水利水电工程中水闸的设计探析

水利水电工程中水闸的设计探析1.水利水电工程水闸设计的重要性就水闸工程而言，主要包含三个部分：上、下游连接段以及闸室。一方面，通过提高水闸设计的合理性，不仅能够确保水利水电工程起到调节水位、控制水流量的重要作用，同时可以提高水电水利工程发电效率。2.水利水电工程水闸设计分析2.1做好水闸选址设计选址问题是水利水电工程水闸设计的一个重要环节，该过程与水利水电工程后期施工有着直接的关系。2.2注重闸室安全计算要确保水闸功能得到最大程度的发挥，设计工作中要尽可能提高闸室的安全性和稳定性，这就要求设计人员严格参照设计规范以及现场勘察资料，对闸室的安全性进行缜密的计算。这一过程中，不仅要进行负载组合，同时还要做好基底应力以及抗滑稳定性方面的计算工作。对于负载组合而言，要全面考虑到不同组合方式之间存在的巨大差别。在进行基底应力的计算过程中，要做好力矩计算以及竣工检修方面的计算工作，并且要对工程正常运用状态下的基底应力进行仔细的计算与复核。对于水闸的抗滑稳定性计算来说，要合理确定抗滑稳定系数，并就总弯矩、总重等方面展开计算工作。2.3加强进水闸类型与尺寸方面的设计 在进行水利水电工程的设计施工时，通常会用到进水闸，当前进水闸在河道以及水库、湖泊施工中有着广泛的应用。进水闸不仅能够对引水流量进行控制，并且可以起到灌溉、供水以及发电等重要功能。根据取水方式的不同，可细分为无坝闸以及有坝闸取水两种不同的设计方式。对于进水闸尺寸的设计而言，要确保进水闸尺寸满足引水方面的要求。设计期间，还要对现场实际状况做出分析，必要时需要修筑相应的消能设施，比如消力池等。这样一来，才能确保进水闸能够满足不同工况下的使用需求。需要注意的是，进水闸设计要确保闸孔尺寸足够大，在高度方面也要满足要求。2.4做好水闸消能防冲设计一方面，水闸消能设计中要将闸高水位作为设计工作的基础，并且要把高出基准水位的水量进行及时的排除。设计工作中要根据下游水位合理确定最低下限值，进而提高水闸设计工作的效果。另一方面，在开展水闸防冲设计时，由于影响设计的因素角度，计算工作不够明确，因而设计时要做到具体情况具体分析。做好消能防冲对于提高水闸设计的整体水平有着重要的影响，设计过程中要综合分析工程实际工况以及消力池面积、深度等诸多因素，合理开展计算工作。需要注意的是，消能防冲设计还要考虑到河床冲刷等方面的要求。2.5提高闸门梁系设计水平为确保水利水电工程安全运转，除了要做好上述设计工作外，还要对闸门设计以及梁系设计工作引起足够的重视。一旦出现闸门设计或施工合理的问题，将直接造成集中水流或者折冲水流等一系列不良流态等问题。具体设计工作中，应做好以下几方面的工作：其一，要尽可能降低闸门运行期间的振动问题，尤其在闸门梁系的选择与设计时，要根据现场状况合理设计水闸闸门的硬度。其二，闸门主梁系设计中，不仅要提高基础底主梁设计的合理性，同时还要提高上部主梁系设计的合理性，进而确保梁系结构中荷载得到合理的分布。其三，在进行双腹板箱型底主梁的设计工作时，因为受到闸门底部以及流水闸等构造的影响，设计时要在下游两侧位置处形成向下8°的偏角度，进而减少底主梁所受荷载，防止出现破坏问题。其四，对于下游侧水闸闸门的梁系设计工作而言，要将倾角设计成27.2°左右。这样一来，不仅可以使水流流态得到改善，同时还能提高梁系设计工作的合理性。一般来说，水平次梁设计主要应用的是槽钢结构，并且按照近似按等跨理论进行连续梁的设计。槽钢肢尖的方向要向下，进而起到防积水、防积尘的重要作用。2.6地基处理设计 其一，灌浆法。该方法能够对裂缝问题进行有效的处置，设计施工期间需要做好水泥浆配合比以及掺和料的设计工作，进而对地基起到良好的加固、防渗效果。其二，开挖法。该方法的应用较为广泛，设计时需要将原地面已经破坏的岩层进行清除，开挖法施工相对简便。其三，还可以采用防渗墙法进行地基处理，施工时要用到专用的机具进行钻凿施工，并使用泥浆进行墙壁加固。此外，地基处理中还有用到桩基础法、置换法等，具体设计工作中要针对不同的地质状况合理选取处理方法。2.7闸室型式设计和过闸水位差设计分析一方面，在进行水闸闸室形状的设计时，不仅要考虑到水利水电工程的实际状况，并且要对不同类型的闸室形式进行对比优选，进而提高闸室设计的水平。相比较而言，当前主要用到脚墙式闸室以及敞开式闸室两种不同的形式，具体设计时要通过对比优缺点之后，合理确保闸室的型式。对于敞开式闸室而言，其施工过程相对简便，同时该类闸室结构简单、便于操作，通常情况下采用平面钢闸门，这样一来能够有效提高闸室运行期间的稳定性。另一方面，在开展闸水位差的设计工作时，设计工作者要对多方面因素进行综合考虑，并且要为后期施工工作提供便利。此外，这一过程中还要考虑到降水量以及当地气候、地质等因素的影响。同时，设计环节还要尽可能的降低工程造价，避免安全事故的发生。结束语当前，我国对于水利水电工程等基础设施的建设极为关注。水闸工程的设计工作有着较强的复杂性、系统性，这就对设计人员的专业水平提出了严苛的要求。具体设计时，既要对当地的气候、地质等因素进行全面的掌握，注重对勘察资料的应用。同时，还要凭借以往的设计经验，提高水闸设计的合理性、安全性，确保水利水电工程的顺利运转。