水利工程中水闸设计的要点及注意事项分析

1、水利工程中水闸设计的要点及注意事项分析摘要：现如今随着经济和社会的飞速发展，我国惠民建设领域取得了明显的 进步。在新时期的大背景下，工农产业的不断发展和融合，也对水利事业的发展 提出了全新的要求。而水闸设计作为其中的关键环节，对工程建成后的功能发挥 具有巨大影响。但是在水闸设计期间，仍存在一些问题，导致水利水电工程的整 体质量受到影响。因此相关设计人员需要严格掌握设计要点和措施，以提升设计 质量。关键词：水利工程；水闸设计；要点；注意事项引言随着水闸在我国水工建筑的建设过程中被运用的越来越广泛，很多学者对其 相关研究也越来越深入，但由于水闸的复杂性，特别是砂土地基上的水闸设计分 析等相关问题还

2、有待进行进一步的研究。结合实际的工程项目，对砂土地基上的 水闸设计进行研究，从而更好地指导工程实践。1水闸设计的重要性水闸设施是水利水电工程中的一个重要设施，其关系到工程作用的发挥效果。 因此设计人员与施工技术人员要加强联系和沟通，结合工程实际需求以及条件， 全面分析水闸设计方案，促使生产质量与我国相关的硬件设备标准规范相符合， 以提高水闸的使用价值，有效控制水利水电工程的硬件生产质量，满足现代化水 利水电工程设计要求。另外，水闸设施是水利水电工程中的核心组成构件，对水 电资源转化具有良好的效果。所以在此基础上，应当合理开展水闸设计工作，最 大限度的保障水利水电工程运行的可靠性和安全性，充分提

3、高工程效益。2水闸设计中的险情分析2.1泄流冲刷过程在进行水闸设计过程中，其中泄流过程中对砂土地基土的冲刷是研究的重点 难点，在进行泄水时，由于下游水位较低，上下游之间的水位差相差较大，此时 水流产生的动能很大，对砂土地基的冲刷严重，一般情况下，在水闸进行泄流之 前，会设置消力池，消力池会卸载大部分水流动能，残余动能对砂土地基土进行 冲刷，当冲刷力较强且持续时间较长时，水闸地基砂土被水流携带冲入下游，造 成水闸地基板底脱空，水闸失稳，造成工程事故。2.2水力分析水力的大小主要取决于上下游之间的水位差，当水位差大时，产生的水力大， 反之，当水位差较小时，产生的水力较小。在放水条件下，基本情况下均

4、为缓流 放水，且通过消力池的消能，产生的水力值基本上在控制范围内。当在恶劣情况 下放水，或者在不对称情况下开启水闸闸门时，其产生的水力值往往较大，且其 水力值的作用方向往往具有不确定性，从而水力对砂土地基进行冲刷，裹挟砂土 冲下下游，造成底板脱空，水闸基础出现不均匀沉降或者下沉，造成工程事故。3水利工程中水闸设计的要点针对现阶段我国部分水利水电工程在水闸设计中存在的相关问题，设计人员 要在全面分析原则的基础上，采取有效施工测绘措施，提高图纸测绘的准确性、 重视防冲功能设计，保障其符合工程实际需求、选择适合的水闸类型，提高工程 整体质量、优化导流方案设计，确保水闸功能有效发挥，最大限度的提高水利

5、水 电工程水闸设计水平，保障水利水电工程建成后能够稳定运行和运营。3.1施工测绘措施在水利水电工程中，由于水闸、大坝等自身的荷载相对较大，因此必须保障 地基基础具有牢固稳定性，因此相关设计人员要在着手设计和施工之前，开展全 面的现场勘察和测绘工作，在这一过程中要采用合理的施工测绘措施，以提高施 工图纸的测绘质量。首先，相关设计人员要充分了解工程当地的气候条件和地形 地质情况，结合相关历史勘察资料以及实地测绘，在开展测绘时，应合理利用各 种现代化测绘工具和信息系统，以确保测绘数据的准确性和可靠性，集合所用测 绘信息，经细致分析后整理形成施工测绘报告，并以此为基础，确定初步的水闸 设计思路；其次是

6、在完成施工测绘工作之后，要将水闸初步设计方案上报到相关 部门进行审核，及时发现存在的设计问题，并对其进行有效处理。当设计图纸通 过后，则可以应用到后续的具体施工活动中，尽可能的提高水利水电工程的水闸 设计建设质量。最后，完成工程测绘措施后，可选择灌浆法、开挖法以及防渗墙 法等有效处理地基，为水闸设计提供依据和指导，便于保障后续设计的有序开展。3.2防冲设计措施对于水闸设计的防冲功能，相关设计人员需要充分掌握当地的水文条件和规 律，对气候变化情况和生态环境系统进行全面的了解，同时还要严格根据水利水 电工程的生产需求对防冲功能进行设计。因此设计人员在具体工作中，第一步要 尽量选择最低的水位数据信息

7、，按照附近河道条件等开展水利水电工程防冲系统 的设计工作。第二步，相关设计人员需要对水闸流速进行科学的控制和设计，而 且要考虑合理的蓄水处理功能。第三步，相关设计人员应当利用BIM等先进的计 算机信息技术，将各项水闸和防冲功能数据输入系统，开展模拟仿真分析，对存 在的设计问题和施工问题进行优化和改善，实现工程建成后，水闸能够具有相对 良好的运行状态，起到一定的防冲功能。4水利工程中水闸设计的注意事项4.1渗流注意事项渗流指的是水闸挡水过程中导致上下游水位存在差值，基于此情况，水闸、 闸基和两岸的连接位置便会发生渗流情况。如果存在渗流，水闸底部形成扬压力， 使其重力作用衰减，进而导致水闸稳定性下

8、降严重。如果存在侧向渗透，会形成 水平压力，对两岸建筑物有较大影响，稳定性不佳。如果渗水量较大，则会对挡 水作用产生影响。4.2冲刷注意事项开闸泄水的工程中，如果下游水位较浅或者没有水，受水位差的影响，导致 水流流速增加，对下游造成严重冲刷。除此之外，水闸两岸为软弱岩层或土层， 修建过程中设置过多的闸孔，开启某一孔则产生折冲水流，对下游河岸造成严重 冲刷。4.3沉陷如果水闸建立在软土地基上，那么在其自身和外部荷载作用下则会发生沉陷 的情况。尤其是底板传到地基荷载的分布不均衡，或者分布于地基土层的荷载不 均衡，都会导致沉陷情况的出现。并且地基的沉陷还会引发水闸的下沉，或者致 使闸室出现倾斜，极可

9、能致使水闸断裂，对水闸的正常稳定运行造成严重威胁。4.4稳定常规使用水闸的过程中，拦截上游的水位较高，这也致使上游和下游之间形 成一定的水位差，导致水平压力较大。因此想要提高自身的稳定性，水闸需要具 有相应的重量。除此之外，建成水闸之后，如果没有在挡水和使用情况下发生无 水期，则会形成较大的垂直荷载，导致基底的压力远远高于地基实际承受的承载 力，进而致使地基出现变形或者闸基土被挤出等不良情况，进而引发水闸和地基 滑动的风险。因此在进行水闸修建的过程中需要确保其基础面积，这样才有助于 减少基底的压应力。结语在进行水闸设计时需要对各个因素进行全面分析，结合实际施工情况，深入 分析工程周围的环境、水质、地质等因素，施工过程中严格遵守施工指标及要求 进行施工，对于可能发生的问题做好预防准备工作，有效提高水闸的运行质量。参考文献1朱健，王汴歌.退水闸方案比选与工程设计J.河南水利与南水北调， 2019， 48 （11）： 66-68.以湖南省湘阴县白水2 王俊.对大中型水闸除险加固设计的一些思考 江水闸为例J.湖南水利水电，2019，（6）： 5-7.以湖南省湘阴县白水耿贵江.基于有限元分析的水电站