河北省石津灌区管理局， 河北 石家庄 050002
摘要：我国水利水电行业领域不断发展的进程中，水闸在设计方面和施工中也一直在创新，并以可持续发展的姿态让水利水电工程提升经济效益水闸的设计是一项比较复杂的工程，它受到很多因素的制约。本文主要分析了水闸在水利水电工程中的作用，进而分析了水利水电工程中水闸的主要设计要点等，最后提出保证水闸设计施工技术质量的措施。
关键词：水利水电工程；水闸；设计探讨
引言：水利水电工程是我国民生事业建设的重要组成部分，是在对当前水资源及自然环境不造成影响的前提下所进行水文改造和整顿。进入新时期，水利水电事业迅速发展，而作为水利水电工程的关键组成部分，水闸也获得了较快发展，其设计及施工都明显改善。水闸是一种既能挡水，又能泄水的建筑物。其类型包括：进水闸、节制闸、排水闸、挡潮闸等。它主要依靠升降的闸门来控制水位，调节流量，从而在防洪储水、排水灌溉、航运发电等民生相关的功能上中得到十分广泛的应用。
1水利工程中水闸的设计要点
1.1水闸选址
作为水利水电工程的重要环节的水闸的选址，它也是水利工程施工中非常重要的基础工程。对于水闸选址来说，其最佳的选址地点和方向，应该以地质相对较好的天然地基为基础的选址标准，充分的考虑水闸施工中和建成后运营的安全性。一般情况下，设计单位需要结合选址地点的气候条件等其他自然条件，对水闸的地质条件和水文条件等进行系统、细致的分析，一定要按照水闸的规范标准来管理的水闸的运营和使用情况。
1.2进水闸类型和尺寸的设计
进水闸(渠首闸)是目前水利工程中建设的所有的水闸中的一种，它建在河道、水库或湖泊的岸边，它是以控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水为目的。其包括从天然河道取水，按取水方式一般可分为无坝取水和有坝（闸）取水两种方式。它的的特点是水闸水流流速较大，需要虑下游消能问题，进水闸的设计尺寸需要达到引水要求，施工单位应该按照水利工程的施工和运营要求来修筑的消力池或其他型式的消能设施。这样保证进水闸在各种的工作情况下，都可以达到水跃共轭水深的要求。水闸闸门的控制运用是保证工程安全运行的主要因素，进水闸不但要有足够的闸孔尺寸，而且要有一定的高度，以便阻挡河中水流和洪水漫顶。如果闸门设计不当，将产生集中水流或折冲水流等不良流态问题。
1.3水闸设计中闸室安全计算
闸室的安全与稳定可以帮助水闸功能最大程度的发挥，其作用至关重要。这样就需要对闸室进行相关的计算。主要就是对负载组合、基底应力计算、抗滑稳定计算等。在对负载组合进行计算时还要考虑不同组合方式之间的差别。对基底应力计算主要是对力矩计算、正常运用情况下的基底应力以及竣工检修情况的计算等。抗滑稳定计算就是对正常情况下的总弯矩以及总重进行计算，为了获得抗滑稳定系数。
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1.4闸门梁系的设计
水闸闸门的设计和合理运用是确保工程安全运行的重要因素。如果闸门设计和运用不当，那么就会产生集中水流或折冲水流等不良流态的现象，从而对水闸或者水坝的造成冲刷性的破坏。处于减小闸门运行过程中的振动的目的，设计单位在闸门的梁系设计时就充分考虑适当合理的改善水闸的闸门硬度和质量。在闸门主梁系上施工单位除了布置基础的底主梁外，也需要在上部主梁系的结构中采用等荷载设施工的布置方式，因为其便于施工建筑。对于双腹板箱型的底主梁来说，由于闸门底部和流水闸的下游两侧会形成向下8°的偏角度，这样做的目的是使门底底主梁以下悬伸长度来减小底主梁荷载，也为了又可以完全满足底主梁到底止水的距离符合底缘施工和建设的标准，下游侧的水闸闸门梁系倾角设计为27.2°。处于改善水流流态的目的，在底主梁后翼缘与底次梁之间间会采用钢板进行密封作业。水平次梁采用槽钢，近似按等跨连续梁设计，槽钢肢尖向下，以防积水和积尘。
1.5水闸混凝土浇筑保障措施
在水闸混凝土工程施工管理的过程中，水闸混凝土是整个施工的主要部分，直接关系到施工过程的进行，因此一定要加强对水闸混凝土浇筑保障措施的管理，并严格按照要求进行施工，一方面在混凝土浇筑时要对闸底板进行浇筑，然后对闸底板浇筑时要及时振捣，从而保证水闸混凝土浇筑的密度，还能防止孔隙过多。在真到完成之后应该安排专门的人员看管，此外在浇筑过程中要控制并及时的调整混凝土的温度，减少波动保证浇筑温度的均匀性，也可以利用调节水温的方式来调节混凝土的温度，在进行浇筑过程中要多加注意只有保证浇筑工作的顺利完成才能确保整个水闸工程的质量。混凝土原材料的管理也是十分重要的，并且与整个工程施工质量都有一定的联系，在混凝土生产过程中要严格控制材料的质量，首先要保证施工的配合比科学分析混凝土中骨料的粒径以及砂石的含水率，这决定着水利水电工程的性能，因此混凝土施工配合比要十分准确，应该严格根据相关标准来对水泥以及其他材料进行配比，保证最后的混凝土质量能够完全符合具体的施工要求。水闸的主要组成部分，如图1所示，根据该图可以明显看出水闸在施工中的运行方式。如果在低温的季节或者寒冷的季节施工，施工的部位就不能分散，进入低温季节之前就要进行保温措施，防止混凝土出现裂缝，砂石进入到低温季节之前就要筛选完毕用来防止冰雪，有时还会进行防冻覆盖的操作。至于对原材料的加热、输送、浇筑等，就应该根据气候条件采用相应的保温措施，尽量减少运距与倒运次数。安装的闸墩模板必须要有很好的刚度与强度，从而使浇筑混凝土的需求得到满足，还要保证闸墩模板的表面足够光滑，进行立模操作时要用加固钢管以及钢筋对拉螺栓的方法来进行立模，虽然这种方法比较耗费材料工序也十分复杂，但是对于中小型的水闸工程来说还是比较适用的。
2水闸设计施工技术质量的措施
2.1保证水闸设计的质量
水利工程在施工之前，各个相关的单位会看讨论会就水闸等水利工程的设计图纸进行验证分析，另外考核消能防冲设施的结构尺寸是否符合设计要求，混凝土浇筑质量的设计强度是否符合标准。设计单位需要对图纸的设计质量及其标准性承担全权的责任，这样做的目的是来加强图纸的设计质量。另外，图纸的设计是要考虑多种实际的客观的情况。例如，综合考虑闸门周边的的地质、水文、地形和气候条件等。将通过验证的图纸作为施工的指导标准，所以图纸设计的好坏关系到水闸的施工质量以及整个水利工程的施工质量和使用的安全性。
2.2严格控制施工设备与材料质量
如果水利工程施工质量存在缺陷，会对人民的生产生活造成重大的损失，因此，施工单位需要严格按照设计要求施工；对于直接影响着水闸施工的质量的施工的设备以及施工过程中所用的材料都要严格的招标把关，最好施工的记录，应该严格规范的操作所用的施工设施设备。
2.3提高施工人员的素质与管控水平
要持续增强现场施工人员的安全意识，保证水闸现场施工安全进行的同时，需要政府以及施工单位成立专门的技术和施工督导小组，指挥工程的技术和规范性的施工，对在施工现场出现的质量和安全问题快速的判定和解决。
结语
由以上的阐述可以得知，水闸的正常运行在水利水电工程中发挥着举足轻重的作用，因此，在对水利水电工程水闸设计时，设计单位应该根据水闸地址的实际情况来设计以保证水库水闸设计的准确性，促进工程项目的顺利开展与施工，加强对水闸的设计、施工质量控制，确保闸门运行的安全性及可靠性。保证水利水电工程能够安全、有效、稳定的运行，从而发挥水利水电工程抗洪、蓄水等功能，保障国家财产的安全和人民生命财产安全。
参考文献
[1]李跃涛.刍议水利水电工程中水闸的设计[J].城市建设理论研究,2017(21):205-206.
论文作者:张晓松
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/24
标签：水闸论文; 闸门论文; 混凝土论文; 进水闸论文; 水利水电工程论文; 质量论文; 水利工程论文; 《防护工程》2018年第28期论文;