浅谈人字闸在平坝灌区的运用

杜伟伟

（广汉市水利工程灌溉管理中心 四川广汉 618300）

浅谈人字闸在平坝灌区的运用

杜伟伟

（广汉市水利工程灌溉管理中心 四川广汉 618300）

人字闸是20世纪90年代兴起的一种水利工程，由于其结构简单，适应性强以及工期短，投资少等特点多适应于山区有泉有山的地方进行施工建造，尤其在平坝灌区内，人字坝的设计建造对于拦蓄非汛期以及汛末降水有非常重要的作用，可以涵养水源，成功实现农业灌溉，水产养殖以及补充地下水的作用。本文通过对人字闸以及人字闸施工中存在的问题和施工建设要点进行概况分析，探讨人字闸在平坝灌区的具体运用以及运用过程中的运行管理。

人字闸；要点；平坝灌区；运用；管理

人字闸是一只种钢筋混泥土半固定式的拦、蓄水闸门。由于支架为人字形，故称为人字闸。它是拦蓄小河道、小渠道水量，进行引流灌溉的一种形式，能很好解决因小河道、小渠道季节性强，而引发的拦引水与防洪的矛盾。其特点主要是投资小，施工简便，运行管理简易灵活，既能充分引流，又能很好解决冲淤问题。实现蓄引水与排洪两不误。

1 人字闸的概况

1.1 人字闸的特点

在平坝地区，小河道、小渠道内的卵石推移质极少，故采用的是钢筋混泥土人字闸。人字架、挡水板均为钢筋混泥土预制构件，底板为混泥土，边墙可用混泥土或浆砌条石。其优点可就地取才，预制构件可工厂化批量生产，便于降低成本，施工简便，工期短，见效快。缺点是在汛期，人字闸支架容易被柴草缠绕，影响过洪能力，汛后需人工清理支架上的柴草。

1.2 人字闸的作用

结合平坝地区的特点，人字闸的作用主要有以下几个方面：

（1）拦蓄水灌溉。通过人字闸拦蓄水，采用引水或提水方式解决灌区农业生产用水，发展现代农业，促进农村经济发展，增加农民收入。

（2）涵养地下水。由于人字闸拦蓄水后，抬高了水位，形成固定水面，加大了河岸、河床的渗入量，有利于增加地下水含量。发展乡村旅游。通过人字闸建设，扩大了固定水面，结合新农村建设，实行山、水、田、林、路综合治理，改善了人居环境，发展乡村旅游。

2 人字闸施工中存在的问题以及建设要点

人字闸主要由基础、边墩、人字架和挡水板等几部分组成。根据平坝地区河道和渠道堤防高度和拦水需求高度，人字闸拦水高度分别为1.3m和1.8m两种规格，挡水板为定型尺寸，人字架和挡水板采用工厂化预制。

2.1 人字闸施工建设的要点

2.1.1 人字架的预制

以拦水高度1.3m为例：人字架压杆和支撑杆梁的断面尺寸为12cm×12cm，支撑杆的撑点在人字架压杆垂直净高度的2/3处，人字闸压杆、支撑杆、闸底板间的结构内夹角为60°。底板面以下人字架压杆和支撑杆长度的垂直深度计划为30cm的埋深度。人字架中心间距为1m，根据河床宽度，实时增减人字架的个数。混泥土标号采用C30一级配混泥土，受力钢筋采用直径12的一级钢筋，构造钢筋采用直径8的一级钢筋，如图1所示，为广汉市松林镇沙田村东岭朝霞人字闸实体图。

图1 广汉市松林镇沙田村东岭朝霞人字闸

2.1.2 挡水板的预制

为便于采用工厂化预制。挡水板尺寸定型为99.5×30×4（长×宽×厚）cm，结构钢筋采用直径8的一级钢筋，混泥土标号采用C30一级配混泥土。在挡水板两端预安装钢筋手提拉环，便于在运行管理中安取挡水板。挡水板间的缝隙可采用低标号砂浆或粘土进行接缝处理，可阻止缝隙间的漏水。

2.1.3 底板的建设

人子闸底板厚度为30cm，底板面高度与原渠底齐平。考虑到人字闸拦水过程中，闸顶时常有小流量溢流，对闸后渠底造成冲刷，故此人字闸受压杆前底板混泥土长度为1m，支撑杆之后底板混泥土预留2m长，混泥土标号采用C20二级配混泥土。

2.1.4 边墩的建设

边墩采用C15混泥土或浆砌条石重力式挡墙形式，垂直高度1.5m，长度与地板长度一致。边墩上的挡水板槽采用L形，并设立下河梯步，便于挡水板在运行管里中的安取。

2.2 人字闸施工中存在的问题

人字闸是一种将预制的钢筋混凝土人字架安插在闸底板预留槽内，然后再次浇筑混凝土使之与底板紧密连接在一起，形成一个刚性整体，这个结构主要以人字架做为支撑，以预制的钢筋混凝土平板倾斜叠放在人字架前做挡水面板组合而成的新型拦水闸，而这个水闸能否成功拦蓄降水，挡水面板的平整度与板缝以及板端部的止水设置是一个极为重要的关健：①保证挡水面板的平整度，混凝土在预制时必须做到振捣密实，其外形尺寸的误差不能超过3mm，在特殊情况下可以采用人工或机械的方式进行打磨，保证其几何外形尺寸符合标准要求；②止水设置需要采用不同的胶体进行不同部位的粘连，对于人字架的迎水面板可以采用环氧树脂胶，将其与平板带形橡皮粘连在一起，而在挡水面板的上下缘部分则同样需要粘连平板带形橡皮，然后放在下缘锚处位置固定P型橡皮；③再利用人字架的闸门板自身重力以及向下垂直的作用力将门板上的止水橡皮进行压紧，从而达到止水防漏的作用[1]；人字闸在设置止水装置时，往往都会遇到许多问题，一般采购的止水橡皮材料由于比较厚，而且硬度也比较大，每一单块板的重量却又比较轻，在将粘连到闸门板的边缘并且安装完成之后，通常都会出现粘连不牢固，出现翘起的情况，从而导致了门板漏水现象的发生，对此需要将采购的厚度与硬度较大的止水橡皮材料进行一定的处理，可用浓度为95%的硫酸将橡皮材料进行浸泡，或者用聚氨酯泡沫塑料作为止水材料。通常使用这材料进行止水设置一般效果都比较好，严实紧密，蓄水可观[2]。在实际施工中也可采用也可采用低标号水泥砂浆作为止水材料，这种方法施工简单实用，在实际应用中也取得了比较好效果。

3 人字闸在平坝灌区的具体运用

在平坝灌区内，由于小河道，小沟渠较多，而卵石推移质较少，因此运用人字闸不仅成本低廉，施工简便，而且还起到了拦蓄河流水源的作用，对于后期的综合开发以及有效利用都有非常重要的影响，以四川省广汉市松林镇沙田村东岭朝霞平坝灌区人字闸施工工程为例进行分析，探讨平坝灌区内人字闸的具体运用。

3.1 河道基础开挖

河道基础开挖是人字闸工程施工的第一道工序，首先可通过导流将河道内的水进行引流改道，然后再进行基础开挖施工，一般须按工程要求开挖到基岩为止，若是碰到软基，则要将继续开挖到软基后的第一隔水层上，再进行夯实处理，保证地基不会出现塌陷现象，最后则用工程配置所需的标号水泥砂浆进行砌石筑坝，直到工程设计标高为止。

3.2 砌筑人字闸闸基

对于人字闸的闸基施工，通常情况下都是采用75号的水泥砂浆进行砌筑，而砌筑闸基所用的石头必须率先进行清洗干净，并且不能采用风化后的石头，在砌筑过程中必须保证满浆满座，对于直灰缝要使之互相错开，保证层与层之间不会出现通缝的现象，在上游迎水面必须进行防水设置，保证闸基的蓄水效果，同时闸基的砌筑高度不能低于引水渠的高度[3]。

3.3 人字架与闸基的连结

待人字闸的闸基砌筑到一定高度后，还需要在侧翼位置砌筑一面墙，在砌筑这道墙时需要将人字架嵌入进里面10cm左右，同时所有人字架必须保持在同一平面线上，待人字架固定好后，即可用钢筋混凝土材料进行浇筑，浇筑的厚度不能低于20cm，在浇筑混凝土的过程中要连浇筑边振捣，保证浇筑的紧密结实性，防止其内的人字架发生偏移。

3.4 设置挡水面板

最后一道施工工序就是设置挡水面板，如上文所述，广汉市松林镇沙田村东岭朝霞平坝灌区人字闸施工工程的挡水面板尺寸定型为99.5×30×4（长×宽×厚）cm，结构钢筋采用直径8.1级钢筋，混泥土标号采用C30一级配混泥土，挡水面板的安装可根据河道的水位情况以分期安装的方式进行，在这其中尤其需要注意的是板与板之间的缝隙问题，做好防水措施，避免出现漏水现象，本工程板与板之间的缝隙问题采用低标号砂浆或粘土进行了接缝处理，起到防止漏水作用，当然最后的办法就是使用止水材材进行止水设置，既经济实惠，又能起到很好的施工效果[4]。

4 人字闸运用过程中的运行管理

4.1 落实责任和管护制度

人字闸管理按照其控灌的受益灌区，成立用水专合组织，落实专人管理，并由用水专合组织制定相关的考核奖励办法，确保闸的正常运行和工程效益的正常发挥。

4.2 工程管护的注意要点

人字闸的封堵主要在枯水期进行，根据平坝灌区供水特点，人字闸挡水板的拆除，在主汛期到来前，用人工将人字闸挡水板依次取下并妥善保管。根据排洪情况，及时清理缠绕在支架上的柴草，以最大限度的利于排洪，保障渠道和工程的安全。利用冬季岁修时期，渠道来水量为零的时段，将人字闸底板上的推移质和缠绕在支架上的柴草清理干净后，将人字闸挡水板放上，并用低标号砂浆对人字闸挡水板间的缝隙进行封堵。

5 结束语

综上所述，本文通过对人字闸以及人字闸施工中存在的问题和施工建设要点进行概况分析，探讨人字闸在平坝灌区的具体运用以及运用过程中的运行管理，其具体运用主要包括河道基础开挖，人字闸的闸基砌筑，人字架与闸基的连结以及挡水面板的设置与安装，其运用施工过程中的运行管理措施主要有落实责任与管护制度，保证人字闸的正常运行以及相关的人字闸管护要点，希望本文的分析探讨对我国平坝灌区内人字闸的施工运行能起到一定的帮助作用。

[1]张翠红，李丽，刘向阳.浅谈人字闸在中小河流上的应用[J].科技致富向导，2013，23：157.

[2]张卫红.浅谈人字闸技术的推广应用[J].山西水利，2001，S1：45.

[3]郑宏胜，陈宇潮，竺小芹.浅析人字闸门运行中主要故障分析[J].水利电力机械，2006，03：23～25.

[4]常金霞.人字闸工程在小流域治理中的应用[J].山西水利，2008，02：10～11.

TV66

A

1004-7344（2016）32-0163-02

2016-11-2

杜伟伟（1971-），男，工程师，大专，主要从事水利工程建设和管理工作。