基于水闸设计中浅淡水闸防渗处理方法

【关键词】水闸；防渗处理；水闸设计 

　　1引言 

　　水闸在水利工程与航运过程中发挥着重要作用，水闸施工质量对水利工程后期使用过程中水流的控制效果与排放效果具有直接影响。所以，设计水闸过程中，必须注意利用先进的科学方法进行设计，以提高水闸质量。水闸站工作人员通过控制水闸闸门能够调整闸门起落高度，实现有效控制水流量。闸门设计在调节水流方面具有巨大作用，设计水准和建设水利工程中，要合理设计水闸，提升水闸施工质量，我国很多水闸在运行过程中经常出现渗漏，一些个别水闸渗漏现象非常严重，必须加强水闸防渗处理，延长水闸使用寿命。 

　　2水闸的概述 

　　水闸是控制流量、调节水位的水工建筑物，它具有泄水与挡水双重功能。开启闸门能够排涝、泄洪、冲沙、调节下游的水流量，关闭阀门能够挡潮、拦洪、提升水位，满足上游通航或取水需要。水闸通常可以分成进水闸、排水闸、节制闸、分水闸和冲沙闸，每种水闸的功能各不相同，在多数情况下，为了满足水利工程实际需求，同个水利枢纽里要运用很多种类水闸。水闸通常有四个组成部分，即：两岸连接用建筑物、闸室、防冲设施和防渗排水设施。两岸连接建筑物主要有上下游的翼墙和岸墙组成，建筑物具有导流和挡土作用，可以避免水流冲刷堤岸，让水流进闸孔和出闸孔创造良好的扩散条件与收缩条件。闸室是控制流经闸门和水闸挡水的重要组成部分，它含有闸门、工作桥、底板、胸墙及闸墩。设置防渗排水设施的目的是为了让闸基渗流一直处于安全状态，多数防渗设施都布置在水闸高水位出，运用钢筋混凝土、粘土等透水性较小的材料而砌筑成防渗铺盖，进而扩大闸基渗流的途径，使闸底渗透压力减小，防止闸基发生变形或减小闸基变形量。在距离闸室低水位的附近通常要布置一些排水设备，以快速排走进入闸基的渗水，避免渗水溢出位置地基变形。设置防冲设施主要是为了消除流过闸门水的水流动能，使水流速降低，避免水流冲刷岸坡及河底。防冲设施主要有海漫与护坦组成。水闸设计过程十分复杂，设计水闸过程中既要考虑主观因素，也要全面考虑客观因素。水闸地基处理工作时设计水闸过程中的难点与重点，在天然地基难以满足沉降要求与承载力时，设计人员要全面考虑利用轻型结构保证地基稳定，并适当增加结构刚度，这就需要运用水闸基地处理技术。 

　　3水闸运用过程中常见的问题及水闸渗漏的原因分析 

　　3.1水闸运用过程中常见的问题 

　　随着我国社会经济的发展和水利工程事业的进步，我国水闸防渗控制能力已经有了较大提升，但因为水闸的运用范围非常广泛，其所处环境十分特别，常常会遇到各种各样问题。水利工程新建立的水闸可能会因为施工技术及施工工艺等因素影响，致使水闸施工质量存有问题，导致一些水闸运行一段时间后就不能发挥其功效。水闸地基一直要承受水流冲刷，日久天长会出现一些沉降，进而使水闸地基失去稳定性，严重时根基会发生变形。由于水闸需要在浸水环境里运行，一些构件或部件非常容易老化或被锈蚀，加上各地区气温变化等环境影响，水闸经常经历冰冻与融化过程，水闸长时间受水流冲击作用，其使用安全性也难以保证。 

　　3.2影响水闸渗漏的主要原因 

　　正常情况下，设计水闸的止水伸缩缝时，必须有严格的规范与标准对伸缩缝加以要求，施工过程可能有一些导致水闸渗漏的因素。止水片有孔缝、砂眼或接缝缺陷，水闸也极易发生渗漏。止水片上存有大量油渍、水泥渣等污物，由于这些污物未彻底清理掉，混凝土的浇筑质量就会受到影响。如果止水片在运用水闸过程中未发挥其加强密封性作用，闸体结合位置就存有渗水缺陷，止水片对水闸的防渗作用就难以充分发挥出来。所以，需要定期清理止水片。混凝土的施工质量不合理，水闸闸体的位置就会发生偏移或变形，混凝土容易受外界温度影响而出现开裂，并受水流长时间冲击会出现沉降，这些都给混凝土稳定性造成一定影响。 

　　4有效防止水闸渗漏的方法或措施 

　　4.1科学设计排水孔的位置与尺寸 

　　为减少护坦位置渗透压，要在水平护坦出设计一些垂直的排水孔，并在排水孔下方铺设反滤层。在水平护坦附近，部分水闸消力池下方排水孔一直设置到尾部，这种方法存有一定缺陷。因为水闸里出来的水流，在经过平稳的整流以后要从陡坡流至消力池底板，并在相交位置产生收缩水深急流。此处位置不仅流速快、动能也非常高，若在该位置布置排水孔，基部压力就会作用于排水孔的细粒结构，一些细粒结构会被孔吸住，长时间下去，底板处极有可能被掏空，因此，设计消力池后部时要设计一些垂直型的排水孔，这样能够使池底板渗压降低。 

　　4.2提升闸基排水性能，做好闸基排水工作 

　　水闸的重要功效是有效控制水流排放，要获得良好的水流排放效果，必须关注消力池下部排水、闸基排水和翼墙排水问题，这就需要提升闸基排水排水性能。由于上游和下水存有水位差，上游水会在河床位置深入，井防渗铺盖、反滤层等，自排水孔到达下游，地基接触面积隔水铺盖都会变成地下轮廓线，设计地下轮廓线的原则是高防低排。高防低排是在高水位的位置设计浅齿墙和板桩，扩大底板上游渗透面积，使底板所受压力降低，在低水位侧设计排渗管，使地基渗水尽快排除。土基上水闸通常运用平铺型排水，平铺型排水是运用具有良好透水功能的粗砂、乱石或砾石等护坦闸底，上游和下游间通过此处流通，进而减少闸底渗透压。正常情况下，可以不专门设计排水体，只有将滤层中较大粗粒滤除就可以。一些水闸工程建设时，底板后水平整流段没有设计平铺型的排水体或没有反滤层，这种设计方式会增加闸底板和陡坡段渗透压，给水闸安全和稳定带来严重影响。所以，在全面考虑水闸排水功能情况下，均需要将排水体布置在闸室后侧的整流段位置，闸基渗透压在处于排水体初始阶段时应该为零。 

　　4.3合理设计水闸建设位置 

　　规划水闸建设工作过程中，水闸选址工作非常重要。选择水闸建设地址前要认真分析已经建成的水闸工程的失事情况，分析水闸失事的原因，常见的原因主要是建设地址地质条件较差，或是地质条件虽经过处理，但处理效果不是非常好，一些水闸地质是人工地基，致使水闸渗透破坏。选择水闸地质是要满足水闸安全稳定、可以保持稳定水流的刘泰稳定，且方便水闸管理。尽量根据水文条件和水闸地质条件选择地质条件较好的天然地基，如果是岩石地基或承载力较大的土质地基最好，若天然地基地质条件较差，必须运用相关技术进行处理。 

　　4.4有效处理水闸地基 

　　处理水闸地基的方法有很多，目前，我国外水利工程在增强水闸地基承载力方面常用的方法有桩基法、垫层法。木桩加固法是桩基法里运用最多的一种，该方法因为木桩设计简单、方便施工，又不容易受外界环境影响而水利工程使用广泛使用。它是把闸底板和木桩的桩头浇注到一起，产生较深的桩基础。垫层法也叫做置换法，使用必须城市的地理处理法，它的加固原理简单、施工方便，也能够较好的确保施工质量，但只适用于处理浅层地基。 

　　5结束语 

　　水闸防渗设计处理工作关系着人们的正常生产生活与社会经济的发展，所以，在设计水闸过程中要高度重视水闸防渗处理工作，加强防渗技术创新，以保证水利工程使用健康发展。 

　　参考文献 

　　[1] 高丽.浅谈小型灌区改造水闸设计要点[J]. 民营科技. 2015（03） 

　　[2] 赵宏伟.水利电力工程中水闸施工技术与管理探讨[J]. 民营科技. 2015（03）