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【摘 要】 在我国社会不断发展的当今社会，建筑、水利、市政等工程在不断的加快进程，不断的发展，在其中的水利水电工程中，设计是至关重要的一环，是不可或缺的，在施工之前首先要根据工程的实际情况进行设计。在该工程中水闸有着举足轻重的作用，在不断发展的社会中，水闸设计也在不断的创新，并且向可持续发展的方向不断前进，不断的为水利水电工程的经济效益的提高做着贡献。在本篇文章中主要就水利水电工程中水闸的设计探讨，对其设计方法、地基处理、底板高程、选址等等方面做了一一阐述，并且就其排水问题也做了一定的介绍，希望同行之间可以交流，共同进步。
【关键词】 水利水电;水闸;设计
水闸工程在水利水电工程中的作用是巨大的，所以要想发挥水利工程的引水和排涝功能，就必须重视水闸工程的设计。施工的质量是与广大人民的财产和生命安全息息相关，水闸施工要根据各个工程的具体施工特点，来制定相应的水闸工程质量管理措施。只有制定相对比较完善的工程质量管理制度和体系，才能确保水闸工程的设计质量。随着可持续发展观的不断深入，使得各种清洁能源得到了广泛运用，水利水电工程也不例外，为此，必须做好水闸设计的管理，这样才能为水利水电工程的广泛实施提供有效技术支撑。
1 水闸消能防冲的方法设计
通常情况下，消能设计是水闸设计中必不可少的一项。控制工况有时消能设计的其中一部分，更显其重要。控制工况一般是指对于下游的相应水位一定要正规的取下限值，关于闸的蓄水位要保证最高点，才能够使得上游具备多余的水量。在这种情况下，通过一定的深度计算，就可以得出消力池的具体控制因素，这也就是闸门的最初始的开启深度。水闸设计中还有一项防冲设计，它的控制工况是，为了能够使下游的相应水位相对较低，水闸的泄放要最大程度上设计洪水的流量。就目前来看，水流的规律也在不断的发生变化，让人难以捉摸，这是因为环境、气候、温度等都在不断的变化，人类活动范围不断扩大。因此，一定要全方位地考虑选取最低水位以及最高蓄水位时，其水文条件以及河道地形的变化程度。
2 水闸的选址
水利水电工程中对于水闸的选址是极其重要的组成阶段。对于水闸最为合适的选址方向，应该朝着地质相对较好的天然地基为优先选择的选址条件，在选址的过程中一定要全方面的考虑。在一般情况下，对于管理的情况以及使用的要求一定要符合水闸的设置标准，然后对于水闸的水文条件和地质条件要透彻的分析之后，才能够择优选取岩石地基，此处用的岩石地基一定是较为新鲜完整的，如果没有找寻到符合程度的岩石地基的时候，对于透水性小、抗剪强度高、抗渗稳定好、压缩性低以及承载能力大一些的土质地基也可以与之代替使用。
3 水闸的地基处理
3.1桩基的方法
在大多的施工方法中，桩基可以概括为灌注桩和预制桩两个方面。对于上拔力和水平的荷载时桩基在一定程度上可以承受的，在3种情况下，可以有效的得到利用，分别为在沉降的过程中，所属的建筑物具备非常高的要求;竖向的荷载的结构非常集中，并且很大;相应的结构，受到了大面积地面的荷载影响。
3.2预压的方法
所谓预压就是进行事先的加载，对于场地的土排水固结进行相应的加速，最终将地基承载力的提高以及沉降的减少得以完善。预压的方法具备的优点之处为：荷载持续保持的情况下，体积相对来说会产生非常大的压缩，对于水闸的强度会拥有明显的增长度。例如：黏性的土地基以及淤泥质土都会呈现较好的成效。预压的方法存在的缺点在于：在确定的工期内不能够将施工部分有效完成，一般情况下，在施工的工期相对很紧的时候，是不提倡采用此方式的。因为闸基地下水是与河水紧密相连的，自然就得不到有效的降水，那么在解决问题的过程中，就会使用很久的时间。
3.3换土垫层的方法
换土垫层的方法是比较传统的方式，所以在操作上相对简单些，并且在实践的过程中，一般情况下使用换土垫层的方法时，基本上没有出现过问题。因此，换土垫层的方法一直是首选的地基处理方法。软弱的土层如果小于3m的情况下，指的是浅层地基，相反，承载力特别高的土层就是下卧层地基。
4 闸型的正确选择
水利水电工程中水闸包含的闸型是多种多样的，在这诸多闸型当中具备着不同的优缺点以及具体的功能，选择闸型的过程当中，不应该只是选择新颖度高的闸型，一定要根据实用度进行选择。水闸的形式千姿百态，由非常多的不同因素来形成的。因此，在选择的过程中，要多方面对施工的管理、河道的特性、当地的实际地质地形进行充分的考虑，对于选择闸型的目标，必须是将合理并科学的闸型优先选择。
5 水闸的排水问题
5.1防冲槽
水利水电工程中的防冲槽就是对于水闸的关卡末端实施的加固措施。水流在经过关卡的时候，由于关卡的作用使得水流的速度和能量，在一定程度上减小了，可是经过关卡末端部位时，会重现原来的冲击能力，水流的强力冲击对于河床一定会造成危害。往往在关卡末端设置的通常为抛石防冲槽，其设置流程是将在关卡的末端进行挖槽抛石，在水流冲击河床的过程中，由于末端具备了非常多的石块，使得在形成冲坑的过程中，留下的石块根据水流的冲击方向，沿着陡坡的方向顺势滚下，所以在冲坑上游的斜坡上要设置铺盖。主要的流程为的是将冲刷坑的向上游扩展的流程能够有效避免，为水利水电工程营造安全性能。
5.2消力池底板的排水孔设计
在水利水电工程中，消力池底板必须承载着不同因素所带来的力量，其中包含水流的脉动压力、水流的冲击力等等，一定要充分的耐磨静压，对于重物的冲击能够合理的抗击，并且要具备很大程度上的强度和重量。垂直的排水孔可以设置在水平护板的后半部分，并且反滤层一定要铺在排水孔的下面。在布置形态上，将排水孔布置成梅花形，以使排水通畅，减轻护板低端的渗透压力。
5.3闸基防渗面层的排水 水利水电工程的上游以及下游有非常明显的水位差，从而起到了强力的作用，在一系列的流程进行中可以有效的开展排水的活动。其具体的流程为：上游水渗透进河床中，然后经过闸底板、防渗铺盖和板桩，最后经过消力池的时候，通过反滤层的排水孔顺畅的流进下游地段，有效的排水自然生成。对于地基的渗水方面，最优质的效率是应该以最快的速度排出去，想要速度加快，就要对于防渗止水的设施大量布置在高水位的一侧，具体布置防渗止水的设施可以是板桩、浅齿墙或铺盖，这样的方式可以将底板上游的相关渗透路径有效延长，使得渗透压力在消力池底板上能够压缩减小。同时，滤水层的设置可以有效排水，排渗管可以合理的进行排渗。
6 水闸的底板高程
在水利水电工程中确定的水闸底板高程是极其重要的，绝对不能够粗心大意，闸的质量、造价、制作以及施工与闸底板高程的选取有着直接的联系。闸底板高程要多角度、多方面的考虑到是否满足正常的运行、经济、地质以及水文地质是否符合标准等。例如：过低的闸底板高程会导致拦河闸的功效，对于防沙冲的布置，以及闸门的启闭力都会存在严重的困难，同时对地基的处理和开挖也增加了相应的难度。因此，闸底板高程能否正确的选定，意味着整个流程的顺畅与否，一定要把最佳的方案放到首位，然后进行综合考虑。
7 结束语
水利水电工程中水闸的设计是非常重要的，水闸作为泄水以及挡水的建筑物，在不同的水利工程中都充当着不同的重要角色，其中可利用的水利工程包含发电、航运、排水、灌溉、防洪等等。水闸的设计是极其特殊的，设计的受力条件、地质条件以及施工条件，都会直接影响着水工工程的顺利运行。在科学不断进步的今天，对于水利水电工程的水闸设计也是越来越成熟，但是有时也避免不了主观因素以及客观因素所带来的阻碍。因此，在设计水利水电工程的水闸时，一定要以合理运行和安全性作为首要目标，全方面、多角度的进行设计的考虑，力求使我国的水利水电工程科学合理地创造惊人成绩。
参考文献：
[1]张坤.水闸设计相关问题探讨[J].科技与生活，2012（05）.
[2]彭云峰.浅析水利工程中水闸设计方法[J].中国科技博览，2011（30）.
[3]李树慧，张银华.水闸设计中消能控制条件计算[J].科技信息，2012（07）.
[4]丁爱萍.水闸设计系统的研究及实现[J].大连理工大学：机械工程，2005（01）.
[5]石浩志，苏建明.对水闸设计要点及方法的研究[J].城市建设理论研究：电子版，2012（03）.
【关键词】 水利水电;水闸;设计
水闸工程在水利水电工程中的作用是巨大的，所以要想发挥水利工程的引水和排涝功能，就必须重视水闸工程的设计。施工的质量是与广大人民的财产和生命安全息息相关，水闸施工要根据各个工程的具体施工特点，来制定相应的水闸工程质量管理措施。只有制定相对比较完善的工程质量管理制度和体系，才能确保水闸工程的设计质量。随着可持续发展观的不断深入，使得各种清洁能源得到了广泛运用，水利水电工程也不例外，为此，必须做好水闸设计的管理，这样才能为水利水电工程的广泛实施提供有效技术支撑。
1 水闸消能防冲的方法设计
通常情况下，消能设计是水闸设计中必不可少的一项。控制工况有时消能设计的其中一部分，更显其重要。控制工况一般是指对于下游的相应水位一定要正规的取下限值，关于闸的蓄水位要保证最高点，才能够使得上游具备多余的水量。在这种情况下，通过一定的深度计算，就可以得出消力池的具体控制因素，这也就是闸门的最初始的开启深度。水闸设计中还有一项防冲设计，它的控制工况是，为了能够使下游的相应水位相对较低，水闸的泄放要最大程度上设计洪水的流量。就目前来看，水流的规律也在不断的发生变化，让人难以捉摸，这是因为环境、气候、温度等都在不断的变化，人类活动范围不断扩大。因此，一定要全方位地考虑选取最低水位以及最高蓄水位时，其水文条件以及河道地形的变化程度。
2 水闸的选址
水利水电工程中对于水闸的选址是极其重要的组成阶段。对于水闸最为合适的选址方向，应该朝着地质相对较好的天然地基为优先选择的选址条件，在选址的过程中一定要全方面的考虑。在一般情况下，对于管理的情况以及使用的要求一定要符合水闸的设置标准，然后对于水闸的水文条件和地质条件要透彻的分析之后，才能够择优选取岩石地基，此处用的岩石地基一定是较为新鲜完整的，如果没有找寻到符合程度的岩石地基的时候，对于透水性小、抗剪强度高、抗渗稳定好、压缩性低以及承载能力大一些的土质地基也可以与之代替使用。
3 水闸的地基处理
3.1桩基的方法
在大多的施工方法中，桩基可以概括为灌注桩和预制桩两个方面。对于上拔力和水平的荷载时桩基在一定程度上可以承受的，在3种情况下，可以有效的得到利用，分别为在沉降的过程中，所属的建筑物具备非常高的要求;竖向的荷载的结构非常集中，并且很大;相应的结构，受到了大面积地面的荷载影响。
3.2预压的方法
所谓预压就是进行事先的加载，对于场地的土排水固结进行相应的加速，最终将地基承载力的提高以及沉降的减少得以完善。预压的方法具备的优点之处为：荷载持续保持的情况下，体积相对来说会产生非常大的压缩，对于水闸的强度会拥有明显的增长度。例如：黏性的土地基以及淤泥质土都会呈现较好的成效。预压的方法存在的缺点在于：在确定的工期内不能够将施工部分有效完成，一般情况下，在施工的工期相对很紧的时候，是不提倡采用此方式的。因为闸基地下水是与河水紧密相连的，自然就得不到有效的降水，那么在解决问题的过程中，就会使用很久的时间。
3.3换土垫层的方法
换土垫层的方法是比较传统的方式，所以在操作上相对简单些，并且在实践的过程中，一般情况下使用换土垫层的方法时，基本上没有出现过问题。因此，换土垫层的方法一直是首选的地基处理方法。软弱的土层如果小于3m的情况下，指的是浅层地基，相反，承载力特别高的土层就是下卧层地基。
4 闸型的正确选择
水利水电工程中水闸包含的闸型是多种多样的，在这诸多闸型当中具备着不同的优缺点以及具体的功能，选择闸型的过程当中，不应该只是选择新颖度高的闸型，一定要根据实用度进行选择。水闸的形式千姿百态，由非常多的不同因素来形成的。因此，在选择的过程中，要多方面对施工的管理、河道的特性、当地的实际地质地形进行充分的考虑，对于选择闸型的目标，必须是将合理并科学的闸型优先选择。
5 水闸的排水问题
5.1防冲槽
水利水电工程中的防冲槽就是对于水闸的关卡末端实施的加固措施。水流在经过关卡的时候，由于关卡的作用使得水流的速度和能量，在一定程度上减小了，可是经过关卡末端部位时，会重现原来的冲击能力，水流的强力冲击对于河床一定会造成危害。往往在关卡末端设置的通常为抛石防冲槽，其设置流程是将在关卡的末端进行挖槽抛石，在水流冲击河床的过程中，由于末端具备了非常多的石块，使得在形成冲坑的过程中，留下的石块根据水流的冲击方向，沿着陡坡的方向顺势滚下，所以在冲坑上游的斜坡上要设置铺盖。主要的流程为的是将冲刷坑的向上游扩展的流程能够有效避免，为水利水电工程营造安全性能。
5.2消力池底板的排水孔设计
在水利水电工程中，消力池底板必须承载着不同因素所带来的力量，其中包含水流的脉动压力、水流的冲击力等等，一定要充分的耐磨静压，对于重物的冲击能够合理的抗击，并且要具备很大程度上的强度和重量。垂直的排水孔可以设置在水平护板的后半部分，并且反滤层一定要铺在排水孔的下面。在布置形态上，将排水孔布置成梅花形，以使排水通畅，减轻护板低端的渗透压力。
5.3闸基防渗面层的排水 水利水电工程的上游以及下游有非常明显的水位差，从而起到了强力的作用，在一系列的流程进行中可以有效的开展排水的活动。其具体的流程为：上游水渗透进河床中，然后经过闸底板、防渗铺盖和板桩，最后经过消力池的时候，通过反滤层的排水孔顺畅的流进下游地段，有效的排水自然生成。对于地基的渗水方面，最优质的效率是应该以最快的速度排出去，想要速度加快，就要对于防渗止水的设施大量布置在高水位的一侧，具体布置防渗止水的设施可以是板桩、浅齿墙或铺盖，这样的方式可以将底板上游的相关渗透路径有效延长，使得渗透压力在消力池底板上能够压缩减小。同时，滤水层的设置可以有效排水，排渗管可以合理的进行排渗。
6 水闸的底板高程
在水利水电工程中确定的水闸底板高程是极其重要的，绝对不能够粗心大意，闸的质量、造价、制作以及施工与闸底板高程的选取有着直接的联系。闸底板高程要多角度、多方面的考虑到是否满足正常的运行、经济、地质以及水文地质是否符合标准等。例如：过低的闸底板高程会导致拦河闸的功效，对于防沙冲的布置，以及闸门的启闭力都会存在严重的困难，同时对地基的处理和开挖也增加了相应的难度。因此，闸底板高程能否正确的选定，意味着整个流程的顺畅与否，一定要把最佳的方案放到首位，然后进行综合考虑。
7 结束语
水利水电工程中水闸的设计是非常重要的，水闸作为泄水以及挡水的建筑物，在不同的水利工程中都充当着不同的重要角色，其中可利用的水利工程包含发电、航运、排水、灌溉、防洪等等。水闸的设计是极其特殊的，设计的受力条件、地质条件以及施工条件，都会直接影响着水工工程的顺利运行。在科学不断进步的今天，对于水利水电工程的水闸设计也是越来越成熟，但是有时也避免不了主观因素以及客观因素所带来的阻碍。因此，在设计水利水电工程的水闸时，一定要以合理运行和安全性作为首要目标，全方面、多角度的进行设计的考虑，力求使我国的水利水电工程科学合理地创造惊人成绩。
参考文献：
[1]张坤.水闸设计相关问题探讨[J].科技与生活，2012（05）.
[2]彭云峰.浅析水利工程中水闸设计方法[J].中国科技博览，2011（30）.
[3]李树慧，张银华.水闸设计中消能控制条件计算[J].科技信息，2012（07）.
[4]丁爱萍.水闸设计系统的研究及实现[J].大连理工大学：机械工程，2005（01）.
[5]石浩志，苏建明.对水闸设计要点及方法的研究[J].城市建设理论研究：电子版，2012（03）.