浅谈水工闸门的设计

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1、浅谈水工闸门的设计摘要：在水工建筑屮，闸门主要掌管水位的调节以及过水流量的控制两项工作，是水工建筑健康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、加丁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。本文对水工闸门的设计进行了探讨。关键词：水工；闸门；设计中图分类号：TV文献标识码：A引言闸门是重要的水工建筑物之一，也是大坝、水电站、渠道等水利水电工程必不可少的水工建筑，其主要作用是封堵大坝、水电站、渠道等水工建筑物的进

2、出水口，然后按照需要打开闸门放水，调整上下游的水位，排除一些沉沙、冰块、漂浮物以及泄洪等，因此闸门的设计非常重要，它关系到闸门的承受能力以及水工建筑物功能的实现。一、水闸的作用水闸是一种既能挡水，又能够在工程屮泄除多余的水量，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防洪、灌溉、排水、航运和发电等多个行业Z中。水闸在目前水利水电工程中主要可以分为节制闸、进水闸、分水闸、排水闸、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

3、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屮。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Z中容易受到施工条件、地质条件和受力条件的影响。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…般情况下，水闸在选址的过程中，首先要考虑到周围的地质条件和水文条件,耍选择具有较高承载能力和抗剪能力的天

4、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，增加水闸的承载力、抗剪力。如果在工程施工的过程中，地质要求无法得到良好的控制，则容易造成在施工屮地基不受控制，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、水工闸门的设计1、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

5、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。尤其要注意流态的变化，需要根据实际情况而釆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

6、洞断面尺寸、长度变化都可能引起过流能力的变化。尤其是涵洞延长时，尚需重新判断涵洞的流态，即涵洞为有压、无压、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。水力设计中闸门控制运行方式主要为今后水闸的管理提供技术支持。因此，对闸门的开启程度以及相应的过流能力也应进行必要的复核计算，以方便水闸的运行管理。消能防冲设计计算时，需要特别注意特征水位变化引起的计算条件的变化，以此复核消能防冲工程能否满足设计要求。2、水闸门防渗排水设计水闸的防渗排水设计主耍

7、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、排水设施的型式、布置、构造和尺寸；渗流压力计算；渗流坡降计算，验算地基抗渗稳定性；滤层设计；防渗帷幕及排水孔设计；永久缝止水设计。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、排水设施型式、布置、构造和尺寸进行防渗排水设计验算。不同水闸存在问题不同，在除险加固设计时也应根据加固设计采取的措施，对改建后的排水设施进行复核计算。必须注意的是，一旦改变了原防渗措施,须对渗流压力进行计算,因为新增的防

8、渗设施可能会改变渗流压力分布，影响到闸室稳定。防渗设计时，一方面要注意特征水位变化引起的计算条件的变化，另一方面，也需尽可能根据

9、2建水闸多年观测的数据对地质参数进行必要的复核。3、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，采収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來的影响。水闸结构分析及稳定计算时，其荷