浅谈围垦工程中水闸设计
浅谈水闸的设计、作用与发展前景

浅谈水闸的设计、作用与发展前景提要:水闸在水利工程建筑中是十分常见的,当闸门关闭,可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位,以满足上游取水或通航的需要。
开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。
水闸多建于河道、渠系、水庫、湖泊及滨海地区。
本文对水闸的功用及组成做了详细的分析,为水利工作提供参考。
关键词:水利工程;水闸;作用;发展前景前言公元前598~前591年,楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时,即设五个闸门引水。
以后随建闸技术的提高和建筑材料新品种的出现,水闸建设也日益增多。
1949年后大规模现代化水闸的建设,在中国普遍兴起,并积累了丰富的经验。
如长江葛洲坝枢纽的二江泄水闸,最大泄量为84000km3/s,位居中国首位,运行情况良好。
国际上修建水闸的技术也在不断发展和创新,如荷兰兴建的东斯海尔德挡潮闸,闸高53m,闸身净长3km,被誉为海上长城。
当前水闸的建设,正向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和远动化方向发展。
1.水闸及其作用主要利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物。
关闭闸门,可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位,以满足上游取水或通航的需要。
开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。
水闸是控制水位、调节流量的低水头水工建筑物,是农田水利中龙头工程,常与堤坝、船闸、鱼道、水站、抽水站等建筑物组成水利枢纽,以满足防洪、排洪、航运、灌溉以及发电水利工程的需要。
水闸在水利工程中的应用十分广泛,多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。
2.水闸的分类2.1按水闸所承担任务分2.1.1节制闸。
调节水位,控制流量。
枯水期借以抬高水位,以利取水和上游航运,洪水期用以控制流量。
渠系建筑物中节制闸一般建于支渠分水口的下游,用以抬高水位,满足支渠引水需要。
2.1.2进水闸:建在河道、湖泊的岸边或渠道,用来引水灌溉、发电或其他用水需要。
灌溉渠系中建于干渠以下渠道首的进水闸,作用上把上一级渠道的水分下一级渠道,分水闸、斗门、农门排水闸建在江河沿岸排水渠出口处,外河上涨时,关闸门防水洪水倒灌,避免洪灾。
水利工程中的水闸设计与控制

水利工程中的水闸设计与控制随着社会的不断发展和人口的增长,对水资源的管理和利用变得越来越重要。
而水利工程中的水闸设计与控制是其中至关重要的一环。
本文将从水闸的定义、分类、设计原则以及控制方法等方面进行探讨。
水闸是一种可以控制水流的工具,一般由阀门、闸座和闸墩等组成。
它的主要功能是根据需要调节水位、控制水流速度以及防止洪水等。
根据功能和用途的不同,水闸可分为引水闸、排水闸、船闸等多种类型。
而对于不同类型的水闸,设计原则也有所差异。
首先,引水闸的设计要考虑保证供水的稳定性和流量的调节性。
在设计过程中,需要充分考虑水闸的结构强度、泄洪能力以及对水质的要求等因素。
同时,还要根据引水闸所处的地理环境和水文条件,确定合理的闸门开度和启闭方式,以提高引水效率。
其次,排水闸的设计主要考虑排水能力和泄洪能力。
为了提高排水效果,设计人员需要合理选择闸门类型、设计合适的超高水位以及设置必要的防渗措施。
此外,还应该考虑水闸的维护保养和检修便捷性,以确保其长期稳定运行。
最后,船闸的设计需要兼顾船舶通行的安全性和效率。
设计师通常需要考虑通航条件、船闸尺寸、闸室船舶交互作用等因素。
为了提高船闸的通行能力和效率,可以采用先进的智能控制系统和自动化设备,减少人工干预,提升运行效率。
除了设计,水闸的控制也非常重要。
传统上,水闸的控制主要依靠人工操作,但近年来,随着科技的进步,智能化控制系统已经得到广泛应用。
通过使用传感器、自动控制器和通信设备等技术手段,可以实现水闸的远程监测和自动操作,提高水闸的响应速度和精度。
总之,水利工程中的水闸设计与控制是确保水资源合理分配和安全利用的关键环节。
在设计过程中,应根据不同类型的水闸和具体情况确定合理的设计原则;而在控制方面,则需要结合现代科技手段,提高水闸的自动化程度和运行效率。
只有做到科学合理的设计和精确可靠的控制,才能更好地满足人们对于水资源的需求,实现可持续发展的目标。
浅谈水利水电工程中水闸的设计

浅谈水利水电工程中水闸的设计摘要:水利水电工程是一种在不影响水资源与自然环境的条件下,对水文进行改造与整顿,为群众提供更好的服务的民生工程。
本文笔者对水利水电工程中水闸的设计进行了分析探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词:水利水电工程;水闸;设计1 水利水电工程中水闸设计要点1.1 水闸选址与地基处理在水利水电施工中,做好水闸选址是非常重要关键的工作。
最佳的选址方向是面朝地质相对较好的地基,同时结合施工进行综合考虑。
通常,在水闸设置过程中,需要结合水闸地质与水文进行分析,在优选岩石地基的情况下,选择相对完整、新鲜的岩石地基,如果都不符合岩石地基要求,则可以选择抗剪强度好、渗水性不强、抗渗性高、压缩能力低、高承载力的土质地基。
预压是在原状土的基础上进行加载,以排出土中水分,预先固结好土,控制建筑物后续地基沉降,改善承载力。
预压的优势在于:在持续荷载的基础上,压缩体积。
预压的缺陷在于:规定时间内很难高效完成,对于工期较紧的施工,尽量避免该施工方式。
因为河水与闸基地下水联系紧密,很难有效降水,所以解决问题需要很长的时间。
换土垫层作为相对传统的施工方式,操作简易,在实践中通常不会带来问题,因此,换土垫层是地基处理方法的首选。
1.2 结构设计水闸的结构设计并不是统一规定的,需要依据各地方情况展开,无论是其主体结构还是外在形式,都必须符合各地区地势结构、水闸功用、水流特性等情况展开,在此过程中,需要充分考虑到水闸负载状况,这样才能够确保闸室与翼墙相对抗滑作用的稳定。
另外,还应该充分考虑本地地质条件与水闸现场结构情况,对地基进行有效处理。
在水闸建筑物上,需要做整体结构与各部分结构的规划计算,保证整体水闸结构的功用与安全性。
1.3 防渗排水设计在防渗排水设计方面,需要综合考虑最高水位差、上下游地基状况与工程实际操作,保证渗漏设施与非渗透底板的渗流区域能够构成上部密闭不透水的边界状况。
另外,还应该在安全范围内确定地下轮廓线所对应的渗流与出逸坡度下降相关值,同时还应该准确计算渗透压与抗渗水性。
农田水利工程中水闸设计探究

农田水利工程中水闸设计探究引言近年来,广东省一直特别重视在农业发展区兴修水闸。
一般来说,水闸既可以建立在软土基上,也可以修建在岩基或者是土基上。
水闸既可以泄水又可以挡水,而造成水闸工作条件复杂的主要有两个原因,一是水头低而且变化大,二是水闸的地基条件差。
因此,农田水利工程水闸排水和止水的设计问题的分析至关重要,从而采取有效的措施防止和解决冲刷问题的对策。
1.水闸的排水特点水闸排水问题主要集中在消力池的底板排水、闸基防渗排水、翼墙的排水等部位,下面就以下几个方面进行详细的探讨与分析。
1.1消力池底板排水孔消力池底板具有承受水流的冲击力、水流脉动压力和底部扬压力的多重作用,具有相当的重量和强度,能够抗击重物冲击、经压耐磨。
为了有效减少护板底端的渗透压力,可以在水平护板的后半部分设置部分垂直的排水孔,排水孔的下面可以铺一层反滤层,同时,排水孔呈梅花形布置,从而能够最大限度的进行排水。
有一部分的水闸工程,其中的消力池底排水孔是从水平护板的首端一直延伸到尾部,其中护板全部布设有排水孔。
此种布置水流在出闸以后经过平稳的整流排水后,通过陡坡段流向消力池的水平底板处,在陡坡段的未端和水平底板的水平底板的水平段相交处附近形成有效的收缩水深,故此处动能的最大,即流速水头也是最大的,产生水中压强则是最小的。
1.2闸基防渗面层排水水闸在上游与下游巨大的水位差的强力作用下,上游水从河床慢慢渗透,绕经上游防渗铺盖、板桩以及闸底板,再经过消力池的反滤层由排水孔流至下游,起到有效排水的作用。
高防底排是这条地下轮廓线的布置原则。
布置手法就是在高水位的一侧大量布置铺盖、板桩、浅齿墙等多个渗止水的设施,滞渗延长底板上游的渗透路径,使作用在消力池底板上的渗透压力缓缓减少压缩。
在低水位一侧设置滤水层进行排水,同时使用排渗管等设施排渗,使地基的渗水得到尽快地排出。
2.水闸的具体分类2.1进水闸:通过在河道、水库、渠道上修建水闸,就可以进行农业灌溉、水利发电或者是其他水利事业,而控制入渠流量的水闸就是进水闸。
水利工程中的水闸设计与运行

水利工程中的水闸设计与运行水利工程中的水闸设计与运行在水资源调控和洪水防治中起着至关重要的作用。
本文将从水闸设计原理、水闸类型、水闸运行管理等方面进行探讨和介绍。
一、水闸设计原理水闸设计的目的是通过合理的结构和参数设计,实现对水流进行调节和控制,以满足工程的需要。
水闸设计应基于以下原理:1.水力原理:根据孔口流量公式和流量方程,计算出所需的开孔面积和开孔高度,以控制水流的通过。
2.结构力学原理:根据水流冲击和液压力的作用,确定水闸的结构尺寸和强度,以确保其稳定运行和安全性。
3.水闸自动化控制原理:利用现代控制理论和技术,实现水闸的自动控制和遥测遥控,提高运行效率和安全性。
二、水闸类型根据不同的需求和工程条件,水闸可分为多种类型。
常见的水闸类型包括:1.闸门式水闸:通过开启或关闭闸门来控制水流的通过,适用于中小型河流和渠道的水位控制。
2.提升式水闸:通过提升闸门来改变水流通道的高度,适用于需要快速调节水位和提高水流能力的工程。
3.斜板式水闸:通过调节斜板倾斜度和开启幅度来控制水流的流量和速度,适用于需要灵活调整水流的场合。
4.旋转式水闸:通过旋转闸板来控制水流的开启面积,适用于需要大流量和大尺度的水位调节。
三、水闸运行管理水闸运行管理是保证水闸正常运行和安全的重要环节。
主要包括以下方面:1.定期巡视:对水闸进行定期巡视,检查闸门和液压设备的工作状态,及时发现并修复问题。
2.运行监测:利用现代传感器和监测技术,对水闸的水位、流量等参数进行实时监测,确保水闸运行稳定。
3.操作规程:制定水闸的操作规程,明确操作流程和安全操作要求,提高运行人员的操作技能和安全意识。
4.维护保养:定期进行水闸设备的检修和维护保养,确保设备的正常运行和寿命。
结论水利工程中的水闸设计与运行是确保水资源调控和洪水防治有效进行的关键环节。
水闸设计应基于水力原理和结构力学原理,同时兼顾自动化控制原理,以确保水闸的稳定运行和安全性。
根据工程需求和条件,选择适合的水闸类型,以实现对水流的控制和调节。
浅论水闸工程设计存在问题与建议

浅论水闸工程设计存在问题与建议陈张华【摘要】当前,水利不仅作为农业的命脉,也作为国民经济可持续发展的命脉。
文章详细介绍了水闸工程设计存在的一些问题并进一步对工程运行建设提出相应建议。
【关键词】水闸设计;存在问题;建议1.偶发缺陷举例1.1忽视反向挡水需求忽视河槽调蓄作用,水闸闸门不设反向止水拦蓄水源。
某行洪河道,兼有排泄流域洪水和排除两岸涝水功能,在两岸堤防建有许多穿堤涵闸。
这些涵闸设计上主要功能为相机排涝,即河道行洪时关闸挡洪,河道不行洪时开闸排涝。
基于此,有的涵闸闸门只设置了挡洪止水,未设置反向止水,没有反向挡水的功能。
然而,灌区需要涵闸具备反向挡水功能—干旱季节关闭涵闸拦截雨水、回归水,供下一级灌区灌溉。
工程验收时,该设计缺陷成为工程缺陷。
管理单位一直努力寻求其他的保水灌溉手段,但控制运用复杂、风险较大、效果较差。
另有一座涵闸,同样是只考虑了挡洪时止水未考虑排涝时止水,选用了单向挡水铸铁闸门,给工程控制运用带来了很大的风险和困难。
该闸在河道行洪时的控制运用方案为:在河道行洪初期不应提前关闭闸门,防止涝水上涨过快破坏闸门和门槽,采取分级下降闸门的方式,待洪水与涝水涨平时关闭闸门;行洪末期应平水开闸,防止洪水退去涝水较高破坏闸门和门槽。
这就要求运行人员严密监视水位变化,及时控制闸门,稍有不慎即可能造成闸门损坏,影响工程正常运行,该闸曾在一次应急反向挡水时发生闸门轨道崩毁事故。
1.2忽视反向过流需求平原地区许多水闸兼有排涝和引水功能,均设有双向消能设施。
但在设计中,有些水闸反向挡水需求不强烈,从而被设计成单向过流。
为满足反向过流需求,有的水闸采取抛石防冲措施,有的水闸通过加固改造增设反向消力池。
某水闸设计为单向过流,在遭遇反向水位差时即关闸挡水,但实际运行中经常有反向过流,因此不得不在建成后又另建了一座简易的反向过流工程。
1.3忽视观测设施设计垂直位移观测设施设计常见问题主要是水准点、工作基点设计不满足《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897)要求,观测不方便,工作基点不稳固,选用的水准仪精度不够、自动化程度低。
浅谈水闸设计时问题分析及应用
浅谈水闸设计时问题分析及应用摘要水闸是通过闸门升降启闭来控制水位和调节流量具有挡水与泄水功能的水工建筑物,它的稳定与安全直接影响到工业、农业及人民生活的各个方面。
本文主要对水闸设计当中所涉及到的关于水闸选址、闸型、闸底板高程、水闸地基处理等几个方面进行讨论,并对水闸稳定性设计方面进行计算。
关键词水闸;问题;设计0 引言水闸是依靠可以升降的闸门来控制水位,调节流量,它是一种既能泄水又能防洪的水工建筑物,在灌溉、排水、防洪、航运、发电等方面应用十分广泛。
水闸的设计是非常复杂的系统工程,它不仅受主观因素还受到客观因素影响。
本文将试图对水闸设计当中所涉及到的关于水闸选址、闸型、闸底板高程、水闸地基处理等几个方面进行讨论,期许水闸设计中能引起相关关注。
1 水闸设计几点注意问题1.1 水闸的选址水闸的选址在水闸建设过程中是非常关键的环节。
水闸能够较好地满足水闸的使用要求、水流流态稳定、造价经济、稳定安全、水闸便于管理等是水闸选址的原则。
1.2 闸型的选择水闸型式的选择是由多方面因素决定的,一定要结合当地地质地形、施工管理、河道特性等因素因地制宜地进行综合方面考虑,不可一味盲目地追求新颖闸型。
1.3 水闸底板高程水闸底板高程的确定是由多方面因素决定的,选定得是否恰当,对闸的稳定,闸室的宽度、高度、闸门的挡水高度,两岸建筑物的高度、运行管理、施工难易,工程造价均有很大影响。
因此,必须从满足运行要求,并结合地质水文、经济合理等要求考虑。
1.4 水闸地基处理水闸地基处理的方法很多,使用较多的主要有以下几种:置换法、排水固结法、加筋法、灌入固化物法、振密或挤密法和桩基法等。
国内在增加水闸地基承载能力和减少地基有害沉降的处理方法最常用的是垫层法、灌浆法、砂井预压法和桩基法。
2 工程实例2.1 工程概况某排水闸采用胸墙式结构,为平底闸。
经计算,B0=8.86m,考虑综合因素,取B0=10m。
排水闸孔口尺寸有两方案:1)设2孔,单孔净宽5m,闸孔净高3m;2)设3孔,单孔净宽3.5m,闸孔净高3m。
围垦工程中软基水闸围堰的设计与施工研究
围垦工程中软基水闸围堰的设计与施工研究【摘要】水利工程项目中,若是软土地基处理不恰当,将导致上层不均匀沉降,危害整个工程项目的施工。
由此围垦工程的设计和施工中,应注重对软基水闸围堰的设计以及施工。
通过对软基水闸的特征分析,对水闸围堰的设计以及施工奠定了基础。
而后针对围垦工程中的软基水闸围堰提出了具体的设计和施工方案,为类似围垦工程的软基水闸围堰的设计以及施工提供了可供参考的经验。
【关键字】围垦工程;软基;水闸围堰;设计;施工水闸通过利用闸门进行挡水和泄水,一般设置在河道、湖泊、沟渠和水库当中,为国民经济的发展提供了较大的经济效益。
随着建设技术的逐渐提高,水闸的设计和建设也逐渐向着多样化的方向发展,并且其结构逐渐转轻、施工操作向着自动化、数字化和智能化的方向发展,由此更应加大管理的力度,严格规范施工,避免质量问题的产生。
尤其是在地基处理过程中,软基是经常能遇到的施工状况,由此对围垦工程中软基水闸围堰的设计以及施工探讨具有十分重要的现实意义和价值。
一、软基水闸特征1、土基渗透变形在渗水作用下,土基由于其渗透性较好,容易在水流的渗透作用下产生变形,尤其是粉、细砂类型的地基,在水闸后容易形成翻砂冒水的现象,严重时甚至掏空闸基以及两岸,导致水闸整体沉降、倾斜,甚至断裂倒塌。
2、地基沉降与其他的地基类型相比,软土地基的压缩性较大,抗冲刷的能力较差,从而导致细砂在冲刷作用下液化,同时在水闸自身的重量以及外在的负荷作用下,软土地基可能产生较大程度的沉降或者具有较大的沉降差,导致水闸闸室倾斜,引发止水破坏,甚至导致水闸底板断裂、引发塑性破坏甚至引发水闸失事。
3、冲刷作用明显在水闸的泄流过程中,虽然保持一定的流速,但水流依旧存在一定的冲刷能量,而土基的抵抗冲刷的能力相对较低,由此将引发水闸下游的进一步冲刷,此时在水闸的下游往往容易产生波状的水跃以及折冲水流,这将加剧对河床以及两岸的冲刷。
同时,水闸下游的水位变化较大,水闸下的出流还将形成远驱水跃、临界水跃、淹没较大的水跃,由此水闸的消能防冲设置也应满足各种运行条件的要求。
浅析农田水利水闸设计
浅析农田水利水闸设计随着经济社会的不断发展,农业生产对水资源的需求也逐步增大。
农田水利作为一种典型的水利工程形式,其设计方案是农业生产提高和水资源保护的关键环节。
而水闸作为农田水利工程中的重要构成部分,不仅对于正常的水利工程运行至关重要,同时也对于防汛抗旱等临时性水利灾害具有重要作用。
因此,本文旨在从设计的角度,分析农田水利水闸的设计原则和方法。
一、农田水利水闸的基本性质在了解农田水利水闸的设计原则之前,首先我们来看一下水闸的一些基本性质,以便更好地实现设计的目标。
1. 水闸应该具备可靠性。
一般来说,农田水利工程对于水资源的需求比较大,因此水闸的设计应该具备较高的可靠性。
即在使用过程中,水闸能够顺利运行,使得灌溉、排灌等工作能够得到保障。
2. 水闸应该具备灵活性。
由于不同的农业生产需求,水闸在设计时应该具有一定的灵活性。
即水闸能够随着生产需求的变化,在一定范围内调整和变化。
3. 水闸应该具备经济性。
水闸在设计时需要保证其经济性,即设计时应该根据实际情况,选用经济、合理的材料和控制设备,以保证实际应用时的经济效益。
4. 水闸应该具备安全性。
水闸的设计应该充分考虑其安全因素,如在水位、地形、流量等方面的变化时,应设计合理的泄洪装置等措施,以避免农民在生产中受到不必要的灾害等。
二、农田水利水闸的设计原则1. 根据实际情况合理安排,确保可靠运行在水闸的设计过程中,要充分考虑实际情况,结合区域的水资源发展状况、气候条件、土地利用类型等进行合理的安排,确保水闸的可靠运行。
例如,在设计时要考虑到当地的流量变化情况、洪水水位等要素,以便在应用时能够顺利运行。
2. 保证水闸的灵活性和可调性在农田水利水闸的设计中,一定要充分考虑到农业生产的实际需求,保证水闸具有一定的灵活性和可调性。
例如,根据不同的作物需求,设置不同的灌溉时间,以确保作物能够得到充分的水源供应。
同时,在设计时要考虑到水源的储备问题,以便应对不同的气候条件和灌溉的变化。
浅析农田水利的水闸如何设计
汇报人: 日期:
目录
• 引言 • 水闸设计概述 • 水闸的选址与布局 • 水闸的结构设计 • 水闸的运行管理 • 案例分析与应用
01
引言
研究背景与意义
农田水利工程是保障农业可持续发展的重要基础设施,而水闸设计是农田水利工程 中的关键环节之一。
在当前水资源紧缺的情况下,合理设计水闸对于提高农田灌溉效率、保证作物生长 具有重要意义。
水闸类型选择
根据工程的功能和规模,选 择的是一种平板闸,具有调 节流量、控制水位等优点。
设计参数确定
根据水库的规模、供水需求 和发电要求,确定水闸的孔 径、高度和闸门开启方式等 参数。同时考虑到水力发电 的要求,对水闸的流量和水 位进行精确控制。
结构设计
根据水闸参数和地质条件, 设计出水闸的结构形式,包 括闸墩、闸门、启闭设备等 ,确保结构的稳定性和安全 性。同时考虑到发电机的安 装位置和运行需求,对水闸 的结构进行优化设计。
水闸的选址应遵循因地制宜、整体规划、综合考虑的原则,同时兼顾防洪、灌溉、发电、航运等多方面的需求。
考虑因素
水闸的选址需考虑地形、地质、水文、气象等自然条件,以及河流水系、上下游关系、土地利用、移民安置等社 会经济条件。
水闸的布局
总体布局
水闸的总体布局应结合选址及工程规模 ,根据地形、地质条件,合理安排闸室 、上游连接段、下游消能防冲段等部分 。
04
水闸的结构设计
水闸的总体结构
01
闸室结构
闸室是水闸的主体结构,包括闸门、启闭机、胸墙、工作桥等组成部分
。在设计时需要考虑闸室的稳定性和安全性,以满足抗风、抗震、抗洪
等要求。
02
上下游连接段结构
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅谈围垦工程中水闸设计
【摘要】本文以三门县洋市涂围垦工程作为工程实例,分析在围垦工程水闸设计中有关闸址、闸轴线、闸室结构布置型式及闸门结构的选择,供类似工程设计参考。
【关键词】围垦工程;水闸设计
0.工程概况
三门县位于浙东沿海三门湾畔,地处中国“黄金海岸线”中段,东濒三门湾,南邻临海县,西枕天台县,北接宁海县。
三门湾内岛屿罗列,岸线曲折,四周港汊间发育众多滩涂。
洋市涂围垦工程位于三门湾健跳港南面,居东经121°40′,北纬29°02′,东临三门湾,南濒宫前湾,西靠健跳镇洋市,北与龙山相望,距三门县城海游镇约20km,距健跳镇约3km。
围区处于健跳港口南侧第一个海湾—洋市湾内。
洋市湾呈内凹型,湾口北起高湾山,南至平岩山东嘴头。
1.工程等级及设计标准
本工程围垦面积5935亩,工程建成后近期用于综合农业开发,按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《滩涂治理工程技术规范》(SL389-2008)和《海堤工程设计规范》(SL435-2008),近期工程等别为IV等,考虑到中远期用于发展较重要的临港工业,故确定工程等别为Ⅲ等。
主要建筑物海堤、堵坝、排水闸和纳潮闸为3级建筑物,次要建筑物为4级,龙口、堵口等临时建筑物为5级。
纳潮闸布置在东嘴头,建在岩基上,闸孔总净宽3孔×3.0m,闸底槛高程为-2.0m。
排水闸布置在柴爿花嘴,建在岩基上,闸孔总净宽为5孔×3.0m,闸底槛高程为-2.0m。
设计防潮标准为50年一遇,设计防洪标准为20年一遇。
2.闸址选择
工程临海面属开敞式海域,风浪较大,闸址、闸轴线选择和布置应予以重视。
根据《水闸设计规范》(SL265-2001),闸址应根据水闸的功能、特点和运用要求,综合考虑地形、地质、水流、潮汐、施工、管理、周围环境等因素分析比较后选定。
本工程布置有1座纳潮闸和1座排水闸,为节约投资,减少施工难度,两座水闸均建于岩基上。
根据地形条件,水闸闸址有柴爿花嘴、外鲎岛西侧、里鲎岛南侧、里鲎岛北侧和东嘴头五处位置可供选择,但由于外鲎岛和里鲎岛是孤岛,国家很重视对无人岛的保护,并且南、北侧布置水闸朝向差,风浪爬高又大,
运行和施工又不便,因此不予考虑。
围区南侧的东嘴头和北侧的柴爿花嘴均属岩基,建闸条件良好。
东嘴头与柴爿花嘴相比更处于健跳港外缘,水质相对较好;东嘴头位置朝向外海,易受到外海涌浪影响,风浪较大;柴爿花嘴朝向三门湾内,风浪相对较小,中远期两座水闸均作为区域排水闸,综合考虑后,推荐纳潮闸布置在南侧东嘴头,排水闸布置在北侧柴爿花嘴,柴爿花嘴排水闸作为远期的主排水闸。
3.闸轴线选择
纳潮闸布置在东嘴头,风浪很大。
从临海海域看,东北向由于花岙岛、南田岛、高塘岛等岛屿包围屏蔽作用,NE~ENE向外海波浪难以直接影响。
在保证水流通畅、不影响堵坝布置以及地形地质条件许可的前堤下,纳潮闸临海口应避开不利风向,尽可能朝NE~ENE向布置,改善水闸的运行条件。
排水闸和纳潮闸闸轴线在不影响水流流态、不影响堤坝围区内侧闭气土方填筑、不干扰堤坝施工、不建围堰的前提下,靠近堤坝布置,以减少土石方开挖量,节省投资。
4.闸型选择
闸室结构根据泄流特点和运行要求,可选用开敞式、胸墙式或双层式等结构型式。
挡水水位高于泄水运用水位,或闸上水位变幅较大,可采用胸墙式。
本工程水闸外海潮水位变幅较大,且外海防潮挡潮高水位高于内侧泄水运用水位,因此闸室结构推荐采用胸墙式,既不影响水闸的过水能力,又可减小闸门高度和启门力。
闸室结构根据地基条件及受力情况等可选用整体式和分离式。
闸室底板采用分离式,可以减小底板的内力,但对地基要求较高,相邻闸墩之间不均匀沉降控制要求高,否则会影响闸门的启闭。
整体式底板的闸室,划分闸段的横缝一般设在闸墩内,相邻闸墩之间不致出现大的不均匀沉降,对闸门启闭有利。
结构缝应设在闸墩上,选用整体性强、刚度大的整体式结构较合理。
因此,闸室采用整体式结构。
闸室底板结构型式有平底板、箱式平底板和倒拱底板等。
平底板能把荷载均匀传布于地基,结构简单,且施工方便,是水闸中最常用的一种。
箱式平底板具有很好的整体性,对地基不均匀沉降的适应性较好,但需加大底板的砌置深度,工程量大,且施工复杂。
倒拱底板主要优点是节省工程量,但设计和施工都比较复杂,闸墩中的底板表面不平,中间低两侧高,在闸孔自由泄流时,水流向孔中心集中,单宽流量分布不均匀,增加了闸下消能防冲的困难。
根据本工程闸址处的地质条件、水闸受力条件、运用要求和方便施工综合考虑,采用平底板。
综上所述,推荐水闸闸室采用平底板、胸墙式整体结构方案。
5.结构布置形式比选
水闸胸墙结构布置按胸墙位置可分为内置式胸墙和外置式胸墙,内置式胸墙即闸门布置在外海侧,胸墙布置在围区侧;外置式胸墙即闸门布置在围区侧,胸墙布置在外海侧。
外置式胸墙闸门易遭受气蚀破坏;内置式胸墙结构虽然检修平台位于胸墙外侧,抗风浪能力较弱,但可避免闸门遭受气蚀破坏的隐患,止咸效果好,因此胸墙结构布置推荐采用内置式布置型式。
6.闸门型式及结构选择
本工程水闸工作门承担挡潮功能,拟选提拉式平板闸门、升卧式钢闸门和液压翻板闸门三种闸门型式进行分析比较。
表1 闸门型式比较表
综合分析三种门型的优缺点,选择提拉式平板闸门作为水闸工作闸门,通过建筑风格设计可减弱高耸排架的视觉影响。
另外,闸门的工作介质为海水,受咸水、盐雾的影响,钢结构极易产生锈蚀,考虑闸门尺寸较小,本次推荐采用C35预应力钢筋砼闸门,表面涂防腐材料。
7.结论
结合工程地质、地形、风浪、潮汐、施工管理及周围环境,本次水闸设计采用内置胸墙平底板结构,闸门采用C35预应力钢筋砼闸门,启闭设备采用手电两用螺杆式启闭机。
【参考文献】
[1]水闸设计规范.(GB365-2001).
[2]海堤工程设计规范.(SL435-2008).
[3]三门县洋市涂围垦工程初步设计报告.
[4]水工建筑物》(第五版).。