前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的活水泵站运行控制的水闸工程设计，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
［摘要］文章结合工程实例，分析了基于活水泵站运行控制的水闸工程设计，分析结果表明，立足活水泵站的工程标准，合理确定水闸工程安全超高下限，并以此为依据，开展谁在工程设计，可保证设计效果，满足活水泵站持续稳定运行控制的要求，值得高度重视。
［关键词］活水泵站;水闸工程;安全超高下限;地基处理
1工程概述
柯桥城区外围南北活水工程位于绍兴市柯桥区柯岩街道阮四村以西，104国道以南的大坂湖直江上，距离104国道约200m。工程位于柯桥主城区，沿管墅直江，由北向南穿越整个主城区，南至浙东古运河、北至杭甬运河、东邻瓜渚湖直江、西接大坂湖直江，涉及柯桥和华舍两个街道，总面积约30km2，水域面积1．18km2，受益人口25万，工程取水口位于金柯桥大道与柯袍公路交叉口立交桥的西侧附近。通过枢纽泵站(泵站最大流量18m3/s)提水，引杭甬运河水体入柯桥主城区，经科学的水量调度、水位调节和水流控制等手段，使城区内河道水体得到有效的流动与补充，同时起到“以清释污、以动治静”的作用。本工程泵站为堤身式中型排水泵站，所用水泵为1．8m口径大型水泵，工程流道要求高;泵房主体直接挡水，要求泵房本身有足够的抗滑、抗浮稳定性能;泵站站址均为软土地基，需要进行基础处理，应选择基础适应性好泵房结构。综上所述，泵房结构采用块基型结构。由于场地有限，水泵台数不宜过多，但考虑到预留安全余地，宜采用3～4台。本泵站采用3台1800GZ－160潜水贯流泵。
2工程标准对水闸安全超高下限的要求
本工程的主要功能是将大坂湖直江铁路以南水体进入大坂湖直江104国道北面，提升104国道北面水体的流动性，从而改善南片水环境，夏季雨季河道行洪的安全性。本活水泵站设计引水流量20m3/s，备用引水流量10m3/s，装机功率为3X200kW，按照《泵站设计规范》、《防洪标准》中的要求，本活水泵站属于Ⅲ等工程，多项永久性建筑的级别也是3级，临时构筑物级别多为5级，主要构筑物包括:闸坝、上下游连接段、泵站主体、进出水池、管理房、变电设施等。按照《水闸设计规范》的要求，3级活水泵站水闸安全超高下限。
3基于活水泵站运行控制的水闸工程设计
3．1合理选择水闸型式
为避免活水泵站在运行中发生回流问题，需要合理设计挡水闸，本工程共设置了2座水闸和泵站联合布置，常用的水闸形式有2种，一种是平板钢闸门，另一种水下卧倒钢闸门。其中，前者虽然前期投资比较少，但后期运行控制复，且需要设置检修平台及启闭机房。后者无需检修平台和启闭机房，上部结构承受的荷载也比较小，可降低基底处理的复杂性，且位于水下，经过效果比较好，因此，本工程选择了液压卧倒门水闸。
3．2确定水闸顶部高程
在夏季洪水期，要将水闸提前防水卧倒，并保证坝顶高程不会影响行洪效果，但要充分考虑活水泵站在运行中挡水对泵站出水池壅高的影响，因此，坝顶高程要高出水池壅高4．2m左右，以降低投资成本，初步设计坝顶高程为4．5m。
3．3水闸过流能力设计
水下卧倒闸门过流能力通常按照宽顶堰进行计算，经过计算可知，过闸流量最大可到100m3/s，可满足行洪能力的要求。
3．4水闸设计
水闸设计要和泵站相互结合，并靠近泵站布置，就案例工程水闸工程由闸室、护坦、上下游连接建筑物等共同组成，门顶高程为4．5m，共有8个单元门组成，每个单元门的静水压力都是460KPa，闸室通过液压系统起闭，由三级液压油缸为其提供动力，工作压力为16MPa，为保证便于管理，将液压泵站布置在泵站中，水闸闸门上游侧底板的高程为1．0m，下游侧底板高程为0．5m，顺着水流方向的宽度为12．5m，厚度为1．0m，总坝长50m，边墩和底板通过C30钢筋混凝土施工。由于本水闸基层为淤泥质粘土，虽然土质抗冲流速比较，但水闸上下游的水位差比较小，只能作为构造效能设施，底板上下游分别设置长度为10m的长护坦，顶面高程控制在0．5m左右，并外接长度为5m以上的抛石防冲槽。
3．5节制闸设计
本工程水闸规模为1×8m，沿着水流的方向长度为10m，底板则采0．8m厚C30钢筋混凝土制成，底板顶高程为0．5m，边墩厚度为1．0m，闸墩顶高程为4．5m，在水闸中设置一道液压水下卧倒闸门，通过液压设备进行控制，边墩选择悬臂式挡墙结构，上下游侧边墩顶高程为4．5m。单孔跨度比较大，为便于后期维修，在设计时，闸室上下游都不设置检修闸门。本水闸闸基虽为淤泥质粉质粘土，但由于本水闸上下游的水位差较小，因此上下游均只作构造消能设施，底板上下游分别设置5．0m长护坦，顶面高程0．50m，护坦由20cm厚C30混凝土面层和30cm厚M10浆砌块石底层组成，底板顶高程0．50m。上下游护坦均外接5m长抛石防冲槽。
3．6闸站基础防渗设计
由于本工程闸站位于软土地基上，表层淤泥质粘土具有良好的抗渗性，因此，在设计中可以采用平展式地下轮廓设计方法，闸站下游侧水位为4．2m，对应上游侧最低运行水位3．6m，最大差值为0．6m，按照《水闸设计规范》中的规定。按照本工程地质资料显示，闸站基础为淤泥质粘土，闸站所需的防渗长度最小为2．4m，闸站设计时防渗长度站身段底板长度大约为28．5m，堰坝的防渗长度达到12．5m即可满足要求。
3．7水闸稳定性分析
本工程水闸由挡水闸和节制闸组成，水闸边墩和底板之间为分离式结构，考虑到边墩的稳定性，在具体设计中，要对地板的抗滑稳定性进行分析。边墩稳定性计算时，考虑到0．3m是内外水头比较差，闸墩后采用粘土回填，墙后水上等效摩擦系数为28°，水下等效摩擦角为26°，现状基底摩擦系数为0．25，边墩稳定计算结果。
4结束语
水闸工程设计效果对活水本站运行控制的稳定性有很大影响。必须高度重视水闸工程设计，为保证设计效果，需要从合理选择水闸型式、确定水闸顶部高程、水闸过流能力设计、水闸设计、节制闸设计、闸站基础防渗设计、水闸稳定性分析等方面同时入手，才能设计出高品质的水闸工程，充分发挥活水本站的作用和价值。
参考文献
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作者:刘彬 单位:绍兴市水利水电勘测设计院