水利部海委漳卫南运河水闸管理局袁桥闸管理所山东德州253000
摘要：在水利工程项目中，水闸的除险加固设计是一项十分重要的内容。因而本文主要就如何在水利工程中做好水闸的除险加固设计提出了几点对策和浅见。
关键词：水利工程；水闸；除险加固设计
水闸在整个水利工程中属于十分重要的设施，为了更好地促进其性能的发挥，确保水库的安全运行，必须切实加强对水闸的除险加固设计。现对水利工程水闸除险加固设计进行详细的阐述，以供参考。
1.水利工程中水闸的设计要点分析
为了更好地对水闸进行除险加固设计，不仅需要切实掌握水闸的设计要点，在对水闸进行设计时，还需要确保水闸自身的设计质量达标，对其结构设计、消能防冲设计以及防渗排水设计，这样才能实现除险加固设计成效的最优化。
1.1水利工程中水闸结构的设计
水闸工程的中心线在整个结构的设计过程中，需要与河道的中心线保持相同的水平。在建设过程中，不仅需要确保建筑物的美观与合理，还需要保证水闸设计的经济效益与成本效益；而水闸的结构在设计时，需要保证水闸的美观性，同时宽度与水闸需要具有统一性，从而在运行过程中达到一定的合理性。首先，在闸顶高程结构设计时，主要是在上游闸墩顶部进行设计，并需要详细考虑泄水现象与挡水现象的情况，其中引发对于泄水现象时，需要低于水闸并确保在洪水位上的形式进行设计；而闸顶的高程对于挡水现象需要低于正常蓄水水位的形式进行设计。其次，在设计底板高程结构过程中，若底板的高程设计较高，那么在枯水期间则会对河道的流量造成严重的影响。因此，在对水闸结构进行设计时，根据不同水位进行水闸的结构设计时，需要合理运用各种比值进行针对性的设计。
1.2水利工程中消能防冲的设计
由于造成池水力消力的因素较多，因此实现的情况较为复杂，需要进一步对消力池的影响条件进行针对性的控制，并且还需要对水闸上下游之间的水位差、宽度、过闸流量的宽度以及下游水深等影响因素加以考虑。一般是采取底流式消能设计方法，在设计的形式上，首先需要对过闸期间流量宽度、上下游水位差等因素进行考虑，其次对消力池的深度采取针对性手段进行控制，并且还需要对底板厚度进行控制，这不仅能在设计时获取安全性的保障，而且还能提高消能防冲在调度期时的灵活性。
1.3水利工程中防渗排水的设计
闸基的结构分为上部为砾石层，下部为花岗岩，所以闸基不但会受到强烈风力的影响，并且岩石的质量会变得十分柔软，因此在水闸地基部位时长发生渗透现象。在水利工程水闸除险加固中为了防止渗透排水现象的发生，在水闸设计过程中需要在与闸室上游的钢筋砼中对防渗墙加固，并对高压旋喷防渗墙的上游墙体两侧与砼挡墙下实施相应设计，促使防渗效果拥有一定的稳定性。同时，因遭受渗透压力的影响，需要以水闸与渗透水力在基地上的深度为基础进行设计，促使渗透期间的稳定性得到有效的保证[1]。
2.除险加固设计要点
在水利工程中做好水闸设计的基础上，需要加强对水闸的除险加固设计，在具体的工作中，需要做好以下几个方面的工作：
2.1水闸的溢流坝的除险加固设计要点
由于传统的水闸溢流坝表层上附着一层混凝土，因此其具有一定的抗冻和碳化功能。在对溢流坝进行除险加固设计时，为了能达到消能的目的，在溢流坝的下游设置了防冲措施，设计时都是以巨大洪水为标准来设计，并且巨大洪水的标准与消能方式的标准会进行变化，因此需要调整溢流坝堰面的形状。为了确保调整的结构具有有效性，需要进一步对溢流坝的顺水流方向进行复核计算，其主要原因是因坝体的基地应力难以满足规范的需要，在采取计算后适当的加长坝体基础顺流方向的长度，能使溢流坝满足一定的标准与要求。而在对溢流坝的结构设计时，为确保地基的承载能力与应力达标，需要设计除险加固的方式，对溢流坝顺流方向的长度进行计算，确保其满足一定的标准，尤其是在溢流坝基础。首先，需要将原来坝体的高程凿除，将凿除后的高程形成新的浇筑坝体，并确保原坝体的混凝土与新的浇筑坝体进行有机的结合，且原坝体内部的浆砌石和基岩得到有效的连接。在确定溢流坝前缘的长度和顺流方向的长度基础上，不仅要确保上游坝面处于垂直的状态，还需要将下游坝体的基础拓宽，这样就能有效的满足灌溉的需求。当溢流坝为新浇筑坝体时，必须确保体内砼的外包形式的厚度达标，将溢流坝的每个坝段进行合理的编号和分组，确保溢流坝在冲沙闸的形式上的长度达标，再将冲沙闸和溢流坝利用墙将其过渡，若在下游设置有过河的交通桥，那么就不能在上游设置交通桥[2]。
2.2冲沙闸的除险加固设计要点
在对溢流坝做好除险加固设计时，还要对冲沙闸做好除险加固的设计。在这一过程中，由于之前设计中经常出现冲沙闸难以满足排砂的情况；在汛期内容易形成大量的河水砂量的情况，在上游经常出现淤泥严重和河床被抬高的情况；冲沙闸的金属结构和机电设计上难以满足相关需求的情况；冲沙闸的消能防冲作用难以有效发挥的情况等影响。因此在设计中，为了避免出现类似问题，在设计冲沙闸结构时，需要明确地基的承载力与应力比的设计要求，当冲砂闸的垂直水流方向为13m时，为了能有效达到除险加固的目的，则需要设计长度为5m的沙闸底板水量方向。并且由于闸底板是用原冲砂闸底板进行设计的，因此需要对原冲砂闸底板进行凿除，再采取混凝土进行浇筑处理并形成冲砂闸底板后，需要将新的浇筑混凝土与原来的浆砌石底板和基岩进行连接，确保底板浇筑的厚度和砼厚度达标。通常而言，冲砂底板的高程和河床的高程相同，且冲沙闸的孔数不变，在孔的净宽和水断面设计达标的前提下，需要确保设计过程与设计标准相符，就需要在溢流坝中对河道水断面积进行确定。而冲沙闸闸门主要是采取平板钢闸门，并借助手动螺旋遥感将其启闭。另外，将冲沙闸闸门顶部分为两层，下层设为专门检修的平台，给工作人员提供通道，下层则为有关设备开关提供便利的平台，给布置开关设备时对闸门层高进行检查提供变便利。
2.3进水闸的除险加固设计要点
在对进水闸的设计过程中，若发生的洪水变化较大的情况时，需要在原来进水闸的基础上，对进水闸进行适当的增高。进水闸采取的是金属结构，所以其厚度难以满足实际需要，再加上随着进水闸利用时间的加长，进水闸表面的粗骨料和混凝土已经脱落，在闸墩和闸墙上存在砼裂缝的情况，所以必须加强对其的修复，在内部加强对进水闸的消除，提高砼自身的强度和抗冻性能。在对进水闸闸墩和启闭机进行拆除的同时，还要对其结构设计进行优化，尽可能地提升地基的应力效果，通过除险加固工作的开展，能增加水闸底部的水流流向长度，其具体方法为：先将水闸底板凿除后再提高混凝土的高程，并在新的进水闸底板处促使基岩和石底板之间得到接触，同时提升底板组合的厚度，在进水闸顶部设计两层平台，上层主要用于摆放开关设备，而下层主要是供人员对其进行检修[3]。
3.结语
综上所述，加强水利工程水闸的除险加固设计具有十分重要的意义，但是在加固设计之前，需要对其原有的不足进行有效的分析，结合实际需要对水闸的除险加固方案进行科学合理的确定，并结合确定的除险加固设计方案，确保其得到高效的执行，尽可能地提升水闸的除险加固设计水平，这样才能更好地促进水闸各项性能得到有效的发挥，提高加固工程实施的质量，最终确保整个水库得到安全高效的运行。
参考文献：
[1]王飞.关于水闸除险加固工程设计的几个问题[J].建筑知识，2016，36（08）：128+131.
[2]陈秋.浅谈水闸除险加固设计及研究[J].河南水利与南水北调，2016（02）：55-56.
[3]曾雪琼.水利工程水闸除险加固设计及研究[J].建材与装饰，2016（07）：287-288.