二、概述水工閘門

1、組成

閘門包括活動部分、埋設(shè)部分和啟閉設(shè)備�；顒硬糠帜芊忾]或開啟孔口，通常稱為門葉。埋設(shè)部分則固定在土建結(jié)構(gòu)中，如孔口的門、底和支承軌道等，主要負(fù)責(zé)將門葉上的荷載傳遞給土建結(jié)構(gòu)。

2、設(shè)計(jì)過程

閘門的設(shè)計(jì)過程包括資料收集與分析、選型布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算以及施工圖的繪制。

 

(一)、收集與分析資料

設(shè)計(jì)之前需收集和分析基本資料，例如水工建筑的任務(wù)、等級和布置；閘門的運(yùn)用條件、尺寸；水文、泥沙、水質(zhì)、漂浮物和氣象等信息；材料、制造、運(yùn)輸和安裝的條件；地質(zhì)、地震等特殊要求。目的是明確各種工況、運(yùn)行條件和荷載，以及操作方式。

 

(二)、選型與布置

選型和布置應(yīng)全局考慮，平衡各項(xiàng)需求，確保設(shè)計(jì)方案的安全、可靠、靈活和便于維護(hù)。大中型項(xiàng)目需考慮多種方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定優(yōu)解。

 

三、水工閘門的設(shè)計(jì)

1、水力設(shè)計(jì)

水力設(shè)計(jì)通常涉及多個關(guān)鍵步驟，包括過流能力的驗(yàn)算、閘門控制運(yùn)行方式的規(guī)劃以及消能防沖的設(shè)計(jì)計(jì)算。在對病險水閘進(jìn)行除險加固設(shè)計(jì)時，多種因素如設(shè)計(jì)水位變化、孔口斷面尺寸和形狀變化、過水涵洞斷面尺寸及涵洞長度變化、消能防沖設(shè)施的變化等，都會影響水閘的過流能力。因此，在設(shè)計(jì)時必須根據(jù)經(jīng)過復(fù)核的特征水位和規(guī)模，重新評估水閘的過流能力。若采取如加厚底板、加強(qiáng)閘墩或增加底坎等措施，可能會改變過流面積、水流狀態(tài)及下游出流情況，此時需重新核算水閘的過流能力。特別要注意的是，流態(tài)的任何變化都需要采用與原設(shè)計(jì)或安全鑒定不同的計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)算。如果是穿堤閘，閘室后緊鄰的洞斷面尺寸和長度的變化也可能影響其過流能力。

 

2、防滲排水設(shè)計(jì)

水閘的防滲排水設(shè)計(jì)主要基于地基地質(zhì)條件及上下游水位情況進(jìn)行計(jì)算。這包括地下輪廓布置、防滲排水設(shè)施的選型、布局、構(gòu)造和尺寸設(shè)計(jì)；進(jìn)行滲流壓力計(jì)算、滲流坡降計(jì)算以評估地基抗?jié)B穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)濾層、防滲帷幕及排水孔；以及永久縫止水設(shè)計(jì)。對于需要除險加固的水閘，應(yīng)根據(jù)實(shí)際問題和現(xiàn)有的防、排水設(shè)施情況進(jìn)行防滲排水設(shè)計(jì)計(jì)算。不同的水閘可能面臨不同的問題，因此在加固設(shè)計(jì)中，需要針對所采取的措施對改建后的排水設(shè)施重新進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。重要的是，一旦改變了原有的防滲措施，就必須重新計(jì)算滲流壓力，因?yàn)樾略龅姆罎B設(shè)施可能會改變滲流壓力分布，從而影響水閘的穩(wěn)定性。

 

3、閘室結(jié)構(gòu)布置及穩(wěn)定性分析

在三類閘除險加固時，首先需要根據(jù)新的設(shè)計(jì)條件對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算，并結(jié)合安全鑒定中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題，選擇合適的工程措施進(jìn)行加固。在此過程中，還應(yīng)根據(jù)加固后的結(jié)構(gòu)尺寸再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和穩(wěn)定性驗(yàn)算。驗(yàn)算時，應(yīng)盡可能考慮到新老材料之間的差異性及其對工程安全運(yùn)行的潛在影響。

 

4、地基處理及設(shè)計(jì)

當(dāng)水閘出現(xiàn)不均勻沉降或地基總體沉降量較大時，必須根據(jù)地質(zhì)情況重新評估地基承載力。在進(jìn)行閘室加固或更改防滲措施時，也需要重新計(jì)算地基承載力。由于閘基通常位于混凝土底板以下，且閘底板鋼筋混凝土厚度一般超過0.8米，鋼筋間距較小，直接加固地基具有一定難度。因此，當(dāng)?shù)鼗�發(fā)生顯著不均勻沉降時，需要根據(jù)已有地質(zhì)資料仔細(xì)重新評估地基承載力，并確定合理的加固措施。必要時，增加地質(zhì)勘探工作以獲取更準(zhǔn)確的地基土物理力學(xué)指標(biāo)，確保采取的措施在合理性、經(jīng)濟(jì)性和施工可行性方面都是恰當(dāng)?shù)摹?/div>