水利水电工程水闸设计探讨

前言:寻找写作灵感?中文期刊网用心挑选的水利水电工程水闸设计探讨,希望能为您的阅读和创作带来灵感,欢迎大家阅读并分享。

水利水电工程水闸设计探讨

摘要:

水闸在水利水电中发挥着关键性的作用,随着水利行业的迅速发展,水闸设计也得到了很大的创新,在经济持续的发展状态下,不断提高经济与社会效益。本文从水闸设计出发,对水闸设计中的地基处理、底板高程、水闸选址与闸门类型进行了简单的分析。

关键字:

水利水电;水闸;设计

水闸是集挡水、泄水于一体的水工建筑物,通过闸门升降控制水位,以达到调整流量的目的,目前已经广泛用于航运、防洪、排水、灌溉与发电等工程中。通过水利水电工程达到水流控制的目的,防治洪涝,做好水量分配与调节,这样才能不断满足群众生产与生活对水资源的需求。

1水闸的选址与地基处理

在水利水电施工中,做好水闸选址是非常重要关键的工作。最佳的选址方向是面朝地质相对较好的地基,同时结合施工进行综合考虑。通常,针对使用与管理情况必须尽量满足水闸设置,结合水闸地质与水文进行分析,在优选岩石地基的情况下,选择相对完整、新鲜的岩石地基,如果都不符合岩石地基要求,抗剪强度好、渗水性不强、抗渗性高、压缩能力低、高承载力的土质地基可以代替。预压是在原状土的基础上进行加载,以排出土中水分,预先固结好土,控制建筑物后续地基沉降,改善承载力。预压的优势在于:在持续荷载的基础上,压缩体积,此时闸基将有明显的增长。如:淤泥质土与黏性土地基都会收到较好的成果。预压缺陷在于:规定时间内很难高效完成,对于工期较紧的施工,尽量避免该施工方式。因为河水与闸基地下水联系紧密,很难有效降水,所以解决问题需要很长的时间。换土垫层作为相对传统的施工方式,操作简易,在实践中通常不会带来问题。故:地基处理方法是换土垫层的首选,当软弱土层低于3m,更多的是浅层地基,反之,承载力较好的土层就是下卧层。

2双扉闸门的安全性计算与结构设计

2.1双扉闸门现状

当前我国双扉闸门的设计要求2台启闭机,对上下闸门升降进行控制。闸门分别位于独立门槽内部,即:2套门槽结构,止水安装在两扉止水梁上。因为启闭机需要2套,所以无意间也增加了工作桥荷载,加大了排架与工作桥断面,同时也增加了设备费用。

2.2双扉门结构设计

在闸门门槽设计中,确立门槽类型是首个需要解决的问题,考虑到阶梯门槽替代两个门槽把闸门安装在同一门槽,尽量用阶梯门进行替代。上下扉闸门的工作轮同时支撑同一轨道。当闸门处在挡水区域时,将上扉闸门安装在阶梯门槽,如此上下扉闸门才能真正固定在同一个门槽内部,以确保闸门的稳定性。阶梯门槽多了2个支撑部件,这样也就减小了支撑部件的荷载,在控制埋件主轨断面尺寸与滚轮直径的过程中,减小底部门槽深度与宽度,以改善门槽段水流的流态。此时如果去掉门槽,不仅能节省材料,还能缩短闸墩长度。在上下扉闸门设计中,上扉闸门处在主轨上,下轮支撑处在下扉闸门轨道,主梁使用的是实腹工字梁,面板设置在下游。侧止水使用的是P型橡塑复合止水。上部闸门不需要设置底水封,但是底部必须焊接不锈钢止水座板,保障上水封正常使用。

2.3双扉闸门的安全计算

因为双扉闸门的结构比较特殊,所以在荷载的安全性计算中,只需计算下部闸门的荷载,就能满足上部闸门的荷载要求。在单孔闸总水压力中,先计算出反向与正向挡水压力,然后再将较大的压力数据作为依据。在正向挡水中:某河侧的正常蓄水位为60.25m结合平闸底板,其侧水位为54.75m,水头根据5.5m进行计算,得到最大水压位于闸底板5.5-3.7=1.8m。

2.4闸基防渗排水

在水利水电工程中,上下游有着显著的水位差异,也起到了很好的水压功能,在流程中有效控制排水。其操作流程是:当上游水进入河床,经过防渗铺盖、闸底板与板桩时,最后经过消力池,利用反滤层中的排水孔进入下游,以生成良好的排水系统。针对地基渗水,最佳方式是在最短时间排出,为了加快速度,必须做好防水工作,利用浅齿墙、铺盖、板桩进行防渗水,从而延长渗透路径,让渗透压力压缩减小。另外,滤水层也有排渗的作用。

3施工管理

3.1土方开挖

在工程开挖中,必须结合实际情况开挖,而不是盲目的开挖。水闸工程具有长度达、断面多、工程量大等特点。该时期的施工对施工质量与安全具有重要影响,如果开挖面过大,需要投入的钢材与混凝土就越多,此时投入量增加,很难保障施工质量。如果开挖面较小,势必会影响水闸强度。对此,在开挖之前,必须做好测量工作,在明确开挖与施工方案的同时,找出最佳方案,这样才能确保开挖工作高效、正常的进行。为了保障图纸设计与挖掘始终一致,必须选用恰当的技术。

3.2浇筑混凝土

在这项工作中,必须做好原材料控制,在保障材料质量的同时,结合实际需求,选用恰当的施工材料。同时,施工中结合实际情况做好材料检查与质量检验工作,这样工作人员才能满足变化规律,避免工作人员偷梁换柱。在配方中,结合施工材料与实际情况,计算配比,让所选材质满足质量要求。

3.3安装金属构件

首先,结合行业规范与要求选择材料,在施工中,做好安装工艺、材料加工、选择的监管。在选择材料时,结合施工标准,选用恰当的材料,并且随机抽选进行检查,以保障材料的合格性。其次,还要得到生产厂家提供的质保单。在安装中,严格按照要求进行,尽量将误差控制在可控领域。如:门槽安装时,不锈钢接头必须用不锈钢焊条进行。

4结语

水利水电工程关系着群众的生活质量与生产安全,所以在水闸设计与施工中,必须严格按照相关要求与规范进行,整合实际论证,确保水质安全与质量管理,从而为整个工程提供质量保障。

作者:梁坤 丁大龙 胡晓萌 单位:宽甸满族自治县河道管理所 宽甸满族自治县水资源办公室

参考文献:

[1]文世民.水利水电工程中水闸施工技术探讨[J].北京农业,2015,06:165.

[2]肖磊.浅谈水利水电工程中的水闸施工技术[J].中国高新技术企业,2015,16:115-116.