賈曉雪

摘 要：水閘是水利水電工程建設(shè)中非常普遍的一種水利設(shè)備，它承擔(dān)著引水和排澇的功能，它的正常工作直接關(guān)系到水利工程能否正常運(yùn)行，它的施工直接影響到水利工程的整體建設(shè)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮好實(shí)際情況，對(duì)周圍的環(huán)境有一個(gè)詳細(xì)的調(diào)查和研究，對(duì)其設(shè)計(jì)的各個(gè)方面都要嚴(yán)格按照要求來(lái)執(zhí)行，以保證水利工程的質(zhì)量。本文筆者對(duì)水利水電工程中水閘的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；水閘；設(shè)計(jì)

1 前言

水利工程的建設(shè)極大的影響了人們的生活，目前，水利水電工程建設(shè)的數(shù)量也如雨后春筍。水利工程的建設(shè)有利于減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生，水利工程將多的水聚集起來(lái)用于轉(zhuǎn)化成電能，不但可以將過(guò)多的水變廢為寶利用起來(lái)成為可用的資源，之前的都是通過(guò)煤炭、石油等發(fā)電，水力的使用有效的節(jié)省了資源減少了浪費(fèi)。實(shí)現(xiàn)將水能轉(zhuǎn)化成電能中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是對(duì)水速的控制，而實(shí)現(xiàn)對(duì)水速控制的最重要的部分就是水利工程中的水閘的設(shè)計(jì)。

2 水閘工程的定義

在我國(guó)水利水電工程建設(shè)中，水閘施工屬于綜合性的施工方案，直接關(guān)系到整個(gè)工程的運(yùn)行效果，其主要有兩個(gè)階段：①事前考察階段，水閘施工技術(shù)容易受外圍因素影響，施工前，施工人員應(yīng)對(duì)周圍的地形地貌、天氣、水文等指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確定最佳的施工位置，在降低成本的同時(shí)也能縮短施工時(shí)間。②施工階段，水閘施工技術(shù)的過(guò)程復(fù)雜技術(shù)含量很高，施工人員可以采用分塊施工的方法，使水閘底板和閘墩之間的混凝土充分凝固，起到支撐整個(gè)水閘結(jié)構(gòu)的作用，縮短工期。此外在進(jìn)行混凝土澆筑工作時(shí)，可事先留有孔洞，方便施工模板的拆除，避免對(duì)施工墻體進(jìn)行破壞影響整個(gè)水閘的質(zhì)量[1]。

3 水利水電工程中水閘設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 水閘選址與地基處理

在水利水電施工中， 做好水閘選址是非常重要關(guān)鍵的工作。最佳的選址方向是面朝地質(zhì)相對(duì)較好的地基，同時(shí)結(jié)合施工進(jìn)行綜合考慮。通常，在水閘設(shè)置過(guò)程中，需要結(jié)合水閘地質(zhì)與水文進(jìn)行分析，在優(yōu)選巖石地基的情況下，選擇相對(duì)完整、新鮮的巖石地基，如果都不符合巖石地基要求，則可以選擇抗剪強(qiáng)度好、滲水性不強(qiáng)、抗?jié)B性高、壓縮能力低、高承載力的土質(zhì)地基。預(yù)壓是在原狀土的基礎(chǔ)上進(jìn)行加載，以排出土中水分，預(yù)先固結(jié)好土，控制建筑物后續(xù)地基沉降，改善承載力。預(yù)壓的優(yōu)勢(shì)在于：在持續(xù)荷載的基礎(chǔ)上，壓縮體積。 預(yù)壓的缺陷在于：規(guī)定時(shí)間內(nèi)很難高效完成，對(duì)于工期較緊的施工，盡量避免該施工方式。 因?yàn)楹铀c閘基地下水聯(lián)系緊密，很難有效降水，所以解決問(wèn)題需要很長(zhǎng)的時(shí)間。 換土墊層作為相對(duì)傳統(tǒng)的施工方式，操作簡(jiǎn)易，在實(shí)踐中通常不會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，因此，換土墊層是地基處理方法的首選[2]。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

水閘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是統(tǒng)一規(guī)定的，需要依據(jù)各地方情況展開(kāi)，無(wú)論是其主體結(jié)構(gòu)還是外在形式，都必須符合各地區(qū)地勢(shì)結(jié)構(gòu)、水閘功用、水流特性等情況展開(kāi)，在此過(guò)程中，需要充分考慮到水閘負(fù)載狀況，這樣才能夠確保閘室與翼墻相對(duì)抗滑作用的穩(wěn)定。另外，還應(yīng)該充分考慮本地地質(zhì)條件與水閘現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)情況，對(duì)地基進(jìn)行有效處理。在水閘建筑物上，需要做整體結(jié)構(gòu)與各部分結(jié)構(gòu)的規(guī)劃計(jì)算，保證整體水閘結(jié)構(gòu)的功用與安全性。

3.3 防滲排水設(shè)計(jì)

在防滲排水設(shè)計(jì)方面，需要綜合考慮最高水位差、上下游地基狀況與工程實(shí)際操作，保證滲漏設(shè)施與非滲透底板的滲流區(qū)域能夠構(gòu)成上部密閉不透水的邊界狀況。另外，還應(yīng)該在安全范圍內(nèi)確定地下輪廓線所對(duì)應(yīng)的滲流與出逸坡度下降相關(guān)值，同時(shí)還應(yīng)該準(zhǔn)確計(jì)算滲透壓與抗?jié)B水性。在滲流與出逸面上，需要設(shè)置反濾層、排水溝槽與減壓井等，確保穩(wěn)定安全迅速的將滲水引流到下游處。

3.4 水利設(shè)計(jì)

依照相關(guān)指標(biāo)與要求，結(jié)合實(shí)際情況，做好水閘水利對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中，需要綜合考慮水閘運(yùn)用方式以及水流過(guò)閘的狀態(tài)，并且對(duì)閘孔凈寬度進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)劃和設(shè)定。對(duì)于消能方式，必須嚴(yán)格依照閘下水位指標(biāo)、選址處地質(zhì)情況等對(duì)水利情況進(jìn)行精算，運(yùn)用水躍消能方式，可以準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出防沖的具體布局與尺寸。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果僅僅只做水閘預(yù)估，而不做精算，則可能會(huì)產(chǎn)生較大偏差，進(jìn)而造成水閘上下游河床所對(duì)應(yīng)的沖淤變化產(chǎn)生較大差異，導(dǎo)致上下游水位異常。 最后，還需要注意的是，在水閘設(shè)計(jì)中，越大規(guī)模的水閘設(shè)計(jì)，其精度要求就更高，相關(guān)模型測(cè)試也必不可少，因此，必須保證設(shè)計(jì)計(jì)算精準(zhǔn)、科學(xué)、合理。

4 水利水電工程中的水閘施工技術(shù)

4.1 開(kāi)挖施工技術(shù)

在整個(gè)水閘工程中，開(kāi)挖施工技術(shù)是所有流程的第一步。因?yàn)樗l工程的選址一般選在地形有起伏的地段，施工日程長(zhǎng)，開(kāi)挖工程具有很高的難度性。為了避免對(duì)山地墻體造成嚴(yán)重破壞影響其穩(wěn)定性，在進(jìn)行開(kāi)挖施工前，施工人員要事先對(duì)斷面進(jìn)行考察，確認(rèn)其是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)。另一方面開(kāi)挖施工技術(shù)要求有很高的精確性，需要施工人員有熟練的操作意識(shí)，因?yàn)殚_(kāi)挖深度過(guò)深容易破壞水閘工程的地基，嚴(yán)重危害水閘工程的整體穩(wěn)定性。所以在開(kāi)挖施工前，工程設(shè)計(jì)人員要先對(duì)工程的挖掘深度、挖掘位置、挖掘角度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，為施工人員的開(kāi)挖提供數(shù)據(jù)保障。在施工之前要使用相應(yīng)的方法對(duì)地基進(jìn)行加護(hù)處理，例如高壓旋噴樁、深層攪拌樁等化學(xué)注漿加固法，擠密碎石樁和CFG樁等深層擠密法，以及排水固結(jié)法、預(yù)壓法、夯實(shí)法、換填法等。

4.2 金屬結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

在水閘工程中，金屬結(jié)構(gòu)的質(zhì)量將直接影響整個(gè)施工質(zhì)量，施工人員要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。在開(kāi)始施工前，施工管理人員應(yīng)首先對(duì)使用的金屬材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并要求賣方廠家開(kāi)具質(zhì)量保證清單，確保施工材料是符合施工標(biāo)準(zhǔn)的。由于材料的驗(yàn)收地址與施工地點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，為了避免材料在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸過(guò)程中損耗，施工人員可以采用分開(kāi)裝運(yùn)的方式，等材料運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行組裝。

4.3 混凝土施工技術(shù)

在水閘工程中，混凝土工程是影響水閘整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。為了保證水閘結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和混凝土質(zhì)量的可靠性，施工人員在混凝土澆筑前要先抽檢混凝土質(zhì)量。保證混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)越性的關(guān)鍵在于砂石的調(diào)配比例，如果出現(xiàn)搭配比例失衡，會(huì)嚴(yán)重危害混凝土澆筑的質(zhì)量，引發(fā)水閘工程出現(xiàn)大面積的墻體裂縫。另外，高溫也是威脅混凝土質(zhì)量的重要原因之一，溫度的不穩(wěn)定變化會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外氣壓失調(diào)產(chǎn)生沖擊力觀察整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)。一般情況下，混凝土技術(shù)主要用于閘墩、水閘底板等地方，因此為了提升混凝土施工質(zhì)量，施工人員可以采用一些溫控手段，避免出現(xiàn)裂縫。

5 結(jié)語(yǔ)

水閘的設(shè)計(jì)是水利工程能夠充分利用水資源的關(guān)鍵，因此，對(duì)其的設(shè)計(jì)研究討論具有重大意義。水閘的設(shè)計(jì)是夠合理是完善水利工程建設(shè)的重要途徑，根據(jù)水利工程的各種差異，在水閘的設(shè)計(jì)上也要注意，要將多方面的因素放進(jìn)去綜合考慮，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的水閘才會(huì)符合當(dāng)?shù)氐男枰Ｋl是用來(lái)控制水速的，在這其中受到的水的沖擊力一定是非常的大，所以，對(duì)水閘的設(shè)計(jì)的要求也是非常的高，這樣才能保證水利工程水閘控制水速的質(zhì)量，才能保證水利發(fā)電的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 郭浪飛.關(guān)于水利水電工程水閘設(shè)計(jì)幾點(diǎn)思考[J].綠色環(huán)保建材，2017（9）：223.