广东省潮州市北关引韩灌溉工程管理处 521000
摘要：自毕业后本人一直从事单位工管股的工作，对单位工管股工作有着较深的认识。本文对水工闸门的设计进行了探讨，旨在与同行探究学习共同进步。
关键词：技术 设计 作用
在水工建筑中，闸门主要掌管水位的调节以及过水流量的控制两项工作，是水工建筑顺畅运作所必不可少的设备。闸门的工作性能较高，但初始设计、加工制造与安装等工作均较为繁琐复杂，任何一项指标的控制失力，均有可能造成其质量缺陷，进而影响到各方面使用性能的发挥。
（一）水闸的作用
水闸是一种既能挡水又能够在工程中泄除多余的水量,是一种依靠升降闸门来控制水位的水工建筑物。在现阶段水利水电工程中被广泛的应用在灌溉、排水、航运、防洪和发电等多个行业之中。水闸在目前水利水电工程中主要可以分为节制闸、分水闸、排水闸、进水闸、冲砂闸等。不同的水闸在水利水电工程中所发挥的作用和功能不尽相同。在很多的情况下,由于水利水电工程需要发挥多种不同的功能,因此在处理的时候，可以按照水利水电工程作用和效益的需求来进行不同种类的设计和控制,也可以将多种类型的水闸一起应用于同一水利枢纽中。
（二）水闸设计原则
水闸作为水利水电工程的重要组成部分,其在设计之中容易受到地质条件、施工条件以及受力条件的影响。这主要是由于其同其他建筑结构相比较有着特殊性。选址原则：在水闸建设之中,水闸选址是影响水利水电工程作用和效益的关键。在一般情况下,水闸在选址的过程中，首先要考虑到周围的地水文条件和地质条件,要选择具有较高抗剪能力以及承载能力的天然地基,最好是在处理的过程中能够选择新鲜完整的岩石作为水闸的地基，这样不但能够避免施工中对地基加固的施工要求,还能够提高工程效益,增加水闸的抗剪力以及承载力。如果在工程施工的过程中，地质要求无法得到良好的控制,则容易造成在施工中地基不受控制,出现地基完整性不够和承载能力弱的现象,从而造成了水闸失事。所以在现阶段工程项目中,选址问题一直都是值得关注和探索的问题,要综合各种因素进行综合的分析和处理,以此提高水闸的施工要求。
（三）闸门设计的主要工作程序
1.闸门的选型布置原则。在取水输水建筑物中，闸门的种类繁多，闸门的选型布置直接关系到相关建筑物的布置和工程量，也就影响了工程的投资和施工进度，有时甚至是控制性的。闸门的选型布置合理，不仅会节约大量资金，而且还会取得安全可靠、操作灵活、维修方便等效果。闸门的选型与布置，应从全局出发、统筹兼顾，正确处理闸门设计与取水输水建筑物的关系，以满足工程的各种使用要求。大中型工程常需要做多种形式和布置的方案，与建筑物一起作技术经济比较，从而选定最优方案。
2. 收集和分析资料。要进行一项闸门的设计工作，首先要收集和研究分析闸门设计的基本资料，包括枢纽的任务和水工建筑物的形式等级与布置。分析资料就是要分清闸门的各种工况及运行条件，确定闸门的荷载及具体的操作方式。
（四）水工闸门的设计
1. 地基处理及设计
当水闸发生不均匀沉降或者地基总体沉降量较大时，需根据地质情况重新复核地基承载力。闸室加固防渗措施改变时都需要重新验算地基承载力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 由于闸基处于混凝土底板之下，且闸底板钢筋混凝土厚度一般均在0.8m以上，钢筋间距较小，因此，直接对地基加固有一定困难。当地基已发生较大不均匀沉降时，需根据已有地质资料认真复核地基承载力，确定合理的加固措施。必要时增加地质勘探工作，取得更为合理的地基土的物理力学指标，确保采取的措施合理、经济且施工可行。
2. 水闸门防渗排水设计
水闸的防渗排水设计主要是根据闸基地质情况及上下游水位条件等进行设计计算，其内容包括：进行水闸的地下轮廓布置，设计防渗排水设施的布置、型式、构造和尺寸等。除险加固的水闸应根据水闸存在的问题，按水闸实际的防渗、排水设施布置、型式、构造和尺寸进行防渗排水设计验算。
3. 水力设计
水力设计一般包括：过流能力验算、拟定闸门控制运行方式和消能防冲设计计算。病险水闸除险加固设计时，影响水闸过流能力的主要因素包括设计水位的变化、孔口断面尺寸和型式的变化、过水涵洞断面尺寸以及涵洞长度的变化、消能防冲设施变化等。设计时应根据复核后的特征水位和规模，对水闸的过流能力进行复核。当采取加厚底板尺寸、加固闸墩以及增加底坎等措施时，过流面积水流流态以及下游的出流状态都可能发生变化，需要重新复核水闸的过流能力。特别要注意流态的变化，需要根据实际情况而采取和原设计以及安全鉴定时不同的过流能力计算公式来进行验算。如果水闸为穿堤涵闸，闸室后紧邻的涵洞断面长度、尺寸变化都可能引起过流能力的变化。特别是涵洞延长时，还需重新判断涵洞的流态，即涵洞为无压、有压、半有压和长洞短洞以及淹没出流和非淹没出流等不同的水流型式，据此选择合适的计算公式验算其过流能力。
4. 闸室结构布置及稳定性分析
三类闸除险加固时，首先需根据新的设计条件对原结构进行分析计算，然后结合安全鉴定中结构存在的问题，采取必要的工程措施进行加固。同时按加固后的结构尺寸重新进行结构分析和稳定验算。验算时应尽可能考虑工程措施中新老材料之间的差异性，以及这些差异将对工程安全运行带来的影响。
水闸结构分析及稳定计算时，其荷载的计算也应考虑设计参数的改变。同时荷载组合中应对检修工况荷载组合进行充分的考虑。有抗震要求时，应根据《水工建筑物抗震设计规范》的规定，对抗震设防烈度超过6度的水工建筑物进行结构抗震设计校核。
（五）闸门的普通功能
1.对船闸闸室进行有序和可控的开启和关闭。2.能够隔离任何一段水力系统。3.能控制底孔和溢洪道泄洪。4.在水轮机甩负荷的情况下 ,能够切断水流。5.能够对水位与流量进行控制。为了完成以上的任何一项功能 , 基本上每扇闸门都只是在需要时才关闭或开启, 并且必须保持在规定的位置。上面所有这些功能必须无有害的振动,在关闭时，必须保证止水。
结语：
在水工设计中，闸门的设计是其中重要的一项，它关系到在实施后使闸门结构牢固，启闭灵活，挡水严密，运用可靠等作用。在需要时可快速关闭闸门，阻断水流，因而是一个重要而关键的问题，它直接影响着水工建筑物效益的正常发挥。因此对闸门的设计质量严格把关，求精求细，是设计人员责无旁贷的义务。
参考文献：
[1]张艳.对水利工程中防汛闸门的设计的深入探讨[J].大科技:科技天地 ,2011(21):304-304.
[2]中国建设科学研究院. 普通混凝土用砂质量标准及检测方法[ M].北京:中国华龄出版社,1994.
[3]中国建设科学研究院. 普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法[ M] .北京:中国华龄出版社,1994.
[4]中国《水利水电工程钢闸门设计规范》 SDJ13一78,水利电力出版1978.11
论文作者:黄晓红
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期
论文发表时间:2015/9/23
标签：水闸论文; 闸门论文; 水工论文; 地基论文; 涵洞论文; 建筑物论文; 能力论文; 《基层建设》2015年15期论文;