王海斌
上海市松江区水利建设项目管理服务中心上海201600
摘要：在改革开放以来，水利工程是农业发展的重要组成部分，也是国民经济可持续发展的命脉所在。近几年，上海对于水利工程建设投入越来越多，关注度也越来越大，因而对于水闸设计方面的要求也就相应的提高了。本文就多年来在水利工程建设中的实践和经验，将水闸设计作为设计的研究对象，简要地阐述了水闸的选址、设计、建设地基以及存在的隐患问题，以期为同行业的人员提供相应的参考。
关键词：水闸;设计;要点;方法
引言
为了实现对水利资源的充分利用，上海修建了大量水利设施，随着资源利用量的增大与资源问题的日益突显，相关技术的发展，对水闸设计要求也在提升，水闸在发挥其传统功能作用的同时，又被赋予了新的使命。不同的水利工程中水闸的作用是不同的，依据其分类可以将水闸分为进水闸，节水闸，排水闸，分水闸，冲沙闸，考虑到其不同的使用功能，并且作为水利工程的一个组成部分，在进行设计时需要全面考虑。
1水闸的作用
水闸主要指的是修建在河道、渠道、海口等区域的水工建筑物，水闸通常是通过闸门对水流的流量进行控制以及对水位进行调节的建筑物，在水利工程中修建水闸能够有效的对水流流量和水位进行调节和控制，从而实现挡水和引水等功能要求。将闸门关闭，能够起到拦截洪水、抬高水位等作用；将水闸开启能够起到排涝、泄洪、取水等作业。水闸修建在平原地区，主要功能有排水、泄洪、取水、排涝、发电等，可以说是一项综合的水利工程。
2水闸设计要点分析
2.1水闸选址工作需要注意的方面
水闸的组成包括了四个方面，闸室，消能防冲设施，防渗与排水设施，联接两岸的建筑物体，使用时闸门发挥的作用在于对过闸水流进行控制，排水设施则主要是为了确保闸基安全，确保在水闸使用的过程中不会出现安全问题。在材料选择方面要考虑到透性水，防水性问题。水闸建设时选址工作非常关键，水闸在使用过程中之所以会出现问题，一个重要的原因就是在于前期选址工作存在问题。选址工作首先需要确保水闸的安全性，在安全性得到满足的基础上满足使用时的其它需求，使用时的具体要求是水流能够以稳态形式通过，方便后期管理工作开展，设计工作同时需要满足经济性要求。综合上述要求，选址需要对地质条件进行认真的分析，并结合到水文条件。如果岩石地基完整在上面施工则效果非常好，土质地基施工需要考虑以地基的承载力，透水性，抗剪强度。施工区域内如果地基存在问题就需要对其进行处理，但是该方式会增大成本。而部分施工单位未能对地基进行处理，从而导致后期使用过程中面临安全问题，为解决问题同样也会增大成本，因此选址工作十分的重要。
2.2泄洪闸底板高程设计
在对闸底板高程的确定需要综合实际情况进行确定，高程设计涉及到的因素有很多，主要包括地质情况、水文地质条件、水流、洪水等因素。在设计过程中，主要是通过建模的方式进行分析和论证，同时还应该参考国内外成果的、先进的建设经验，对高程设计的合理性和准确性进行保证。高程不能出现太低的情况，如果高程太低，就可能导致水闸会分走过多的水流，那么下游的水流的冲刷能力就会降低，导致泥沙淤积的情况，因此泄洪闸底板高程的确定应尽量维持河道原有的泄洪排沙能力。
2.3水闸消能防冲设计
在水闸中，还有一项较为重要的施工就是对消能防冲进行设计，其一般涉及到较多的内容:①控制好工程的工况;②计算并控制好设施;③计算消力池的面积以及深度的控制要求;④计算河床冲刷的能力要求。通常在水闸设计时，水闸的消能防冲设计的主要依据来源于工况所需要的设计目标以及要求，这也是水闸选址时的一个重要参数和首要前提。如今的设计以及控制水闸的消能时，都是以工作中闸高的水位为基准，并及时的宣泄并排除多余的水量，且下游水位要求要选取最低值，该方法也是现阶段水闸施工中比较常见的一种方式，也是保证水闸工程能够正常工作的核心所在。在这样的一种工况下，闸门的初始开启度通常都是以消力池深度计算的主要控制因素，而在设计水闸泄水最大的洪水流置时，相应的下游水位要确保是最低的。
2.4闸下防渗与闸室结构设计
水闸的防渗设施有水平铺盖、板桩、地下防渗墙、齿墙和垂直土工膜，水闸防渗措施的选择需要根据工程实际情况进行选择。闸室是水闸的主体部分。开敞式水闸闸室由底板、闸墩、闸门、工作桥和交通桥等组成，有的还设有胸墙。闸室的结构形式、布置和构造，应在保证稳定的前提下，尽量做到轻型化、整体性好、刚性大、布置匀称，并进行合理的分缝分块，使作用在地基单位面积上的荷载较小，较均匀，并能适应地基可能的沉降变形。
2.5地基处理设计
在如今的水利工程建设中，处理水闸的地基已成为一个重点施工环节了，通常来说在水利工程施工中，处理地基的方法有很多，而就现阶段的工程项目来说，对地基处理一般有以下几个主要目的:第一，能够进一步提高地基的承载能力，使得建筑工程更为稳定，且具有较强的承载力。第二，有利于处理好地基中不同的安全隐患问题，并将地基中的有害物质消除掉，防止地基发生沉降。第三，能够有效减少土壤中水分的含量，避免因为存在的渗漏隐患而使得地基发生变形，并最终导致地基出现滑移的隐患。现阶段，在我国水闸地基中常见的安全隐患有两方面，其一，承载力较低，其二，沉降严重。所以，在如今的一些工程项目中要想解决这两个问题，就要使用不同的技术手段:①垫层法;②替换法;③填充法;④灌浆法等。其中，由于垫层法和填充法在工程项目中不易受外界因素的影响，且对于地基处理有着较高的强度，所以这两种方法在处理水闸安全隐患方面最为常用且备受关注。
2.6水闸施工裂缝问题防治措施设计
工程在施工的过程中会应用混凝土，而混凝土会发生水化反应，释放大量热量，从而导致混凝土表面与内部温差过大。由于其导热性低，热量在底部堆积，从而导致开裂。底板在进行施工时，温度会逐渐降低，内部出现变形，拉应力导致裂缝产生。在设计施工图对施工裂缝问题明确防治措施，要明确预防裂缝问题，首先需要提升混凝土抗拉强度，可以通过水灰比比例调整来达到目的，也可以将纤维材料添加于其中。在施工环节，水灰比符合要求的情况下，可以使用减水剂，从而降低混凝土温度，防止裂缝出现。也可以在其中加入膨胀剂，对混凝土体积收缩进行补充。在施工过程中将骨料的温度适当降低，缩短混凝土搅拌与施工场地二者间的距离。
结语
总而言之，在水闸设计项目建立和运行过程中，要针对实际问题进行统筹处理，确保控制结构和运行维度的有效性，要保证设计要点和设计结构进行综合计算和细化分析。无论是字水电测量机制建立时，还是在测量技术统筹分析的过程中，都要将技术模型和水闸设计处理效果结合在一起，将理论和实践进行统一，最大程度上的提高水闸设计项目的质量和综合水平。
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