就水閘工程而言,主要包含三個部分:上、下游連接段以及閘室。一方面,通過提高水閘設計的合理性,不僅能夠確保水利水電工程起到調節(jié)水位、控制水流量的重要作用,同時可以提高水電水利工程發(fā)電效率。
水利水電工程水閘設計分析
1 做好水閘選址設計
選址問題是水利水電工程水閘設計的一個重要環(huán)節(jié),該過程與水利水電工程后期施工有著直接的關系。
2 注重閘室安全計算
要確保水閘功能得到最大程度的發(fā)揮,設計工作中要盡可能提高閘室的安全性和穩(wěn)定性,這就要求設計人員嚴格參照設計規(guī)范以及現(xiàn)場勘察資料,對閘室的安全性進行縝密的計算。這一過程中,不僅要進行負載組合,同時還要做好基底應力以及抗滑穩(wěn)定性方面的計算工作。對于負載組合而言,要全面考慮到不同組合方式之間存在的巨大差別。在進行基底應力的計算過程中,要做好力矩計算以及竣工檢修方面的計算工作,并且要對工程正常運用狀態(tài)下的基底應力進行仔細的計算與復核。對于水閘的抗滑穩(wěn)定性計算來說,要合理確定抗滑穩(wěn)定系數(shù),并就總彎矩、總重等方面展開計算工作。
3 加強進水閘類型與尺寸方面的設計
在進行水利水電工程的設計施工時,通常會用到進水閘,當前進水閘在河道以及水庫、湖泊施工中有著廣泛的應用。進水閘不僅能夠對引水流量進行控制,并且可以起到灌溉、供水以及發(fā)電等重要功能。根據(jù)取水方式的不同,可細分為無壩閘以及有壩閘取水兩種不同的設計方式。對于進水閘尺寸的設計而言,要確保進水閘尺寸滿足引水方面的要求。設計期間,還要對現(xiàn)場實際狀況做出分析,必要時需要修筑相應的消能設施,比如消力池等。這樣一來,才能確保進水閘能夠滿足不同工況下的使用需求。需要注意的是,進水閘設計要確保閘孔尺寸足夠大,在高度方面也要滿足要求。
4 做好水閘消能防沖設計
一方面,水閘消能設計中要將閘高水位作為設計工作的基礎,并且要把高出基準水位的水量進行及時的排除。設計工作中要根據(jù)下游水位合理確定最低下限值,進而提高水閘設計工作的效果。另一方面,在開展水閘防沖設計時,由于影響設計的因素角度,計算工作不夠明確,因而設計時要做到具體情況具體分析。做好消能防沖對于提高水閘設計的整體水平有著重要的影響,設計過程中要綜合分析工程實際工況以及消力池面積、深度等諸多因素,合理開展計算工作。需要注意的是,消能防沖設計還要考慮到河床沖刷等方面的要求。
5 提高閘門梁系設計水平
為確保水利水電工程安全運轉,除了要做好上述設計工作外,還要對閘門設計以及梁系設計工作引起足夠的重視。一旦出現(xiàn)閘門設計或施工合理的問題,將直接造成集中水流或者折沖水流等一系列不良流態(tài)等問題。具體設計工作中,應做好以下幾方面的工作:其一,要盡可能降低閘門運行期間的振動問題,尤其在閘門梁系的選擇與設計時,要根據(jù)現(xiàn)場狀況合理設計水閘閘門的硬度。其二,閘門主梁系設計中,不僅要提高基礎底主梁設計的合理性,同時還要提高上部主梁系設計的合理性,進而確保梁系結構中荷載得到合理的分布。其三,在進行雙腹板箱型底主梁的設計工作時,因為受到閘門底部以及流水閘等構造的影響,設計時要在下游兩側位置處形成向下8°的偏角度,進而減少底主梁所受荷載,防止出現(xiàn)破壞問題。其四,對于下游側水閘閘門的梁系設計工作而言,要將傾角設計成27.2°左右。這樣一來,不僅可以使水流流態(tài)得到改善,同時還能提高梁系設計工作的合理性。一般來說,水平次梁設計主要應用的是槽鋼結構,并且按照近似按等跨理論進行連續(xù)梁的設計。槽鋼肢尖的方向要向下,進而起到防積水、防積塵的重要作用。
6 地基處理設計
其一,灌漿法。該方法能夠對裂縫問題進行有效的處置,設計施工期間需要做好水泥漿配合比以及摻和料的設計工作,進而對地基起到良好的加固、防滲效果。其二,開挖法。該方法的應用較為廣泛,設計時需要將原地面已經破壞的巖層進行清除,開挖法施工相對簡便。其三,還可以采用防滲墻法進行地基處理,施工時要用到專用的機具進行鉆鑿施工,并使用泥漿進行墻壁加固。此外,地基處理中還有用到樁基礎法、置換法等,具體設計工作中要針對不同的地質狀況合理選取處理方法。
7 閘室型式設計和過閘水位差設計分析
一方面,在進行水閘閘室形狀的設計時,不僅要考慮到水利水電工程的實際狀況,并且要對不同類型的閘室形式進行對比優(yōu)選,進而提高閘室設計的水平。相比較而言,當前主要用到腳墻式閘室以及敞開式閘室兩種不同的形式,具體設計時要通過對比優(yōu)缺點之后,合理確保閘室的型式。對于敞開式閘室而言,其施工過程相對簡便,同時該類閘室結構簡單、便于操作,通常情況下采用平面鋼閘門,這樣一來能夠有效提高閘室運行期間的穩(wěn)定性。另一方面,在開展閘水位差的設計工作時,設計工作者要對多方面因素進行綜合考慮,并且要為后期施工工作提供便利。此外,這一過程中還要考慮到降水量以及當?shù)貧夂?、地質等因素的影響。同時,設計環(huán)節(jié)還要盡可能的降低工程造價,避免安全事故的發(fā)生。