水閘設計中關于規范理解與應用的探討

劉希成，田 間，李貴清

（山東省水利勘測設計院，山東濟南250013）

水閘設計中關于規范理解與應用的探討

劉希成，田 間，李貴清

（山東省水利勘測設計院，山東濟南250013）

針對水閘設計過程中存在的消能防沖、變形驗算、抗震設計等常見問題，結合工程實例，在理解有關規范的基礎上，提醒廣大技術人員一定要充分理解和運用規范，并注意與水閘設計有關的其他行業規范的應用。

規范；水閘；變形驗算；抗震設計

水閘作為河道擋蓄水建筑物及水利樞紐中的控制性建筑物，在雨洪水資源高效利用、優化配置、調度運行中具有舉足輕重的作用，隨著《全國大中型病險水閘除險加固專項規劃》的批復，水閘工程建設又將進入一個新階段。但在水閘設計、技術審查、稽查甚至審計中，對水閘設計規范以及相關規范的理解和應用有所不同，甚至存在較大分歧，對前期工作進程和后期評估帶來了一定的困擾。筆者結合工程實例，對水閘設計中關于規范理解與應用的常見問題進行探討，以期拋磚引玉。

1 消能防沖洪水標準問題

1.1 出現的問題

某平原區水閘洪水標準為20年一遇設計，50年一遇校核，消能防沖設施洪水標準也為20年一遇設計，50年一遇校核。評審過程中有專家認為，消能防沖設施只有設計標準，沒有校核標準，應改為消能防沖設施洪水標準為20年一遇設計。

1.2 規范規定

《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2000）第3.3.4規定：平原、濱海區水利水電工程的永久性泄水建筑物消能防沖洪水標準，應根據泄水建筑物的級別，分別按表1和表2確定（此條為強制性條文）；第3.2.4規定：山區、丘陵區水利水電工程的永久性泄水建筑物消能防沖設計的洪水標準，可低于泄水物的洪水標準，根據泄水建筑物的級別按表3確定，并應考慮在低于消能防沖設計洪水標準時可能出現的不利情況。對超過消能設計標準的洪水，容許消能防沖建筑物出現局部破壞，但必須不危及擋水建筑物及其他主要建筑物的安全，且易于修復，不致長期影響工程運行。

表1 平原區水利水電工程永久性水工建筑物洪水標準［重現期（年）］

表2 潮汐河口段和濱海區水利水電工程永久性水工建筑物潮水標準

表3 山區、丘陵區水利水電工程消能防沖建筑物洪水標準

建筑《水閘設計規范》（SL 265-2001）條文，第2.2.7規定：平原區水閘閘下消能防沖的洪水標準應與該水閘洪水標準一致，并應考慮泄放小于消能防沖設計洪水標準的流量時可能出現的不利情況。

《水閘設計規范》條文說明中指出，當水閘行洪時，如果閘下消能防沖設施被沖毀，必然會直接危及閘室的安全，因此平原區水閘閘下消能防沖的洪水標準應與該水閘洪水標準一致。

1.3 規范理解與問題探討

筆者認為，平原區水閘與山區、丘陵區水閘在來水、泄水、持續時間等方面均有很大不同，山區、丘陵區一般來水快，泄水也快，持續時間較短，加之水閘洪水標準一般是稀遇洪水標準，出現的幾率小，從節省工程投資的角度，其洪水標準采用設計標準，甚至低于該泄水建筑物的洪水標準是合適的；平原區水閘則有所不同，其來水慢，泄水也慢，持續時間相對較長，加上很多水閘底板滲流出口一般布置在消力池內，甚至有的水閘直接將消力池作為防滲體系的一部分，消力池損壞后必然直接危及閘室安全，消能防沖設施和閘室具有同等重要性，其洪水標準理應一致。因此，本案例中，消能防沖標準應為20年一遇設計，50年一遇校核是合適的。

2 水閘變形驗算的荷載組合問題

2.1 出現的問題

某水閘地基變形驗算中，設計人員直接采用《水閘設計規范》（SL 265-2011）表7.2.11荷載組合表中的“正常蓄水位情況”。

2.2 規范規定

《建筑地基基礎設計規范》（G B 50007-2011）3.0.5條文第2條款明確規定：

計算地基變形時，傳至基礎底面上的作用效應應按正常使用極限狀態下作用的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用；相應的限值應為地基變形允許值。

2.3 規范理解與問題探討

水閘地基變形計算該采用何種荷載效應組合，在《水閘設計規范》（SL 265-2011）、《水工擋土墻設計規范》（SL 379-2007）中，均沒有明確規定，實際運用過程中，設計人員往往直接采用“荷載組合表”中的正常蓄水位情況下的荷載組合，其中包括風壓力和浪壓力，而風壓力和浪壓力作為短時間的可變荷載，對地基變形產生的影響很小。對此，《建筑地基基礎設計規范》（G B 50007-2011）3.0.5條文第2條款明確規定：“計算地基變形時，傳至基礎底面上的作用效應應按正常使用極限狀態下作用的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用；相應的限值應為地基變形允許值”（該條為強制性條文）。因此，水閘地基變形計算中，在水利行業規范沒有明確規定的情況下，應注意與工程安全有關的其他行業規范的應用，本案例中，應按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》（G B 50007-2011）的要求，在水閘地基變形計算時考慮長期效應，采用準永久組合。

3 大型水閘抗震設防烈度問題

3.1 出現的問題

某擋潮閘為1級建筑物，蓄水高度5.4m，蓄水量3132萬m3，場區地震基本烈度為6度，設計單位將地震設計烈度取6度。評審過程中有專家提出大型擋水建筑物應提高1度設防，即地震設計烈度取7度。

3.2 規范規定

《水工建筑物抗震設計規范》（SL 203-97），第1.0.2規定適用范圍：

設計烈度為6度時，可不進行抗震計算，但對1級水工建筑物仍應按本規范采取適當的抗震措施；

第1.0.4條款，水工建筑物工程場地地震烈度或基巖峰值加速度，應根據工程規模和區域地震地質條件按下列規定確定：

（1）一般情況下，應采用《中國地震烈度區劃圖》確定的基本烈度。

（2）基本烈度為6度及6度以上地區的壩高超過200m或庫容大于100億m3的大型工程，以及基本烈度為7度及7度以上地區壩高超過150m的大（1）型工程，應根據專門的地震危險性分析提供的基巖峰值加速度超越概率成果，按本規范1.0.6的規定取值。

第1.0.5條款，水工建筑物的工程抗震設防類別應根據其重要性和工程場地基本烈度按表4的規定確定。

T V 66

A

1672-2469（2015）05-0014-02

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.004

劉希成（1975年—），男，高級工程師。