劉培 李志忠 劉廣東 孔慶陽

【摘要】水利工程建設(shè)中，水閘起到調(diào)整水位和控制水量的作用。水閘閘基在滲透水流作用下，容易產(chǎn)生滲透變形，特別是粉細砂地基，在閘后易出現(xiàn)翻砂冒水現(xiàn)象，嚴重時閘基和兩岸會被掏空，在地震時細砂容易液化。上述情況容易引起水閘沉降、傾斜、斷裂甚至坍塌。因此做好水閘防滲排水設(shè)計對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展有重要意義。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；水閘施工；施工管理

水閘在水利工程與航運中發(fā)揮著重要作用，水閘施工質(zhì)量對水利工程后期使用過程中水流的控制效果與排放效果具有直接影響。所以，在設(shè)計水閘過程中，必須注意利用先進的科學(xué)方法進行設(shè)計，以提高水閘質(zhì)量。

1、水閘的功能及特點

1.1水閘的功能概述

水閘是一種低水頭水工建筑物，它利用閘門擋水和泄水，多建于河道、渠系及水庫、湖泊岸邊。關(guān)閉閘門，可以攔洪、擋潮、抬高水位以滿足灌溉、發(fā)電、航運、水產(chǎn)、環(huán)保、工業(yè)和生活用水等需要，開啟閘門，可以分洪、泄洪、排澇、沖沙、灌溉或者根據(jù)下游用水需要調(diào)節(jié)流量。水閘一般由閘室、上游連接段和下游連接段三部分組成。閘室是水閘的主體控制部門，它包括：閘門、閘墩、邊墩、翼墻、工作橋、交通橋、啟閉機等。

1.2水閘的特點分析

閘址和閘檻高程的選擇根據(jù)水閘所負擔(dān)的任務(wù)和運用要求，綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、泥沙、施工、管理和其他方面等因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較選定。閘址一般設(shè)于水流平順、河床及岸坡穩(wěn)定、地基堅硬密實、抗?jié)B穩(wěn)定性好、場地開闊的河段。水閘絕大部分都建在土基上，與建在巖基上的沿岸泄洪道相比，平原水閘有如下三個特點：（1）土基承載能力較低、壓縮性較強，因此，易產(chǎn)生較大的沉降或沉降差，進而導(dǎo)致閘室傾斜、止水破壞，閘門底板斷裂，甚至引起水閘失事等事故發(fā)生。（2）當(dāng)水閘泄洪時，雖然水流流速不高，但仍具有一定剩余能量，此時水流對土基產(chǎn)生沖擊作用易導(dǎo)致其被破壞，同時水閘下游水位處于動態(tài)變化狀態(tài)，因此設(shè)計工作必須要保障防沖設(shè)施在任何條件下都能滿足使用要求。（3）土基在滲透水流作用下，易產(chǎn)生滲透變形，嚴重情況下會導(dǎo)致水閘斷裂甚至倒塌?；谝陨线@些特點，在水閘設(shè)計中需要解決好以下問題：1）詳細考察實際地質(zhì)情況，閘址選擇要合理、科學(xué)。2）根據(jù)地基條件設(shè)計與之相適應(yīng)的閘室結(jié)構(gòu)，以確保二者的穩(wěn)定性。3）做好防滲設(shè)計工作，重點關(guān)注上游兩岸、以及連接建筑物部分。4）做好高質(zhì)量消能放沖設(shè)計，減少危害性沖刷及破壞。

2、有效防止水閘滲漏的方法或措施

2.1科學(xué)設(shè)計排水孔的位置與尺寸

為減少護坦位置滲透壓，要在水平護坦處設(shè)計一些垂直的排水孔，并在排水孔下方鋪設(shè)反濾層。在水平護坦附近，部分水閘消力池下方排水孔一直設(shè)置到尾部，這種方法存在一定缺陷。因為水閘里出來的水流，在經(jīng)過平穩(wěn)的整流以后

要從陡坡流至消力池底板，并在相交位置產(chǎn)生收縮水深急流。此處位置不僅流速快、動能也非常高，若在該位置布置排水孔，基部壓力就會作用于排水孔的細粒結(jié)構(gòu)，一些細粒結(jié)構(gòu)會被孔吸住，長時間下去，底板處極有可能被掏空，因此，設(shè)計消力池后部時要設(shè)計一些垂直型的排水孔，這樣能夠使池底板滲壓降低。

2.2提升閘基排水性能，做好閘基排水工作

水閘的重要功效是有效控制水流排放，要獲得良好的水流排放效果，必須關(guān)注消力池下部排水、閘基排水和翼墻排水問題，這就需要提升閘基排水性能。由于上游和下游水存在水位差，上游水會在河床位置深入，進防滲鋪蓋、反濾層等，自排水孔到達下游，地基接觸面積隔水鋪蓋都會變成地下輪廓線，設(shè)計地下輪廓線的原則是高防低排。高防低排是在高水位的位置設(shè)計淺齒墻和板樁，擴大底板上游滲透面積，使底板所受壓力降低，在低水位側(cè)設(shè)計排滲管，使地基滲水盡快排除。土基上水閘通常運用平鋪型排水，平鋪型排水是運用具有良好透水功能的粗砂、亂石或礫石等保護閘底，上游和下游間通過此處流通，進而減少閘底滲透壓。正常情況下，可以不專門設(shè)計排水體，只有將濾層中較大粗粒濾除就可以。一些水閘工程建設(shè)時，底板后水平整流段沒有設(shè)計平鋪型的排水體或沒有反濾層，這種設(shè)計方式會增加閘底板和陡坡段滲透壓，給水閘安全和穩(wěn)定帶來嚴重影響。所以，在全面考慮水閘排水功能情況下，均需要將排水體布置在閘室后側(cè)的整流段位置，閘基滲透壓在處于排水體初始階段時應(yīng)該為零。

2.3合理設(shè)計水閘建設(shè)位置

規(guī)劃水閘建設(shè)工作過程中，水閘選址工作非常重要。選擇水閘建設(shè)地址前要認真分析已經(jīng)建成的水閘工程的失事情況，分析水閘失事的原因，常見的原因主要是建設(shè)地址地質(zhì)條件較差，或是地質(zhì)條件雖經(jīng)過處理，但處理效果不是非常好，一些水閘地質(zhì)是人工地基，致使水閘滲透破壞。選擇水閘地質(zhì)是要滿足水閘安全穩(wěn)定、可以保持穩(wěn)定的水流，且方便水閘管理。盡量根據(jù)水文條件和水閘地質(zhì)條件選擇地質(zhì)條件較好的天然地基，如果是巖石地基或承載力較大的土質(zhì)地基最好，若天然地基地質(zhì)條件較差，必須運用相關(guān)技術(shù)進行處理。

2.4有效處理水閘地基

處理水閘地基的方法有很多，目前，我國的水利工程在增強水閘地基承載力方面常用的方法有樁基法、墊層法。木樁加固法是樁基法里運用最多的一種，該方法因為木樁設(shè)計簡單、方便施工，又不容易受外界環(huán)境影響而在水利工程中廣泛使用。它是把閘底板和木樁的樁頭澆注到一起，產(chǎn)生較深的樁基礎(chǔ)。墊層法也叫做置換法，它的加固原理簡單、施工方便，也能夠較好的確保施工質(zhì)量，但只適用于處理淺層地基。

3、結(jié)語

水閘作為水利工程中的重點建筑物，其防滲排水設(shè)計應(yīng)該得到足夠的重視。提升水閘防滲防水技術(shù)水平，提高施工人員的專業(yè)素質(zhì)是非常有必要的，這樣能夠有效的提高整個水利工程質(zhì)量。當(dāng)然，提升我國水利工程整體水平的任務(wù)艱巨而光榮，任重而道遠。這需要每一個工程人為之不懈努力，不斷提高技術(shù)水平，爭優(yōu)創(chuàng)優(yōu)，爭先領(lǐng)先。每一位工程人以魯班之匠心投入到工程事業(yè)中來，造福社會，造福人民，為和諧社會建設(shè)增光添彩。

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