探析水建筑物中水閘的構(gòu)成及分類

[摘 要]在水利建筑中，水閘是一項(xiàng)復(fù)雜的施工建筑物，水閘是水的一道大門，所以為了保證門的質(zhì)量，同時(shí)也能保證在利用水的時(shí)候能夠隨時(shí)開閘和關(guān)閉，這就要對(duì)水閘的使用是構(gòu)成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，本文就是針對(duì)了我國常見的水閘分析了水閘的分類和結(jié)構(gòu)構(gòu)成方式。

[關(guān)鍵詞]水利工程；水閘；構(gòu)成

中圖分類號(hào)：TU973.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）18-0202-01

引言

水利工程中水閘的設(shè)計(jì)關(guān)乎著整體水利工程的質(zhì)量，水閘的作用就是控制水的排放和存儲(chǔ)，在開閘放水的時(shí)候，水流對(duì)于水閘結(jié)構(gòu)的沖擊力是最大，所以做好水閘的施工就是對(duì)整個(gè)水利工程的保證。

1、水閘的作用

水閘的作用就是水的門戶，一般水閘有三種工作狀態(tài)：全關(guān)、全關(guān)、半開。水閘的使用對(duì)于防洪、蓄水、發(fā)電有著重要的積極作用，現(xiàn)在我國的先進(jìn)的水閘是結(jié)合發(fā)電、控流、航運(yùn)等多用途的閘門，因此在水力工程中閘門的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，同時(shí)對(duì)于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求也越來越大。所以要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

2、水閘的基本分類

水閘的根據(jù)不同的作用有著不同的分類，具體的分類筆者將其總結(jié)為以下這幾種形式，進(jìn)水閘、限流閘。這是按照用途來分的，根據(jù)結(jié)構(gòu)分類可以分為敞開結(jié)構(gòu)式水閘和涵洞結(jié)構(gòu)式水閘。

2.1進(jìn)水閘

進(jìn)水閘的主要作用是就是在農(nóng)田水利工程中實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的引渠工作，一般而言進(jìn)水閘都是修建在水渠主干道的起點(diǎn)位置，這樣能引領(lǐng)河道中一部分水進(jìn)入農(nóng)田的灌溉渠，一般這樣的水利設(shè)施都是倒置的，就是水渠的方向和水流的方向相反，這是因?yàn)榉乐购铀畬?duì)水渠產(chǎn)生巨大的損壞。所以進(jìn)水閘也稱引水閘，通常是采用發(fā)放式的閘門，因?yàn)殚_放的閘門能夠比較合適的調(diào)節(jié)水的流量，同時(shí)也能起到在洪澇時(shí)節(jié)排澇的功能。進(jìn)水閘的另一種使用形式是建設(shè)在河流的入?？冢@樣的的設(shè)計(jì)主要是防止潮汐和大浪導(dǎo)致的海水倒灌的現(xiàn)象，所以這種進(jìn)水閘也被稱為檔潮閘。

2.2限流閘

限流閘顧名思義就是限制水流的一個(gè)閘門，利用限流閘的主要用于調(diào)整水力大壩左右兩邊的強(qiáng)度。在汛期的時(shí)候限流閘的作用非常重要，利用限流閘將水流縮小，但是要保證正常的排水，因?yàn)槿绻贿M(jìn)行正常的排水，水就會(huì)沒有動(dòng)力，無法讓其繼續(xù)正常的排入大海，洪澇災(zāi)害也得不到很好的解決。限流的還可以在干旱的時(shí)進(jìn)行水利的調(diào)節(jié)。因此我們可以得出結(jié)論，限流閘的主要目的就是為了保證水流量保持在人們需要的位置上，在洪澇的時(shí)候增加的蓄水量，自干旱的時(shí)候提高排水量。

2.3開放式水閘

開放式的水閘是一種常見的水閘形式，開放性水閘是也是我國常見得一種形式，在我國中小型的水利工程中，開放式水閘的特點(diǎn)在于能夠方便操作，施工也比較簡(jiǎn)單，在施工中可以采用一般的閘門形式，在閘門的流水面積上也有很好的形式，流水的速度是根據(jù)閘門的大小規(guī)定的，所以對(duì)于快速的引水、排水都有著非常好的作用。但是不足就是在大型水利設(shè)施中經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)力不足的現(xiàn)象，所以在超大型水利工程中開放式閘門比較少見。

2.4涵洞式閘門

涵洞式閘門是我國三峽工程中最常用的閘門之一，設(shè)計(jì)的主要原因就是為了防止在大型水利設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足，在水利工程的施工中，為了能夠給水閘帶來更好的穩(wěn)定性所進(jìn)行的新的設(shè)計(jì)方式。經(jīng)過一定時(shí)間的嘗試和使用，發(fā)現(xiàn)這種閘門的方式雖然在流量上沒有傳統(tǒng)閘門快，但是可以依靠數(shù)量來取勝，同時(shí)也不會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生較大的影響。同時(shí)在這種涵洞的設(shè)計(jì)中其中可以增加渦輪機(jī)組，實(shí)現(xiàn)水利發(fā)電的目的。這種形式的水閘數(shù)量越來越多的，所以在很多中小型水庫的水壩修建中，也有一些施工團(tuán)隊(duì)在很小的水利設(shè)施上也能有著很多的應(yīng)用。

3、水閘的構(gòu)成結(jié)構(gòu)

水閘的是主要組成部分為三個(gè)部分，閘室、上游和下游。但是有的水閘結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，省略了閘室這一設(shè)計(jì)，直接采用閘門的進(jìn)行上下游的分割。但是一般大型的水閘都是采用三段的結(jié)構(gòu)機(jī)進(jìn)行修建的。

3.1閘門室

閘室是水閘的的重要部分，不同的閘門在閘室中也有很多不用的變化，但是閘室?guī)讉€(gè)結(jié)構(gòu)是扔不掉的，這幾處結(jié)構(gòu)是閘門、橋墩、底板等。在實(shí)現(xiàn)開閘放水的過程首先是開啟的和上游連接的開關(guān)，然后等待水流的平穩(wěn)，再連接下游的閘門，這樣就完成了聯(lián)通的過程。在連接水的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力，在閘室的使用要注意發(fā)揮好閘墩的作用。閘墩就是對(duì)于閘門的支撐作用所設(shè)計(jì)的支持裝置，用時(shí)也有承受水流沖擊力，保護(hù)墻體個(gè)大壩的作用。閘墩另一個(gè)作用就是支持上層的閘門控制結(jié)構(gòu)，控制好閘門的電機(jī)支撐裝置。作為整個(gè)水閘的主要功能區(qū)域，閘門室是上下游的緩沖區(qū)，所以在控制水量上，有著重要的作用。上游連接的位置必須具有抗壓力，防滲透的作用。

3.2上游部位

其是上游的工作環(huán)境要明顯惡劣與下游，在上游的連接處上，所采用的阻水閘門一定要強(qiáng)度合格，因?yàn)樗畨菏且还煞浅＞薮蟮牧α?，在連接處的設(shè)計(jì)中采用翼墻的控制方式，控制好水流的進(jìn)入閘室的方式，這樣就能減少水流度與閘門的沖擊。同時(shí)還要注意泥沙的沉積，防止大量泥沙涌入閘門中。上游連接處的作用非常重要，控制河流的擾流，從而讓水的流速變慢，這一點(diǎn)對(duì)于大型的水利工程墻上非常重要，控制好水流的速度，然后增加閘門的數(shù)量時(shí)水流的主要控制方式。

3.3下游連接區(qū)域

對(duì)于下游來說，沒有上游那樣需要處理大量水流的沖擊力，但是在排水的時(shí)候應(yīng)該注意排水的均勻，高效。不合理的排水設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致河岸的泥沙流失，同時(shí)在水坑的附近泥沙堆積，所以在排水上應(yīng)該做到能想水流的正常流向，但是其實(shí)這是很難實(shí)現(xiàn)的，所以在施工中采用防沖槽或者一些結(jié)構(gòu)來對(duì)水流進(jìn)行減速并整流，形成一盒寬闊和的平整的水流，在整體來說末端的設(shè)置是有著一定影響到了下游的生態(tài)水平，所以必須盡可能恢復(fù)原樣，防止河床嚴(yán)重的沖刷，同時(shí)河床沖刷對(duì)于大壩本身的穩(wěn)定性都有嚴(yán)重的影響。

4、合理選擇水閘的要求

通常節(jié)制閘和泄洪閘的建設(shè)可以選擇在河流的水流比較平穩(wěn)、河流順直的部位進(jìn)行，如果當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)資金比較有限，則應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇將彎曲水道進(jìn)行取直后的新開水道處，從而減少有水流較大而對(duì)結(jié)構(gòu)造成不穩(wěn)定的沖擊而影響結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。分水閘、進(jìn)水閘和分洪閘等水閘一般應(yīng)該選擇在河道比較穩(wěn)定的河段來建設(shè)，也可以在彎曲河道凹進(jìn)段頂點(diǎn)稍微靠近下游段來建設(shè)，盡量不要選擇在堤段比較險(xiǎn)峻的部位或者水閘下游有重點(diǎn)保護(hù)城鎮(zhèn)的部位建設(shè)分洪閘。排水閘和泄洪閘通?？梢越ㄔO(shè)在較為低洼、水流順暢的河段，在重要的洪澇災(zāi)區(qū)和容泄區(qū)，可以選擇建設(shè)排水閘。擋潮閘一般選擇在海岸線和堤岸邊坡比較穩(wěn)定、且潮汐穩(wěn)定的部位建設(shè)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)要求該堤段的淤泥變化程度較小、上游水道的需水量有足夠保障。

5、結(jié)束語

水閘在水利工程中起著非常重要的作用，通過控制水閘的開閉可以對(duì)河道的水流進(jìn)行有效的控制，對(duì)國計(jì)民生的發(fā)展提供有力的支持，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)。在選擇水閘的建設(shè)位置、水閘的類型和進(jìn)行水閘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要清楚地了解當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境和要求，明確不同類型的水閘的適用范圍和要求，熟練掌握水閘的結(jié)構(gòu)組成和每個(gè)部分的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周旭銳.新疆車爾臣河一級(jí)水電站閘址選擇[J].水利科技與經(jīng)濟(jì).2014（08）

[2]關(guān)志偉.恰木薩水電站工程閘址比選方案研究[J].科技與企業(yè).2013（10）

[3]崔秀嬋.白龍江包家壩水電站閘址的比較與選擇[J].農(nóng)業(yè)科技與信息.2008（16）

[4]周全.新龍口水電站工程引水渠首閘址方案設(shè)計(jì)比選[J].陜西水利.2014（02）

[5]馬翔，向新益，巴岱.新疆輪臺(tái)縣塔勒克河引水樞紐工程上、下閘址間集中滲漏問題的調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].工程勘察.2010（09）

作者簡(jiǎn)介：

張浦（1974）男，甘肅民樂人，工程師，主要從事水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)施工。