關(guān)于水利水電工程水閘施工與管理的探討

何錦耀

（佛山市順德區(qū)水利投資建設(shè)有限公司，廣東 佛山 528300）

水閘建設(shè)作為水利工程的基礎(chǔ)建設(shè)，在水利工程具有重要價(jià)值和作用。水閘一般主要建立在湖泊、水庫等蓄水地區(qū)，起到調(diào)節(jié)水流的作用，其施工質(zhì)量以及安裝方式直接影響整個(gè)工程的最終質(zhì)量。因而，對(duì)水閘施工技術(shù)與管理進(jìn)行探討具有非常重的研究意義。

1 水閘概述

水利水電工程中所應(yīng)用到的水閘一般由連接段與閘室兩個(gè)部分組成，連接段分上游和下游兩類。上游連接段與閘室連接，引導(dǎo)水流進(jìn)入閘室，保護(hù)河床免遭沖刷[1]。為了保證河堤兩岸抗?jié)B的穩(wěn)定性，閘室和連接段共同構(gòu)成防滲輪廓。下游連接段與河床則主要起到減小下游水流動(dòng)能的作用。

閘室一般包括底板、閘墩、閘門、交通橋等。底板起到支撐閘室的作用，從力學(xué)角度來說，閘室底板可以將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過閘室傳給地基，并兼有防潮防滲的作用。交通橋和工作橋的主要作用是作為起閉閘門的支撐部分，起到連接交通的作用[2]。閘門則用來阻擋過水。

2 水閘施工與管理重要性

水利水電工程施工中，水閘主要的作用是將水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。保證水閘質(zhì)量及施工技術(shù)，能夠有效提高能源的轉(zhuǎn)化效率。水閘施工較為復(fù)雜，其施工質(zhì)量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益直接相關(guān)，必須要對(duì)水閘施工進(jìn)行全面的策略規(guī)劃，并采取有效措施，才能有效提高水閘施工的技術(shù)管理水準(zhǔn)[3]。水閘施工技術(shù)管理是保證綜合效益的主要途徑，將施工技術(shù)與施工管理放于重要地位，有利于降低水閘的施工成本。

3 水閘施工

水閘施工一般經(jīng)過設(shè)計(jì)確定、施工方案確定后才能開始施工。施工階段劃分為準(zhǔn)備階段、基坑開挖排水、設(shè)置閘室底板、橋墩等幾種常用的施工技術(shù)。

3.1 基坑施工

3.1.1 放坡開挖

開挖深度不超過4 m的基坑且經(jīng)驗(yàn)算能保證土坡穩(wěn)定性時(shí)，可采用放坡開挖；開挖深度超過4 m的基坑，采用放坡開挖時(shí)設(shè)置多級(jí)平臺(tái)分層開挖，每級(jí)平臺(tái)的寬度不宜小于1.5 m。

3.1.2 有支護(hù)結(jié)構(gòu)基坑開挖

土方開挖的順序、方法須與設(shè)計(jì)工況相一致，遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則；除設(shè)計(jì)允許外，挖土機(jī)械和車輛不得直接在支撐上行走操作；機(jī)械挖土嚴(yán)禁挖土機(jī)械碰撞立柱、支撐、圍護(hù)墻、井點(diǎn)管和工程樁，坑底應(yīng)保留200 mm～300 mm厚基土，用人工平整，并防止坑底土體擾動(dòng)；面積較大的一級(jí)基坑，土方宜采用分塊、分區(qū)對(duì)稱開挖和分區(qū)安裝支撐的施工方法，土方挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即澆筑墊層，盡量縮短基坑無支撐暴露時(shí)間；基坑中有局部加深的電梯井、水池等，土方開挖前應(yīng)對(duì)其邊坡做必要的加固處理。

3.2 底板施工

3.2.1 底板結(jié)構(gòu)計(jì)算

底板計(jì)算的常用方法主要包括倒置梁法、反力直線分布法、彈性地基梁法。各種算法均以垂直水流方向截取的單寬版條作為計(jì)算對(duì)象，簡(jiǎn)化為平面問題進(jìn)行計(jì)算。

倒置梁法忽視了閘墩處變位不等的重要因素，誤差較大，不宜在大、中型水閘設(shè)計(jì)計(jì)算中采用；大、中型水閘，當(dāng)?shù)鼗鶠橄鄬?duì)緊密度或Dr≤0.5的砂土?xí)r，由于變形容易得到調(diào)整，采用反力直線分布法計(jì)算，當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝粱駾r＞0.5的砂土?xí)r，采用彈性地基梁法計(jì)算。

3.2.2 底板施工

澆筑閘室施工一般采用的方法是起重機(jī)調(diào)運(yùn)，或者自卸汽車的起重機(jī)入倉(cāng)。這兩種方法一般可以不搭設(shè)手架，方便施工。

一般情況下，閘室部分重量大、沉降量也大，所以為了防止在底板施工澆筑中出現(xiàn)地面不均勻沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象，一般水閘工程會(huì)選擇穿插施工。

管理人員在此過程中應(yīng)該重視協(xié)調(diào)施工進(jìn)度與施工中沉降量之間的關(guān)系，在消除不良影響的情況下，盡可能不影響施工進(jìn)度。

3.3 閘墩施工

3.3.1 閘墩結(jié)構(gòu)計(jì)算

（1）順?biāo)较驊?yīng)力計(jì)算：

（2）垂直水流方向應(yīng)力計(jì)算：

式中：Ix,Iy為墩底水平截面形心位置和慣性矩；Sx,Sy為面積矩。

3.3.2 閘墩施工

閘墩混凝土施工采用門機(jī)入倉(cāng)，分層平鋪法施工，每層控制在50 cm左右。混凝土澆筑前先鋪筑5 cm～10 cm高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿一層?；炷敛捎貌迦胧秸駬v棒，分層振搗，應(yīng)掌握混凝土振搗時(shí)間，以混凝土表面呈水平并出現(xiàn)均勻泥漿，不再有顯著的下沉和大量氣泡上冒為止。

立模時(shí)，要設(shè)置控制線，沿著邊線，進(jìn)行高程距離的確定。水閘的閘墩部分因?yàn)殚L(zhǎng)期的受力，極容易在使用中出現(xiàn)開裂，從而影響水利水電的正常工作。因此為了降低水閘閘墩開裂的情況，必須要從混凝土干縮、外部約束等方便進(jìn)行施工管理，盡量降低材料對(duì)閘墩施工的影響。應(yīng)該嚴(yán)格控制水泥品種、施工的工藝水平以及混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，提高混凝土水灰比，并適量的調(diào)價(jià)具有活化作用的外加劑。

4 水閘施工質(zhì)量控制

水閘施工中，施工質(zhì)量是管理人員重點(diǎn)關(guān)注的核心問題。針對(duì)水閘施工管理的研究必須要從施工質(zhì)量管理角度出發(fā)，建立起完善的管理制度，積極落實(shí)管理措施。

4.1 控制開挖工程施工質(zhì)量

水利工程對(duì)水閘工程施工具有嚴(yán)格的規(guī)定。在具體實(shí)踐過程中，必須嚴(yán)格遵照規(guī)范進(jìn)行開挖作業(yè)才能保證水閘施工的質(zhì)量[5]。土石開挖完成后，需針對(duì)基坑進(jìn)行校驗(yàn)與驗(yàn)收，檢驗(yàn)其是否符合實(shí)際工程要求及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，真正讓水閘施工質(zhì)量落到實(shí)處。

4.2 混凝土工程質(zhì)量控制

4.2.1 原材料控制

良好的原材料同樣是保證水閘施工的重要基礎(chǔ)?；炷潦怯纱旨?xì)骨料、水泥砂漿等組成的結(jié)構(gòu)，對(duì)水泥砂漿進(jìn)行含量控制，合理配置水灰比，有助于控制施工中混凝土的質(zhì)量。技術(shù)人員在取樣前，應(yīng)進(jìn)行精密的測(cè)算和各類強(qiáng)度指標(biāo)的驗(yàn)證，合格后方能進(jìn)行混凝土施工。同時(shí)，應(yīng)重視混凝土振搗，否則，水閘在水利水電工程中將不能發(fā)揮調(diào)節(jié)水流的作用。

4.2.2 金屬結(jié)構(gòu)工程控制

金屬結(jié)構(gòu)工程是水閘工程的骨架結(jié)構(gòu)，在其施工過程中應(yīng)根據(jù)水閘的實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)氖┕し绞?，選擇合理的金屬結(jié)構(gòu)。并對(duì)提供金屬結(jié)構(gòu)材料的施工廠家進(jìn)行相應(yīng)管理，結(jié)合施工要求的實(shí)際情況保證施工質(zhì)量。

5 水閘施工管理策略

5.1 組織化管理

針對(duì)施工中可能存在的各類問題應(yīng)進(jìn)行有組織、有紀(jì)律地施工管理，及時(shí)有效地進(jìn)行項(xiàng)目協(xié)調(diào)工作。重視水利水電工程中水閘施工計(jì)劃的提前布設(shè)，以保證后續(xù)工作順利開展。對(duì)于各類工種施工之間的劃分，也應(yīng)進(jìn)行合理提前布設(shè)，以便按照實(shí)際工作要求進(jìn)行綜合部署。

5.2 系統(tǒng)化管理

水利水電工程相對(duì)于其他建筑工程更為復(fù)雜，具有周期長(zhǎng)、規(guī)模龐大等特性，其相關(guān)工作開展必須具有一定的系統(tǒng)性，才能保障水閘施工順利進(jìn)行。其次，在施工系統(tǒng)管理中，要嚴(yán)格遵照權(quán)責(zé)統(tǒng)一的原則，層層分級(jí)，責(zé)任到人，對(duì)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，便于工程施工出現(xiàn)問題時(shí)系統(tǒng)化追責(zé)。

5.3 科學(xué)化人員管理

提升施工人員的總體質(zhì)量是提升施工效率的重要舉措。施工技術(shù)管理必須遵循科學(xué)化的管理，對(duì)施工人員進(jìn)行定期考核，以保證施工建設(shè)人員素質(zhì)達(dá)到施工及行業(yè)要求。對(duì)于沒有達(dá)到技術(shù)專業(yè)水平的在職人員，應(yīng)及時(shí)清退，以防其進(jìn)入到規(guī)范的施工作業(yè)之中。

6 結(jié)語

水利水電工程是我國(guó)重要的民生工程之一，其內(nèi)容十分復(fù)雜，須要進(jìn)行細(xì)致的管理，才能保證工程質(zhì)量與工程進(jìn)程符合工程要求。水閘施工是水利水電工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)際施工中應(yīng)對(duì)水閘施工中關(guān)鍵的核心技術(shù)問題提出水閘施工管理的針對(duì)性策略，并對(duì)水閘施工管理工作進(jìn)行優(yōu)化，為水閘施工質(zhì)量提供保障，進(jìn)一步推動(dòng)水利水電行業(yè)的發(fā)展。