水利工程中水閘加固施工技術(shù)

楊潔

邯鄲市水利水電勘測設(shè)計研究院 河北邯鄲 056000

在水利工程的項目中水閘屬于基礎(chǔ)的設(shè)施之一，水閘建設(shè)在水庫、河道、湖泊等地區(qū)其功能主要是在于儲存向下流量的用水需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的一項功能。閥質(zhì)量建設(shè)的好壞直接影響到水泥工程的主體作用，因此在水閘工程項目建設(shè)的階段中，做好加固的控制是非常關(guān)鍵的，因此對水閘加固技術(shù)進(jìn)行研究，探索出更為科學(xué)有效的技術(shù)方案是非常關(guān)鍵的一項內(nèi)容[1]。

1 水閘加固施工的重要性

社會的高速發(fā)展，很多水利工程開工建設(shè)，規(guī)模不斷的擴(kuò)大，大壩工程中，水閘是極為重要的組成結(jié)構(gòu)，要保證水流量有效的控制，就要選擇最佳的水閘施工技術(shù)，發(fā)揮出該技術(shù)的作用，為社會發(fā)展提供基礎(chǔ)。比如對于河道建設(shè)規(guī)模較大的情況下，通行船只數(shù)量較多，一旦沒有全面控制水流量，會給船只通行造成負(fù)面影響，為了能夠有效的管理河道，就要做好開關(guān)水閘的管控，保證河道處于管控范圍內(nèi)。如果雨季降雨量較大，利用水閘的開關(guān)做好河道內(nèi)水量的控制工作。在強(qiáng)降雨出現(xiàn)之后，極易導(dǎo)致洪水災(zāi)害的發(fā)生。此時，做好水閘的防洪泄洪管理，保證河道內(nèi)水流量處于合理的范圍內(nèi)，促進(jìn)通行水平的提高，達(dá)到河道運行安全性的要求，避免發(fā)生嚴(yán)重的災(zāi)害，對于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用[2]。

2 水閘病害相關(guān)分析

2.1 閘室結(jié)構(gòu)被破壞變形

以閘室的結(jié)構(gòu)形式展開分析，發(fā)現(xiàn)閘室結(jié)構(gòu)損壞問題主要是因為沖擊而造成混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的問題。水閘的混凝土結(jié)構(gòu)存在裂縫的危害，出現(xiàn)了一定的變形，并且產(chǎn)生了滲透的問題，還有可能該結(jié)構(gòu)會發(fā)生豎直和水平方向上的位移，造成結(jié)構(gòu)的功能性下降、使用效率明顯降低，造成結(jié)構(gòu)無法正常的使用，極大的影響系統(tǒng)正常運行。此外，在建設(shè)施工的長期階段，水閘地基設(shè)計方案存在缺陷、施工工藝不合理等問題的存在，造成后期運行中，地基結(jié)構(gòu)受到的壓力比較大，無法承受水流沖擊以及水壓作用而產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞問題[3]。

2.2 地基滲流破壞

側(cè)向滲流以及閘下滲流水閘損壞的問題是因為滲流所造成的水閘變形問題，通過管涌、流土、接觸損壞等極易造成滲透變形的問題。造成水閘滲流損壞問題的發(fā)生原因就是設(shè)計中沒有提高水閘結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求，無法達(dá)到運行環(huán)境的需要。因此，設(shè)計人員在設(shè)計計算時，應(yīng)該綜合分析水位差的初始設(shè)定值，要高出該參數(shù)值，可以防止在工程中發(fā)生失效的問題。通過各種有效措施，防止發(fā)生地基滲流破壞，實現(xiàn)總體運行效果和質(zhì)量的提升。

2.3 水流上下游的消能防沖設(shè)施遭到破壞

導(dǎo)致消能防沖設(shè)施發(fā)生損壞的原因主要是如下幾點：

（1）在水閘建設(shè)初期階段，設(shè)計方案的選擇確定并不能達(dá)到實際環(huán)境的使用需要，數(shù)據(jù)偏差過于嚴(yán)重，極大的影響正常運行效果和質(zhì)量。

（2）水閘工程的安全基礎(chǔ)設(shè)施不完善，安全性不足，在運行中極易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

（3）水閘投入運營時間的延長，水流量處于變化的過程中，流量減少并不會對水閘結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的影響，而一旦水流量增大，容易造成消能防沖設(shè)施產(chǎn)生較大的壓力作用，損壞該結(jié)構(gòu)形式，造成護(hù)理效果變差，難以達(dá)到水閘運行安全性標(biāo)準(zhǔn)[4]。對于水閘結(jié)構(gòu)損壞等嚴(yán)重的問題，沒有采取科學(xué)合理的處理措施，造成水閘結(jié)構(gòu)的損壞進(jìn)一步加重，使得水閘的運行效率降低。此外，還有水閘操作不當(dāng)產(chǎn)生的問題，讓消能防沖效果變差。

2.4 閘門及其啟閉系統(tǒng)的破壞

閘室自身結(jié)構(gòu)中包含面板、主梁、次梁等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)部分在長期運行中，容易導(dǎo)致掉皮、脫落等問題，加大影響運行效果，止水結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕的問題。從實際情況分析，閘門受到損壞問題更加嚴(yán)重，很多受到水流大面積沖刷影響，過水的情況下造成較大的震動與沖擊，造成結(jié)構(gòu)損害極為嚴(yán)重，穩(wěn)定性比較差，同時閘門性能損壞嚴(yán)重。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，造成閘門發(fā)生震動損壞的問題較多，這是目前人們研究的重點，希望可以消除損壞和影響。

2.5 水閘閘墩裂縫問題

從水利工程運行實際情況分析，造成水閘閘墩裂縫的因素較多，但是主要原因還是外部作用力的影響而產(chǎn)生的裂縫問題。比如閘墩建設(shè)施工中，鋼筋配置的密度不足、水閘結(jié)構(gòu)設(shè)置不合格、混凝土干縮作用、環(huán)境溫度變化等，容易導(dǎo)致水閘閘墩發(fā)生裂縫損壞的問題。對于目前的水閘閘墩裂縫問題的設(shè)置，應(yīng)該明確具體的裂縫形成原因，保證裂縫寬度處于合理的范圍內(nèi)，消除任何不利影響因素。如果水閘閘墩裂縫問題超出了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就會影響水閘閘墩的結(jié)構(gòu)性能，強(qiáng)度下降，極大的影響運行質(zhì)量，造成水閘無法使用，威脅工程安全[5]。

3 水閘加固施工技術(shù)分析

在水利工程施工的階段中，對于水閘加固技術(shù)的應(yīng)用形式是存在多樣性的，不同的加固需求應(yīng)用到的技術(shù)策略也是存在差異，以下對常見的水閘損壞類型以及加固技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行綜合分析。

3.1 水閘損壞變形時采取加固技術(shù)

水閘閘室的糾偏加固施工環(huán)節(jié)，針對于沉降量較小的情況下，需要在該側(cè)進(jìn)行密集性鉆孔施工，然后采取分期分批的方法逐步將孔內(nèi)的淤泥清理掉，可以防止局部位置產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力作用和影響，保證軟土向該側(cè)順利的移動，這樣閘室這一側(cè)的沉降量數(shù)值會相應(yīng)的增大，就可以達(dá)到糾偏的目的。該技術(shù)主要目的就是進(jìn)行閘室的糾偏，讓上部達(dá)到水平度和平整性的要求，防止因為一側(cè)損壞嚴(yán)重而產(chǎn)生安全事故問題。在實踐階段中還需要對地基的施工質(zhì)量進(jìn)行控制，在進(jìn)行掏土施工作業(yè)的時候，需要將不能掏取比較堅硬的土質(zhì)，而是采取鉆孔的方式將深處的淤泥抽取出來，然后采取混凝土灌注的方式進(jìn)行修復(fù)，如此才能夠保證整體基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，達(dá)到實際的需求[6]。

3.2 對水閘地基滲漏問題的加固施工技術(shù)應(yīng)用

地基滲漏問題發(fā)生之后，進(jìn)行加固施工處理措施就是促進(jìn)地基抗?jié)B坡降，同時還要通過水力滲透坡降降低的基本原則，選擇科學(xué)合理的加固處理措施，以保證滲透坡降達(dá)到安全性、穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)?；A(chǔ)滲透問題的加固施工處理的措施就是進(jìn)行下游排水基礎(chǔ)設(shè)施的修復(fù)和處理，將底部保護(hù)反濾層結(jié)構(gòu)的保護(hù)處理，讓上游的防滲覆蓋加長處理達(dá)到效果；對于下游的結(jié)構(gòu)來說，可以在該結(jié)構(gòu)上應(yīng)用排水反濾裝置一定達(dá)到重新修復(fù)和處理的效果；通過應(yīng)用灌漿方式進(jìn)行處理，保證閘室地基加固施工效果滿足要求；對于閘基板樁完成修補(bǔ)處理，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定。在一側(cè)滲漏位置修復(fù)的過程中，灌漿處理技術(shù)應(yīng)用是比較常見的，進(jìn)行開挖回填閘壩填土的方法，可以通過加長方式處理，也可以通過垂直止水方式加固。

3.3 消能防沖設(shè)施損壞的加固技術(shù)分析

對于消能防沖設(shè)施損壞的情況下，進(jìn)行加固處理，可以綜合分析多種技術(shù)，掌握技術(shù)手段和條件，采取必要的管理措施，保證加固施工的效果滿足要求，切實提升水閘結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和性能。如果采用非工程的管理措施，其主要的方式就是全面落實水閘管理工作，消除任何不利影響因素，落實運行管理措施和標(biāo)準(zhǔn)，保證消能防沖的效果和質(zhì)量符合要求。如果發(fā)生損壞比較嚴(yán)重，那么在具體的該結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，就要了解設(shè)計缺陷和問題，分析原有水力條件的變化，結(jié)合具體情況做出消能防沖設(shè)施的改進(jìn)，促進(jìn)消能防沖設(shè)施性能的應(yīng)用，滿足正常運行的標(biāo)準(zhǔn)和要求。如果采用間斷加固的方式，應(yīng)該在施工中應(yīng)用合格的施工材料，比如土工織物等材料，達(dá)到反濾的效果，并且利用在現(xiàn)場布置反濾層的結(jié)構(gòu)取代原有砂礫材料，保證防止砂礫級配不會給消能工程穩(wěn)定性產(chǎn)生任何影響，提高消能防沖效果。需要注意的是在該技術(shù)應(yīng)用的時候，還需要根據(jù)實際情況對技術(shù)方案的應(yīng)用方式進(jìn)行分析，并且在了解技術(shù)應(yīng)用范圍的同時，從材料工藝管理層面上做好技術(shù)的控制，如此才能夠保證加固的效果發(fā)揮出來，提高整體水閘加固的質(zhì)量。

3.4 水閘結(jié)構(gòu)啟動設(shè)施加固處理

有很多投入運營時間較長的水利工程項目因為經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)水平方面的限制，水閘結(jié)構(gòu)很多都是通過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制作，長期的運行之后，老化問題非常的嚴(yán)重。所以需要投入較多的資金，及時更新傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)形式，通過使用新型的鋼結(jié)構(gòu)閘門形式。同時在一些中小型的水利工程項目內(nèi)，水閘結(jié)構(gòu)的設(shè)置可以通過備用閘門或者檢修閘槽等基礎(chǔ)設(shè)施，如果閘門結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重，會給水利工程運行效果和質(zhì)量產(chǎn)生影響?；诖?，對于這種水利工程來說，應(yīng)該設(shè)置合理的設(shè)備用閘槽，保證水閘可以正常的運行。在維修加固水閘啟動系統(tǒng)的過程中，選擇先進(jìn)技術(shù)來做好供電線路改進(jìn)和完善，并且設(shè)置必要的輔助設(shè)施，保證水閘啟閉運行達(dá)到自動化狀態(tài)，提高運行的質(zhì)量和效果。

3.5 混凝土控制措施

混凝土機(jī)構(gòu)的建設(shè)施工中，首先應(yīng)該明確施工工藝和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做好各個結(jié)構(gòu)的施工管理好控制工作，保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格。其次需要全面開展清潔處理工作，保證施工前現(xiàn)場沒有任何雜物影響施工，比如開挖巖的基面清理。然后通過鋼?；蛘吣灸５姆绞街谱鱾?cè)模，組合形成整體模板結(jié)構(gòu)，然后應(yīng)用方木、鋼管等完成加固處理。拆模前，保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以上，加強(qiáng)拆模環(huán)節(jié)的管控，避免混凝土表面因為拆模而產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞問題。對于跨度在2m以上的支架結(jié)構(gòu)以及承重模板拆除時，確保強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求；如果跨度在2m以內(nèi)，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的50%后進(jìn)行拆模施工。其次，做好混凝土止水的工作。就目前來說，垂直止水片與水平止水片的應(yīng)用效果比較好。合理做好止水片的校正和處理工作，達(dá)到止水效果的要求。在止水環(huán)節(jié)，保證止水中線和縫中線是完全重合的，誤差不會超過5mm。但是要注意，清理工作及時進(jìn)行，防止存在任何雜質(zhì)影響結(jié)構(gòu)性能，保證拆模時間符合要求，提升混凝土結(jié)構(gòu)的總體性能。

3.6 水閘投入使用期間安全檢查運行

當(dāng)水閘工序完成之后，需要做好施工質(zhì)量的全面檢查，只有質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求之后才能夠進(jìn)行使用，在之后的使用階段中，同樣也需要做好水閘的定期檢查，確保水閘的運行具備穩(wěn)定性，值得注意的是在近幾次水閘投入前期間的安全檢查運行的階段中，可以建立專門的檢查小組定時定期的對工程性進(jìn)行綜合檢查，一旦遇到水閘問題，就需要進(jìn)行及時的處理，避免事故問題的擴(kuò)大，影響到工程項目的質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代社會高速發(fā)展，我國加大對水利設(shè)施的投入力度，很多大型水利工程項目建設(shè)施工，而水閘是水利工程的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量對于抗洪、防災(zāi)、減災(zāi)等方面影響比較大。但是從實際情況分析，水閘工程運行中，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重，極大的影響水閘運行安全性。所以要采取必要的水閘加固措施，提高加固施工技術(shù)水平，保證水閘運行效果和質(zhì)量，為當(dāng)前水利工程領(lǐng)域的全面發(fā)展起到積極的作用。