摘要:當(dāng)前我國的水利水電工程中的水庫水閘設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵,它是水庫做好抗洪、排澇、給水、灌溉等工作的重要設(shè)施。因此,在進(jìn)行水庫水閘設(shè)計(jì)時,必須結(jié)合具體的工程情況進(jìn)行水閘底板、閘墩、止水設(shè)施等設(shè)計(jì)。然而,由于水利工程中的水閘工程結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,設(shè)計(jì)師在進(jìn)行水閘設(shè)計(jì)時尤其應(yīng)當(dāng)注意結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境,設(shè)計(jì)出合理、優(yōu)質(zhì)的水閘布局構(gòu)造。 

  關(guān)鍵詞:水利水電工程;水庫;水閘;設(shè)計(jì) 

  1、水庫水閘類型 

  1.1進(jìn)水閘 

  進(jìn)水閘又稱為渠首閘,其作用是為農(nóng)田提供灌溉功能,或者為水力發(fā)電等其他水利事業(yè)提供必要的用水量。進(jìn)水閘一般設(shè)置于水庫、河道、湖泊的岸邊或渠道的渠首,通過建閘引水、加強(qiáng)入渠流量的控制。 

  1.2節(jié)制閘 

  節(jié)制閘又稱為攔河閘,其作用是通過調(diào)節(jié)水位和流量,在枯水期時截?cái)嗪拥酪员闾Ц咚唬员憷蒙嫌魏竭\(yùn)和進(jìn)水閘取水,并在洪水期進(jìn)行下泄流量控制。 

  1.3排水閘 

  排水閘本身閘底板高程低、閘身高,以便擋住較高的外河水位,并排除洼地積水,因此還可以作為雙向水頭。排水閘主要是在外河水位上漲時,通過關(guān)閘來避免江河洪水倒灌;在河水退落時,即時打開閘門排除漬水。一般來說,排水閘是設(shè)置于江河沿岸。 

  1.4擋潮閘 

  擋潮閘的作用主要是擋潮、蓄淡、泄洪、排澇,它與排水閘一樣可以提供雙向水頭作用,當(dāng)受到潮水影響時,擋潮閘可以避免海水倒灌入河,還可以通過抬高內(nèi)河水位,實(shí)現(xiàn)蓄淡灌溉目的;擋潮閘還可在退潮時排澇,在內(nèi)河兩岸受澇時具有重要作用。 

  2、水庫水閘設(shè)計(jì)分析 

  設(shè)計(jì)水庫水閘時,應(yīng)當(dāng)結(jié)合基礎(chǔ)資料,按照此水庫水閘的具體設(shè)置目的及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境條件,來設(shè)計(jì)水閘的類型、大小、尺寸規(guī)模等。水庫水閘的主要數(shù)據(jù)包括:出閘孔寬度、孔數(shù)、閘高以及閘孔型式和閘底板高程等。 

  2.1設(shè)計(jì)進(jìn)水閘類型和尺寸 

  進(jìn)水閘是修建在渠首按需要引水的建筑物,當(dāng)不需要引水時,則關(guān)閘擋水,以免河水進(jìn)入渠道。從天然河道取水,按取水方式一般可分為無壩取水和有壩(閘)取水兩種方式。當(dāng)天然河道水量豐富,水位也能滿足引水要求時,可采取無壩取水方式,即直接在渠首修建進(jìn)水閘引水;當(dāng)天然河道水位不能滿足引水要求或引水流最較大(占河道來水30%以上)時,由于引水有困難,常需采取有壩取水方式,即除了在渠首修建進(jìn)水閘引水外,還需在河道中修建攔河壩(閘),攔斷河流,壅高水位,迫水入渠,以滿足進(jìn)水閘引水要求。為了滿足引水要求,進(jìn)水閘不但要有足夠的閘孔尺寸,而且要有一定的高度,以便阻擋河中水流和洪水漫頂,才能真正實(shí)現(xiàn)按需要引水的目標(biāo)。 

  2.2設(shè)計(jì)攔河閘基本型式和尺寸 

  攔河閘主要是為了攔斷河流和壅高河中水位,以此來保證引水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。需要壅高的水位,稱為正常壅水位,亦稱正常擋水位。對于灌溉取水工程,該水位是根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃對引水高程的要求確定的。 

  此外,在洪水時期,攔河閘必須開閘泄水。因此,攔河閘應(yīng)具有足夠的閘孔尺寸,才能進(jìn)一步滿足泄洪要求。泄洪時,閘前的洪水位一般會高于閘前的正常壅水位,可見攔河閘的閘前最高水位取決于閘前洪水位的高低。為了滿足引水要求而確定的閘前正常壅水位是攔河閘的正常擋水高程,而泄洪量的大小和閘前洪水位的高低,則直接影響攔河閘的高度、閘孔的型式和尺寸、閘的上游淹沒損失以及對閘下游消能防沖的要求和工程量的大小等。 

  2.3閘門梁系設(shè)計(jì) 

  為減小閘門運(yùn)行過程中的振動,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時考慮了適當(dāng)提高閘門的整體剛度。閘門主梁布置除底主梁外,上部主梁盡量等荷載布置,采用相同主梁截面,方便制造。底主梁采用雙腹板箱型梁,由于閘門底檻下游側(cè)有向下5°的偏角,為減少門底底主梁以下懸伸長度以減小底主梁荷載,同時又能滿足底主梁到底止水的距離符合底緣布置的要求,下游傾角設(shè)計(jì)為26.2°,底主梁與底檻的夾角則為31.2°>30°。為改善水流流態(tài),底主梁后翼緣與底次梁間采用鋼板進(jìn)行密封。水平次梁采用槽鋼,近似按等跨連續(xù)梁設(shè)計(jì),槽鋼肢尖向下,以防積水和積塵。 

  3、施工中的管理 

  3.1土方工程開挖 

  在工程開挖時,我們需要細(xì)心細(xì)致的做好準(zhǔn)備工作,不盲目開挖。水閘工程一般斷面比較大,長度也很長,工程量較大。這個時期是工程的重要時期,開挖面過大,則投入的混凝土和鋼材也就越多,投入也就越大,質(zhì)量也越難以保證。開挖斷面過小,則會影響水閘的強(qiáng)度。因此在開挖前我們應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)的測量,找出合理的開挖方案,保證開挖工作合理、有效的進(jìn)行。并且要采用一定的挖掘技術(shù),使挖掘與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一致。 

  3.2混凝土的澆筑 

  在此項(xiàng)上,我們需先做好原材料的控制,保證來料質(zhì)量,要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的需求,選擇最符合當(dāng)?shù)厍闆r的材料。施工中我們也要不間斷的檢查原材料的質(zhì)量,控制人員也要隨時掌握其中含量變化的規(guī)律,防止有人在施工的過程中偷梁換柱,以次充好。其次,我們要有科學(xué)的配方。施工時我們要實(shí)地檢測施工材料的實(shí)際品質(zhì),根據(jù)實(shí)際情況將實(shí)驗(yàn)室中計(jì)算出來的配比換算成符合當(dāng)?shù)貙?shí)際要求的材料配比,首先做好所用材質(zhì)的合符質(zhì)量性。我們要對混凝土施工進(jìn)行全程監(jiān)控,摒棄一勞永逸的思想,時常檢查施工工程中混凝土的實(shí)際情況,防止在檢查空白期出現(xiàn)不合格的混凝土。對已經(jīng)施工完成的重要部位,要進(jìn)行鉆芯取樣,檢驗(yàn)混凝土配比等是否合符要求,實(shí)地檢查成品的品質(zhì),保證砼構(gòu)筑物質(zhì)量過關(guān)。 

  3.3金屬構(gòu)件的安裝 

  首先,我們應(yīng)該按照相關(guān)的行業(yè)規(guī)范和相關(guān)規(guī)定選材。施工過程中主要從材料的選擇、材料的加工工藝、材料的安裝工藝等方面進(jìn)行監(jiān)控。材料的選擇上,遵循按需取材,我們不一定要用最好的材質(zhì),但一定要選擇最符合要求的,選擇的材料要在廠內(nèi)生產(chǎn),現(xiàn)場安裝。并隨機(jī)抽取全部材料的幾組進(jìn)行檢查,保證材料合格。最后,我們還要取得生產(chǎn)廠家的質(zhì)保單。安裝工藝上主要注意:各部件的安裝要按照圖紙要求進(jìn)行安裝,安裝誤差要控制在圖紙規(guī)定的范圍內(nèi)。要求特殊處理的部件,一定要按照規(guī)定進(jìn)行特殊處理。比如:在安裝門槽構(gòu)件時,所有的不銹鋼接頭要用不銹鋼焊條進(jìn)行焊接,焊接過程中,還要注意觀察部件的形變量,不斷進(jìn)行矯正。門槽埋件要在廠內(nèi)事先組裝一遍,看看組裝出來的產(chǎn)品是否符合圖紙要求,只有符合要求的部件才可以使用?傊,我們要控制好各個環(huán)節(jié)的工程質(zhì)量,高質(zhì)量的完成整個工程。 

  4、施工后的管理 

  工程管理單位應(yīng)把分部工程、單元工程的質(zhì)量檢查作為施工管理的重要環(huán)節(jié)來抓。單元工程質(zhì)量由施工單位質(zhì)檢部門組織評定,項(xiàng)目法人或委托監(jiān)理單位核定;主要隱蔽工程和關(guān)鍵部位在施工單位自評合格后,由項(xiàng)目法人或委托監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)施工單位組成聯(lián)合小組,共同核定其質(zhì)量;分部工程質(zhì)量評定在施工單位質(zhì)檢部門自評的基礎(chǔ)上,由項(xiàng)目法人或委托監(jiān)理單位復(fù)核,報質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)審查核備。對已完成的單元工程、分部工程和單位工程的質(zhì)量,繼續(xù)進(jìn)行觀察、檢測,收集運(yùn)行過程中的情況,同時對資料進(jìn)行收集整理歸檔,及時組織有關(guān)單位人員檢查驗(yàn)收。 

  結(jié)束語 

  設(shè)計(jì)水閘要有正確的和足夠的資料,以方便作出符合實(shí)際的設(shè)計(jì)。在以往的水利建設(shè)中,有不少工程,由于資料搜集不完善或者不準(zhǔn)確,導(dǎo)致有的工程重新設(shè)計(jì),有的工程不得不臨時停工,并且?guī)砗艽蟮睦щy,甚至造成失事等等;這樣的教訓(xùn)很多,應(yīng)予以重視。