刍议水利水电工程中水闸的设计

刍议水利水电工程中水闸的设计

江苏省骆运水利工程管理处江苏宿迁223800

摘要:现如今,我国的经济发展水平越来越高,其中,水利水电工程也在不断进步,水闸的施工技术也被很多项目所应用。水闸施工比较复杂,工程对于水闸的施工要求不仅仅停留在调节水速方面,对于转化电能方面的要求也逐渐提高。因此,当前的环境友好型的社会背景下,水闸施工技术很有必要不断优化和创新。当前,我国的水利水电工程建设正在蓬勃发展,务必要确保水利水电工程建设的正常开展。只有在水资源足够充足的条件下,方可进行水利水电工程的建设。因此,在现在的发展环境下,水利水电工程的水闸设计发展前景良好。

关键词:水利水电;水闸工程;水闸设计

1导言

水利水电在我国的发展史可以追溯到秦汉时期,在现代我国也有大型的水利水电工程,例如:三峡工程、葛洲坝工程等等。建设水利水电工程的目的在于对水资源进行合理开发,主要还是向水利发电、农业灌溉等有利的方向进行发展,水利水电的开发主要是利用水利发电,水利发电能有效的进行水资源的利用同时也可以节约能源。但在水利水电工程中水闸的设计至关重要,在水闸设计中必须要做到科学合理。

2概述

2.1水闸

水闸是修建在河道渠道中利用闸门控制水速流量计调水位的水中建筑,在河道渠道中得到广泛的应用,水闸主要修建于河道与渠道中,其主要目的就是便于控制水的流速。水闸的设立可以有效的对洪水涝水进行宣泄保证下游的正常供水,同时水闸也可以满足发电、农用灌溉、生活用水等方面的需要。在水利工程中水闸的分类有很多种,水闸按照用途可以分为:节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。按照水闸的结构可以分为:开敞式、胸墙式、涵洞式等。按照水闸的结构性质可以分为:开敞式、胸墙式、涵洞式。

2.2水闸的组成部分

水闸的组成部分为:闸室、上游连接段、下游连接段这三部分。水闸主要是通过上游连接段、闸室、下游连接段这三部分组合而成,闸室作为水闸的主体部分主要分为:底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、工作桥、交通桥等。上游连接段主要的组成部分在于翼墙和护坡。下游连接段主要由消力池、护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、护坡等几方面组成。

2.3水闸的特点

按照水闸的分类对于水闸的特点进行以下描述:

节制闸:节制闸主要是用于调节水位和流量,其主要用于干旱时期河流的节流,通过对于河流的节流进行水位的上升,其目的在于满足上游的航运。而在洪水期,节制闸可以有效的控制下流流量,防止下游出现大面积的涝灾。

进水闸:设立进水闸的主要目的是控制水流量进入水坝,一般设立在水坝或渠道进水的位置。

分洪闸:分洪闸其主要特点在泄水能力大,能及时的分洪。分洪闸主要修建在江河的适当地段。

挡潮闸:在沿海地段常常会受到涨潮的影响,在涨潮的过程中为了防止海水进入江河我们会在江河的出口修建挡潮闸,修建挡潮闸的主要目的就是在于防止海水倒灌。

排水闸:排水闸修建在江河中,雨季中排水闸起的作用在于防止水位上升时出现江河中的洪水倒灌,其作用与挡潮闸相当。

3水利水电工程中水闸设计要点

3.1水闸选址与地基处理

对于水利水电工程而言,水闸选址是比较重要的工作环节。一般而言,最佳的选址方向是要结合施工情况进行地质地基的选择。在进行水闸的设置中,首先要对水闸地质与水文进行全面的分析,随后进行岩石地基的优选,通常而言,比较完整和新鲜的岩石地基是比较符合条件的,若没有发现符合要求的岩石地基,可以选择渗水性不强和压缩能力低的土质地基,或者是抗剪强度好和抗渗性高的土质地基与高承载力的土质地基。预压施工实在其原状土上加载进行的,固结好土,排出土中水分,防止出现后续建筑物地基沉降的现象,适当的进行承载力的改善。其中,进行预压的优点是:能够持续荷载,实现体积压缩的目的。相反,其缺点是:施工时间比较长,因此,对于工期比较短的施工,尽量使用其他施工方法。防止出现河水与闸基地下水紧密联系,很难实现降水效果。而换土垫层因为其操作简易,所以在传统的施工方式中是首选的地基处理方法。

3.2结构设计

由于水闸的结构设计没有统一的标准,每个地区都有自己的水闸结构设计规定。因此,在进行水闸的结构设计过程中,需要按照各地区的标准进行设计,务必设计结果符合地区的地质特点和水闸需求。同时,对于水闸负载方面的问题进行全面的考量,保证闸室与翼墙存在相对的抗滑作用。除此之外,因为根据本地地质条件与水闸现场的需求,进行地基处理工作。对于水闸建筑物而言,应该对其整体和部分结构进行科学的计算和合理的规划,提高水闸结构的安全性。

3.3防渗排水设计

对于水闸的防渗排水设计,应该根据工程的上下游地基情况和最高水位差进行施工设计,务必确保渗漏设施与非渗透底板的渗流区的作用,能够提高上部边界的不透水效果。除此之外,在施工安全的全体下,对地下轮廓线所对应的渗流与出逸坡度下降相关值进行确定,保证其计算的渗透压和计算的抗渗水性的精确性。在进行渗流与出逸面的相关设计中,要对其反滤层和减压井进行设定,保证渗水引流的顺利进行。

3.4水利设计

在进行水闸的水利设计中,要以水闸的设计指标为基础,结合水闸的实际设计需求。在进行水利设计过程中,要全面的进行水闸运用方式的考量,结合其水流过闸的状态,从而进行闸孔净宽度的设定。消能方式务必是在进行闸下水位指标和选址等地质状况计算后确定的,通过水跃消能方法的应用,对防冲的具体布局与尺寸进行明确的计算。如果在具体的实际环节中,只进行了水闸预估,并没有进行其精算,势必存在很大的偏差,影响上下游河床的冲淤情况,造成上下游水位异常。另外,要对大规模的水闸设计工程给予足够的重视,因为其设计精度的标准会越来越高,还需要进行模型测试,所以,确保设计计算的准确性。

4提高水闸施工技术质量的措施

4.1要正确选择水闸的形状

水利水电工程中应用的闸型类型比较多,不同的闸型都具备不同的优势和缺陷。因此,在进行水闸种类的选择的过程中,需要以水利水电工程的实际需求为基础,进行符合工程条件的水闸。同时,需要对施工管理和河道特性进行全面的考虑,优先考虑科学合理的水闸,保证水利水电工程的施工质量。

4.2严格把控水闸设计的质量

在进行水闸设计之前,需要进行图纸的设计,务必保证设计的科学合理性,有助于后续施工指导。图纸的设计质量直接影响着整个工程的工程质量,因此,要严格把控施工过程,降低问题的发生率。同时重视图纸设计环节,保证设计质量,全面考虑施工中的影响因素,对施工线程的地质环境和水利条件进行全面的分析,保证设计的图纸满足工程的建设需求。

4.3严格控制施工设备与材料质量

对于水利水电工程的水闸施工而言,施工材料和施工设备都是比较关键的影响因素。因此,要想提升水闸的施工质量,务必对施工设备进行严格的把控,在设备进场之前进行严格的选择,检查其是否符合施工要求。禁止不符合标准的施工材料入场,禁止劣质材料和设备出现,要严格把控施工材料的购买环节,对施工设备进行严格的筛选,合理的放置施工材料,保证工程质量。

结束语

在水利水电工程中水闸是关于整个工程的质量,要严格把控好所有可以出现漏洞的环节,保证水闸能够安全运行,同时水闸的设计的合理性及科学性也关乎到下游人民的用水安全及生命安全,所以不管在施工还是在设计当中我们都要做到稳扎稳打,把控好水利水电工程中的每一个环节,保证工程的施工质量。

参考文献

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