注在一起，形成类似桩顶铰接的深基础，另一种则在木桩桩顶设碎石垫层，实际上属于复合地基的一种。2、换土垫层法换土垫层法属于置换法，也是一种古老的、相当成熟的地基处理方法。该方法加固原理比较清楚，施工简便，施工质量易于保证，是浅层地基处理的首选。为避免工程造价过高以及增加基坑支护费用，一般换填深度小于3m。如软弱土层小于3m，下卧层地基承载力较高时，将软弱土层完全挖除换填后，一般均可满足水闸对承载力和变形的要求。如果软弱土层比较厚（层厚远大于3m），仅能换上层软弱土时，应尽量避免采用换土垫层法处理闸基，因为换填后虽然可提高基底持力层的承载
5、力，但水闸地基的受力层深度相当大，下卧软弱土层在荷载下的长期变形可能依然很大。实践表明采用换土垫层法处理的地基出现问题的相对比较少，故至今仍是水闸淡层地基处理的主要方法之一。3、预压法预压法是通过预先加载，加速场地土排水固结，以达到减少沉降和提高地基承载力的目的。该方法特别适用于在持续荷载作用下体积会发生很大压缩，强度会明显增长的土，如淤泥质土、撇泥和冲填土等饱和粘性土地基等，但此方法也有明显的缺点，由于闸基地下水一般与河水连通，围封、降水难度大，场地土往往需要比较长时间的预压才能完成固结沉降，对施工工期紧的工程，一般较少使用该方法。预压法加固软粘土地基是一种比较成熟的方法，在水闸施工期许可的
6、前提下，采用真空一堆载联合预压法也不失为一个很好的选择。四、水闸消能防冲的设计方法1、岩基的防冲、防淘当冲刷、淘刷的主要原因是由于下游水深不够，水跃不能发生在消力池内或护坦上时，可以在护坦末端设置一道鼻坎，将水流挑至远处河床（但要防止挑流冲刷影响结构物及岸坡的稳定）。也有采取在护坦下游建造辅助小坝抬高尾水，或增设消力墩等办法处理。面流消能工坎脚下游河床未作护坦，在不均匀泄水产生的横向水流冲击下引起冲刷、淘刷时，可以在坎脚下游设置与坎台同高的顺流潜水墩，截断横向水流，并对已经破坏的河床基岩采取混凝土封闭处理的措施，以增强消能工的稳定。挑流消能工如果因下游水垫不足，引起冲刷，危及结构物安全时，除对
7、结构物采取防护措施外，可在下游修建壅水坝以形成必要的水垫，防止发生过大的冲刷。当挑流消能工挑距不够，因而影响结构物的稳定时，可在溢流面设置隔墙，使少数闸孔开启时水不致因沿坝面扩散，造成出坎单宽流量减小而抛射不远现象，隔墙可自闸墩延伸至挑坎，每孔或每二孔设一道。如因河床基岩本身节理裂隙发育而抗冲能力不够时，则可根据具体情况，分别采用设置钢筋混凝土防护层或对被水平节理节切割的巨块岩石采用锚筋锚固，并用水泥砂浆嵌缝的措施，以提高抗冲能力。2、软基的防冲、防淘增设消力池和尾槛由于护坦布置太高或者下游河床过低，使下游水深不能保证下泄水流在护坦上形成水跃，河床受到较大流速冲刷不断下降。使尾水位越来越低，因
8、而破坏海漫时，可在护坦上加浇一层钢筋混凝土防护层，并增设消力池和尾槛，以使水跃发生在护坦上，防止下游海漫和河床的冲刷。综合改善措施软基的冲、淘破坏，有时是由多种因素所造成，则须采取多种措施改善之。例如当采用面流消能的溢流坝由于护坦布置过高，下游水深小于跃后水深，因此泄洪时经过坎台的水流形成远驱式水跃，而河床的另一侧因布置有电站却产生淹没水跃，这两种流态便在电站一侧产生大片回流；同时过坝水流受电站尾水影响不能横向扩散，造成主流集中，形成单宽流量过大的折冲水流，从而引起海漫冲毁、护坦底下淘空等破坏情况时，首先应增建或延长导水墙，使泄洪与电站尾水分流，然后采用在护坦上加尾槛或将连续式坎台改成差动式坎
9、台的措施，以减弱回流和冲刷；或在护坦末端下设置用冲击钻钻孔建造的连续式钢筋混凝土防冲齿墙，以防止护坦基础淘空而引起护坦沉陷、断裂。3、岸坡的防冲、防淘增做或延长导水墙，以改善水流扩散情况，减少回流，修建淘流坝或潜水墩，避免主流冲刷或回流淘刷。增做或延长混凝土或砌石护岸，以提高岸坡的抗冲能力。采用三向曲线型的尾部挑坎，使岸侧挑流水舌能沿规定方向抛射，避免冲击对岸岸坡。导水墙及护岸应建在岩基上，如为软基，则必须设防淘齿墙或采取其它护脚措施，如先抛石笼垫底后抛混凝土四面体护脚、现浇混凝土护脚、以钢筋混凝土预制板做围堰的预填骨料压浆混凝土护脚等。齿墙及护脚都应保证足够的埋藏深度。4、气蚀、磨蚀的预防气
10、蚀与磨蚀常发生在挑坎、护坦、齿墩与尾槛等部位，除对损坏部分要及时修理外，还应消除气蚀、磨蚀发生的条件。可通过水工模型验定出合适的形状、尺寸，或考虑如下的改善措施。改善结构布置。如将消力坎等做成流线型，削去棱角；或将矩形差动坎改为梯形差动坎；或将消力池的尾槛由台阶形改成斜面梳齿形，并尽可能不设消力墩，这样即使有砂石等杂物带入消力池，也会被水流冲掉，不致积存在池内引起磨蚀。五、结束语水闸设计在水利工程中有着重要的作用。在水利工程水闸管理的过程中，如果水闸设计得不到充分保障，存在潜在隐患，那么，对水利工程的质量会产生很大的影响。【参考文献】1石浩志，苏建明.水闸设计要点及方法的研究J.城市建设理念研究，20122刘伟峰，张瑞.农田水利工程中水闸设计的探索J.科技创新导报，2012
