水利工程中水閘加固施工技術的應用分析

【摘要】在水利工程施工中，水閘施工綜合性強，復雜程度高。通過加固水閘，能夠有效調節(jié)水量，同時，還能夠保障水利工程施工能夠順利進行。對此，本文首先介紹了水閘工程基本作用及其構成，然后對水利工程中水閘加固施工技術進行了分析，并結合工程實例對水利工程中水閘加固施工技術的應用方法進行了詳細闡述，以期為類似工程提供借鑒。

【關鍵詞】水利工程；水閘加固；施工

1、引言

水利屬于可再生清潔能源，對于建設資源節(jié)約型社會至關重要。水閘施工技術是水利工程建設的技術保障，其在水利工程建設和發(fā)展中發(fā)揮著十分關鍵的作用，因此，必須對其應用方式進行深入研究，促進水利工程可持續(xù)發(fā)展。

2、水閘工程基本作用及其構成

在水利工程項目中，水閘主要能夠起到變換電能的作用，是一項綜合性很強的設施建筑，因此，加強水閘加固施工技術研究，對于提升水利工程建設品質能夠發(fā)揮十分關鍵的作用。水閘能夠排水和擋水，在降雨量較大季節(jié)，其能夠充分發(fā)揮泄洪能力，有效調節(jié)水量?，F(xiàn)如今，水閘加固技術已經被廣泛應用于我國水利工程建設中。

通常情況下，水閘加固工程可以被分為三個組成部分，即閘室、上游連接區(qū)以及下游連接區(qū)。其中，閘室是由閘門、胸墻、底板、交通橋以及啟閉機等所組成的，而底板又是最主要的組成部分，其能夠將上方力傳輸至低級中，從而起到防滲作用。上游連接段的作用是對水流進行引導，使其能夠順利進入閘室中，避免兩岸以及河床受到水流的沖刷作用，同時，還能夠與閘室組成滲徑，保證兩岸以及閘基在水流沖刷下，能夠保持較高穩(wěn)定性。除此以外，下游連接段的作用是對出閘水流進行引導，使其能夠在下游均勻擴散，并且減緩流速，盡量消除過閘水流的功能，避免其對河床以及兩岸造成較強的沖刷。

3、水利工程中水閘加固施工技術

3.1 結構變形破壞處理技術

對于結構變形破壞，可以采用糾正閘室的處理辦法，具體的施工方法為：在沉降比較小的一側進行密集鉆孔，為了盡量消除局部范圍的地基應力，可以分批次、有計劃地掏除鉆孔內部淤泥，并且將軟土轉移至一側，從而增長該側路段的沉降量，對破壞結構進行修正。通過這種處理辦法，能夠有效解決水閘偏差問題。需要注意的是，在掏土施工過程中，不需要掏基地內部，而是應該掏基地外部；不需要掏硬土，而應該掏軟土；不掏淺部，而應該掏深部，以起到糾正偏差的目的。

3.2 地基滲透處理技術

對地基進行防滲透處理的原則是通過減少水流滲透坡降，提升地基抗?jié)B能力，使得地基能夠達到施工安全要求。在實際施工過程中，較常采用的地基防滲透處理技術主要有以下幾點：對下游排水進行修補，保護底部過濾層，并且適當延長上游防滲鋪蓋；對沉陷縫進行修補，填充止水設施；通過灌漿施工技術，對閘基進行加固處理；對下游過濾排水時設施進行修復。如果地基發(fā)生側向滲漏問題，則可以采用開挖回填、灌漿以及修復垂直止水的施工方法。

3.3 上下游消能防沖設施破壞處理技術

如果水利工程上游或者下游消能防沖設施受到破壞，則可以采用聯(lián)合采用工程措施以及非工程措施進行處理。其中，非工程處理措施的關鍵是提升水閘管理水平，對此，應該結合水利工程實際情況選擇具體的管理辦法。如果水利工程結構設計部合理，或者水利條件發(fā)生變化，則也會造成消能防沖設施受到破壞，對此，應該對水利工程進行重新設計，結合實際情況對消能防沖設施進行完善處理。

3.4 閘門及其啟閉設備處理技術

以往，在水閘加固工程實際施工過程中，閘門一般采用鋼筋混凝土材料，在長期使用過程中，很多閘門已經逐漸老化?，F(xiàn)如今，在閘門施工中，可以運用鋼閘門替代鋼筋混凝土閘門。在很多小型水利工程水閘設施中，由于沒有備用閘門以及檢修閘槽，因此，如果閘門受到破壞，則很容易造成重大安全事故，影響水利工程的正常運行。對于這類閘門，必須補充設置備用工作閘槽。除此以外，關于啟動和關閉的設施系統(tǒng)，應該對電源或者電路實施改造，提升設備使用性能。

3.5 混凝土表面劣化處理技術

3.5.1 碳化和鋼筋混凝土銹蝕處置

不同部位混凝土鋼筋銹蝕情況是不同的，因此，應該結合實際情況進行處理。通常情況下，在實際處理過程中，首先需要鑿除碳化物，并清洗干凈，然后采用高于原設計標準的混凝土進行加固施工處理。如果混凝土鋼筋已經發(fā)生腐蝕問題，則應該采用去銹的方式進行處理，然后采用環(huán)氧厚漿涂料對鋼筋進行封閉處理。

3.5.2 混凝土表層侵蝕處理

如果混凝土表面侵蝕問題比較嚴重，則首先應該對原有混凝土侵蝕面進行清洗，然后再結合實際需要選用修復材料對混凝土表面進行修補。在對混凝土表面進行修補時，應該綜合考慮侵蝕類型以及混凝土結構的性能特征，同時，還需要考量施工技術以及施工經濟條件，然后再選用具體的修復技術以及修復材料。

4、水利工程中水閘加固施工技術的應用實例

4.1 工程簡介

某水閘工程的主要作用是排泄洪水，同時，還能夠處理本地區(qū)的洪澇災害，該水閘工程為I級工程，主要建筑有閘室與外江翼墻。該水利工程閘址區(qū)的加速度值為0.10g，等于Ⅶ級地震。該水閘為舊閘重建工程，新閘軸線與外江之間的距離約為40m，該水利工程水閘閘室為3孔，凈孔總寬度16m，中孔寬度8m。該水閘閘址基巖為白堊系砂礫巖，閘址場地表層淤泥厚度較大，其力學性質不穩(wěn)定，因此，很容易發(fā)生觸變問題，除此以外，其抗滑能力、抗震能力也比較差，因此，需要對該水利工程水閘地基進行加固處理。

4.2 閘室結構設計

4.2.1 結構布置

該水閘閘室為鋼筋混凝土結構，閘室長度為16.6.m，寬度為20.5m，邊墩厚度為1.0m。另外，該水閘閘室的底板為-2.50m，底板厚度為1.0m，為了降低閘門高度，需要在兩邊孔位置設置胸墻，該胸墻底高程為1.5m。

4.2.2 相關計算

（1） 穩(wěn)定計算

該水利工程水閘的基礎底面高程為-3.50m，通過對施工現(xiàn)場進行地質勘察，水閘底板位于淤泥層面上，淤泥層厚度為8.0～13.5m，淤泥層承載力為40kPa。通過計算分析得出，該水閘工程地基承載力以及抗滑穩(wěn)定性均無法滿足水利工程實際需要，因此，需要對地基進行加固處理。

（2） 沉降計算

水閘閘室沉降計算可以根據(jù)SL256-2001（水閘設計規(guī)范》中的規(guī)定進行計算，該水閘地基沉降量修正系數(shù)為1.6。根據(jù)計算分析，該水利工程水閘閘室地基的沉降量為68cm，已經超出規(guī)定值，因此，需要進行加固處理。

（3） 防滲計算

該水利工程水閘底板位于淤泥層表面，淤泥層滲透系數(shù)為4.99x10-6cm/s。根據(jù)計算分析，水閘最大水頭差為3.0m，閘室長度為16.6m，底板厚度為1.2m。通過對水閘抗?jié)B穩(wěn)定性進行驗算分析，該水閘閘基水平段滲流坡降為0.12，出口段滲流坡降為O.34，均在允許值范圍內，因此，該水利工程水閘防滲能力符合工程實際需要。

4.3 水泥攪拌樁地基處理

在該水閘工程地基處理中，采用42.5級的普通硅酸鹽水泥作為固化劑，水泥摻量為15%～20%。在地基處理施工中，初步擬定與攪拌樁樁身水泥土配合相同的室內加固土試塊，試塊需要在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護立方體抗壓強度應該能夠達到1.2Mpa。

在正式施工前，首先需要對攪拌樁進行水泥土試驗，根據(jù)試驗結果合理確定相關參數(shù)。在該水閘工程施工中，水泥攪拌樁采用～600mm@1200mm×1000mm，面積置換率為23.5%，樁尖高程-15.5m。為了有效增強水閘工程地基穩(wěn)定性，需要在閘室底板四周布設準600mm、長度為12m的密排水泥攪拌樁，從而形成防滲圍封體系。

通過計算分析，該水閘工程水泥攪拌樁單樁豎向承載力特征值為138.5kPa，復合地基的承載力為13.5m。根據(jù)以往的施工經驗，水閘基地與地基之間的摩擦系數(shù)為0.30，在地基處理施工后，對水閘穩(wěn)定成果進行分析，水閘閘室相關成果能夠符合工程實際需要。

5、結語

綜上所述，水利工程屬于利國利民的工程，而水閘是水利工程十分重要的組成部分，水閘工程施工質量會對整個水利工程施工質量產生直接影響，因此，在水閘施工過程中，需要加強施工質量控制，這樣才能夠有效保證水利工程運行安全性，促進社會經濟發(fā)展。

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作者簡介：楊濤（1980.10-），男，湖南寧鄉(xiāng)，工程師，本科，主要從事水利工程工作。