淺談水利工程建設(shè)中的水閘設(shè)計
陳勇杰
摘要：
在水閘工程設(shè)計中，排水與止水的問題最值得重視的，解決好排水與止水問題，水閘的設(shè)計也就完成了一半，所以本文重在針對水閘設(shè)計中的一些問題，比如消力池排水孔、閘基防滲面層排水、翼墻排水孔和止水伸縮縫等多個問題進行詳細的分析，希望可以為水利工程建設(shè)中的水閘設(shè)計作出貢獻。
關(guān)鍵詞：水閘；排水；止水
在水利工程建設(shè)中，水閘的應(yīng)用十分廣泛，所以在工程設(shè)計的全過程中，水閘工程的排水問題與止水問題往往就成了決定建筑物使用壽命的決定因素。
一、水閘排水
水閘排水問題主要集中在消力池的底板排水、閘基防滲排水、翼墻的排水等部位，下面就以下幾個方面進行詳細的探討與分析：
1 消力池底板排水孔
消力池底板具有承受水流的沖擊力、水流脈動壓力和底都揚壓力的多重作用，具備相當(dāng)?shù)闹亓亢蛷姸�，能夠抗擊重物沖擊、經(jīng)壓耐磨。為了有效減少護板底端的滲透壓力，可以在水平護板的后半部分設(shè)置部分垂直的排水孔，排水孔的下面可以鋪一層反濾層，同時，排水孔呈梅花形布置，能夠最大限度的進行排水。
有一部分的水閘工程，其中的消力池底板排水孔是從水平護板的首端一直延伸到尾部，其中護板全部布設(shè)有排水孔。目前關(guān)于此種布置，工程專家尚未有定論，因為，水流在出閘以后，經(jīng)過平穩(wěn)的整流排水后，經(jīng)過陡坡段流向消力池的水平底板處，在陡坡段的末端和水平底板的水平段相交處附近形成有效的收縮水深，所以此處動能的最大，即流速水頭也是最大的，產(chǎn)生水中壓強則是最小的。
2 閘基防滲面層排水
水閘在上游與下游巨大的水位差的強力作用下，上游水從河床慢慢滲透，繞經(jīng)上游防滲鋪蓋、板樁以及閘底板，再經(jīng)過消力池的反濾層由排水孔流至下游，起到有效排水的作用。
高防低排是這條地下輪廓線的布置原則，布置手法就是在高水位的一側(cè)大不量布置鋪蓋、板樁、淺齒墻等多個防滲止水的設(shè)施，滯滲延長底板上游的滲透路徑，使作用在消力池底板上的滲透壓力緩緩減小壓縮。在低水位一側(cè)設(shè)置濾水層進行排水，同時使用排滲管等設(shè)施排滲，使地基的滲水得到盡快地排出。
3 翼墻排水孔的設(shè)計
在水閘建成以后，除了閘基會出現(xiàn)滲流以外，滲水從河水的上游繞過翼墻、岸墻和刺墻后向下游流去，成為側(cè)向滲流。這種滲流很有可能會造成水閘底板滲透壓力的增大，并使得滲流出口處發(fā)生嚴重危害性的滲透壓力的變形，所以在水利工程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)做好側(cè)方向防滲排水設(shè)施。
為了排出積蓄的滲水，設(shè)置為單向水龍頭的水閘可以在下游翼墻和保護坡處設(shè)置多個排水孔，并且在擋土墻的另一側(cè)孔口處設(shè)置反濾層。但是，有些水利工程建設(shè)中的布置與設(shè)計，卻是在進口翼墻處設(shè)置了多個排水孔，這種無效且浪費資源的設(shè)計，使得翼墻失去了大部分防滲、抗沖、增加滲透路徑的能力，使得上游的水流并不是從垂直方向流向插入河岸的墻后繞滲，而是直接從排水孔滲入翼墻的后面，這將有效減少滲透路徑，增加了滲流的作用，同時也將減小翼墻插入河岸的作用。
4 防沖槽的設(shè)置
水流經(jīng)過關(guān)卡之后，水流的能量和速度已經(jīng)得到進一步的消除與減緩，但末端水流仍然具有一定的沖擊與洗刷能力，所以河床仍然難免受到?jīng)_刷。在末端采取加固穩(wěn)定措施，就是設(shè)置防沖槽。
在水利工程建設(shè)中，常見的防沖槽有拋石防沖槽和齒墻或板樁式防沖槽兩種。在末端處挖槽拋石，留下足夠的石塊，當(dāng)水流沖刷河床形成沖坑的時候，預(yù)留在槽內(nèi)的石塊沿沖刷的斜坡陡段滾下，鋪蓋在沖坑的上游斜坡的上面。防止沖刷坑向上游擴展，保護工程的安全。
二、水閘止水伸縮縫滲漏問題
水閘滲漏的問題在水利工程的建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)，并且基本都集中在止水伸縮縫上的問題。下面從滲漏的原因入手探討分析，并提出了一些有效的預(yù)防措施和準(zhǔn)備。
1滲漏原因
在水閘工程建設(shè)中，止水伸縮縫發(fā)生滲漏的原因有很多，其中有設(shè)計、施工以及材料本身的原因等等，但是其中的大部分都是由施工不慎所引起的，所以，水利工程建設(shè)規(guī)定止水伸縮縫施工都必須有嚴格的施工措施、工藝和施工方法。
在水利工程建設(shè)施工過程中，會引起水閘滲漏的原因通常有以下幾條：
(1)止水片上的水泥渣、油漬等污物沒有對其進行徹底的清除，在澆筑混凝土的過程中混有雜物，使得止水片與混凝土無法很好的結(jié)合而導(dǎo)致滲漏；
(2)止水片上有砂眼、釘孔或者接縫不可靠而導(dǎo)致滲漏；
(3)止水片處混凝土澆筑出現(xiàn)問題，在凝結(jié)過程中可能有氣孔而造成的滲漏；
2止水伸縮縫滲漏的預(yù)防措施和準(zhǔn)備
(1) 止水片上污漬雜物問題。
在水利工程的施工過程中，使用脫模劑對模板進行處理的時候容易使止水片沾上脫模劑的污漬，從而導(dǎo)致在澆筑混凝土?xí)r可能出現(xiàn)滲漏，所以模板上使有脫模劑的這道工序，必須要安排在模板安裝之前并在倉面外脫模完成。在澆筑過程中不斷會有雜物掉到止水片上，故在初次清除的基礎(chǔ)上還要強調(diào)在混凝土淹埋止水片時再次清除這道工序。
(2) 止水片砂眼、釘孔和接縫問題。
在止水片材料的采購中，應(yīng)當(dāng)對材料的審核嚴格把關(guān)。不但止水片材料的品種、規(guī)格和性能要滿足水利工程建設(shè)的規(guī)范和設(shè)計的要求，對他的外觀也要進行仔細的檢查，對不合格的材料應(yīng)當(dāng)及時的更換和清倉。止水片在安裝的時候，也必須有施工人員在一旁協(xié)助，在以往的施工中，技術(shù)人員會將止水片用鐵釘釘在模板上，這樣就會會在止水片上留下釘孔，影響止水的效果。這種方法是可以避免的，方法就是采取模板嵌固來固定止水片。
(3) 沉降差對止水結(jié)構(gòu)的影響問題
沉降差很難得到避免，究其原因，其中有設(shè)計方面的因素，當(dāng)然也有施工方面的因素。在施工中因為結(jié)構(gòu)荷載的不同，沉降量通常也不盡相同，大的沉降差通常都會出現(xiàn)在荷載懸殊的結(jié)構(gòu)之間。施工方面可以采取預(yù)沉和設(shè)置二次澆筑帶的施工措施來降低沉降差。
三、結(jié)語
通過上文所述，在水利工程建設(shè)中水閘工程的設(shè)計，消力池的底板應(yīng)在后面的部分設(shè)置垂直的排水孔，以有效排除上游來的滲流。水閘的平鋪式排水體應(yīng)當(dāng)從水閘底板的出口的后半部分的水平整流段進行鋪設(shè)與維護，并堅持連續(xù)到消力池的排水孔的下端。
在進口翼墻處，最好不要設(shè)置排水孔，避免滲水不能繞過翼墻而直接進入墻后的現(xiàn)象發(fā)生。同時防沖槽中應(yīng)當(dāng)置放拋塊石，而不是干砌石，更不能使用漿砌石，以便沖坑出現(xiàn)之后，塊石可以自動迅速的滾落到?jīng)_坑面上，起到有效的保護作用與止水作用。
止水伸縮縫的滲漏應(yīng)當(dāng)以預(yù)防為主，采取防治結(jié)合的綜合措施。止水伸縮縫滲漏防治工作涉及的都是一些非常具體的工藝手法，需要的是精工細活。這就要求止水縫設(shè)計和施工人員要有高度的責(zé)任感和非常良好的職業(yè)道德。尤其要求施工人員要有非常熟練的設(shè)計與施工技能，注重施工中的每一道工序、每一項環(huán)節(jié)、每個細節(jié)的質(zhì)量，細心謹慎，一絲不茍，來不得半點馬虎，嚴格細心的執(zhí)行規(guī)章制度，杜絕粗心大意和馬虎麻痹的惰工思想。
四、參考文獻
[1] 張競競. 馬房溝提水工程進水閘設(shè)計綜述. 山西水利科技[J]. 2005(10).
[2] 梁曉蕓. 石少華. 南陽渠灌溉工程總干渠泄水閘設(shè)計. 甘肅水利水電技術(shù)[J]. 2002(2).
[3] 陳芳. 水閘排水與止水問題的分析. 水利科技與經(jīng)濟[J]. 2009(8).
[4] 郭中瓊. 水閘設(shè)計問題的分析. 中國水運[J]. 2009(11).
[5] 馬志云. 郭麗莉. 王宏光. 特殊地形分水閘設(shè)計. 黑龍江水專學(xué)[J]. 2006（9）.
[6] 石金堂. 新洲舉水橡膠壩泄水閘設(shè)計. 中國農(nóng)村水利水電[J]. 2005（2）.
 

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