關于水閘設計要點及方法

吳琨

【摘要】在水利工程的建設當中，水閘具有重要的作用，所以無論是對水閘的選址還是設計都要格外的看重。從實踐中可以看出，水閘的主要作用就是進行擋水和放水，當然，水閘還可以實現水資源輸送的道路改變。在新疆地區水利渠道中，經常可以看到水閘，因為水資源的缺乏，所以在進行農業灌溉的時候，必須要利用水閘進行水資源的集中利用，避免分流造成蒸發和滲漏的加劇。為了使得水閘的作用發揮到最大，對其選址和設計都要進行嚴格的選擇。本文就新疆地區水閘設計的要點和方法進行分析，旨在為水閘設計的實踐工作提供指導。

【關鍵詞】新疆地區；水閘設計；方法

新疆地區是典型的大陸性氣候，降水稀少但是蒸發量大，所以水資源在新疆地區彌足珍貴。為了能夠進行水資源的有效利用，避免浪費，新疆地區積極的進行水利工程的建設，尤其是灌溉農業區的水利設施建設來保證農業生產的有序進行。在蒸發量比較大的新疆地區，為了避免水資源的分流造成滲漏現象的加劇，一般都采用集中利用的方式，而在集中利用水資源的過程中水閘扮演了重要的角色。在西北地區，進行農業灌溉的水渠流向單一，一般會在水渠的分界點進行水閘的設立，其目的就是方便集中利用水資源的時候進行水流的改向，所以為了使得水資源的利用率提高，水閘的作用得到充分的發揮，就必須對其設計的要點和方法進行分析。

一、水閘設計的要點

（一）水閘選址

在進行水閘設計的時候，水閘的選址是一個需要重點考慮的內容。水閘選址一般要滿足三方面的要求：首先是水閘建設地的地質條件要穩定，因為只有地質條件較穩定的區域，水閘的質量才能達到最佳。就新疆地區而言，農業灌溉一般都位于河谷或者山坡前，所以選擇的時候要避開陡坡。其次是水閘地址要相對開闊，主要目的是便于施工建設。所以選擇在地勢比較低緩的河口或者是山前的沖積扇效果較好。最后就是水閘的選址要滿足水資源輸送的效率最大化。所以選址在干線渠道的上游和界點較好。

（二）水閘形狀的設計

水閘形狀的設計是水閘設計的重要內容。為了實現水閘作用的最大發揮，其形狀設計要從兩方面來考慮：一方面是水閘的形狀要和渠道的基本形狀相一致，因為只有水閘和渠道形狀相一致的時候，水閘對于渠道的閉合作用才能完整的發揮，這樣水閘的擋水作用會發揮到最大。另一方面就是水閘的形狀要和整個區域保持完整性。一般是根據區域的整體情況來進行水閘的形狀設計。在實踐中，最為常見的水閘是梯形或者長方形。

（三）水閘與水利渠道的一致性保持

水閘和水利渠道保持一致性也是水閘設計需要考慮的重要內容。因為不管是水閘還是水利渠道，都是水利工程的重要組成部分，對于水利工程的發揮都具有重要的作用，所以保持其完整性意義重大。因此在進行水利工程水閘設計的時候，必須要從水利工程的完整性考慮，要充分體現水利渠道和水閘的配套性，所以設計工作要從一致性方面進行重點考慮。

（四）水閘的性能

水閘性能的設計也是設計的重要部分。要發揮水閘的性能，要從兩個方面來考慮。首先是水閘的材料。在新疆地區，水閘利用的最為廣泛的材料一種是木板，一種是鋼板，兩種材料各有優點，所以在設計的時候，要根據水閘的實際情況來進行，一般情況下，如果受力較大，則采用鋼板。其次就是進行水閘開合方式的選擇。一般情況下，水閘的開合方式都采用的是提拉式，即從水閘的上方進行閘門的提升或者下降來實現擋水和排水，為了實現水閘性能的充分發揮，提拉的方式要進行選擇性考慮。

二、水閘設計的地基處理方法

（一）木樁加固法

木樁加固是進行水閘設計的時候處理地基最常用的方法。這種方法主要是將木樁和閘底進行統一的處理，以此實現閘底地基的穩定性。在新疆地區，海拔較高，部分水渠的會存在高度差，在這樣的情況下，水流對于水閘會形成一個沖擊力，利用閘底的木樁，可以有效的減少水流對閘底的沖擊，這對于保護水閘的安全性具有重要意義。木樁加固法在現行的地基處理方法中比較普遍，主要是因為這種方法不僅施工比較簡單，而且效用也比較突出，更為關鍵的是，用此方法進行地基處理，所耗經濟成本較低，所以既具有經濟性，有能夠發揮實效性。

（二）墊土換層法

換土墊層法也是對水閘的地基進行處理的重要方法。在實踐中發現，當水流受到閘板的阻擋后，會因為水流的回旋而在閘前形成一個漩渦，這個漩渦對于閘底的沖刷力度較強，如果閘底的地基堅硬度不夠，在長久的沖刷下，水閘的作用會越來越弱，所以為了保證閘底地基的穩定，一般會將閘底松軟的土壤進行清理，改用其他材料，一般是利用水泥等對閘底進行墊層處理，使得水閘的地基具有較高的穩定性。在穩定性提升的基礎上，水閘的使用壽命也會相應的增加。

（三）預壓法

預壓法也是處理地基比較常用的方法，主要就是通過預先加載，加速場地土排水固結以達到減少沉降和提高地基承載力的目的。此種方法主要適用于淤泥質土、淤泥和沖填土以及粘性土，主要是因為此三類土壤在持續的荷載力的作用下體積會發生很大的壓縮，而強度會明顯的增長。此方法在新疆地區利用的范圍并不是很廣，主要是在一些水流量較多的區域，利用此方法的比較多。預壓法處理水閘地基的效果較好，但是施工周期相對較長，所以在工期比較緊張的情況下此方法不宜采用。

（四）樁基法

樁基法在在目前的水閘地基處理中利用的也比較多。利用樁基法對地基進行處理，主要是豎向荷載比較大而且集中，或指大面積的地面荷載影響結構來做基礎，從而能夠有效的承受一定水平的荷載力和上拔力。從目前樁基法的施工方法來看，樁基法可以分為預制樁和灌注樁兩大類。

三、結束語

水閘在水利設施中占據著重要的地位，其作用發揮直接影響水利設施的效應，所以在新疆地區，要進行水資源的充分利用，就必須對水閘的設計要點和方法進行有效的分析。從分析中來看，水閘設計的重點在于地基處理，所以對于地基處理的方法必須要進行重點的掌握。

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