關于河道除險加固工程中水閘的設計及運用分析

劉苗苗

廊坊市禹達勘測設計有限公司 河北廊坊 065000

1 工程概括

某閘橋位于臨泉縣宋集鎮(zhèn)古河本干上，能夠?qū)χ苓叺?14km2的流域面積進行控制，蓄水量能夠達到270萬m3，排澇流量可以達到192m3/s，能夠?qū)χ苓?.7萬畝的土地進行灌溉，改善周邊農(nóng)田約31.4萬畝，而原閘橋由于長期運行，導致交通橋、閘門、啟閉機房等出現(xiàn)破損老化，已經(jīng)對自身的安全和正常使用產(chǎn)生的影響。根據(jù)安全鑒定報告分析，該橋為4類閘，出現(xiàn)了嚴重的老化，帶病運行過程中可能會出現(xiàn)一些危險隱患。主要結(jié)論如下：因閘橋不能正常運行，影響水閘的泄洪能力，而且混凝土局部區(qū)域出現(xiàn)脫落的情況，產(chǎn)生裂縫和空洞，質(zhì)量較差。閘基主要為沖積粗沙，具有較強的透水性，在實際使用過程中出現(xiàn)了嚴重的滲漏和流土等問題，閘邊繞滲較嚴重，對各工況進行計算，閘基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)無法達到規(guī)范要求?；讘ψ畲笾岛妥钚≈抵葻o法符合規(guī)范。在設計過程中，抗滑穩(wěn)定性不足，閘門的門葉、門軸和支撐部位多出現(xiàn)銹蝕，無法靈活的轉(zhuǎn)動，止水效果差，嚴重漏水。

2 河道除險加固工程中水閘的設計和應用

2.1 加固設計的要求的細則

2.1.1 設計內(nèi)容

依照規(guī)范要求，閘橋底板高程、單孔寬和總孔數(shù)分別設定為29.5m、6m及5孔，閘室使用開放性的結(jié)構(gòu)。在設計的過程中還需要在閘墩頂部設計做交通橋，橋面為7m，高程設定在37m。閘墩上部設有鋼筋混凝土排架，排架上設有啟閉機，啟閉機對該閘門進行啟閉，在設計的過程中上游在閘室前設置鋼筋混凝土鋪蓋并進行防滲，下游位置設計一個長度約17m、深度在0.9m的消力池[1]。

2.1.2 現(xiàn)場測繪

在設計準備工作中，需要通過測繪技術進行現(xiàn)場情況的測量，比如GPS-RTK技術，在系統(tǒng)當中錄入控制點和坐標，對橫縱面設計坐標和各個所需控制點坐標進行測量。在實際應用的過程中，保證各流動站和監(jiān)測區(qū)域接收到相應的測量信號，與實際情況相結(jié)合，對高程和地形坐標參數(shù)進行轉(zhuǎn)換，可以保證測量獲得的數(shù)據(jù)的可靠性和精準性。了解現(xiàn)場的具體情況，并且進行對應的選擇和設計。

2.1.3 水閘選址

在閘址位置選擇方面，主要是選擇在地質(zhì)條件較好的天然地基上，對基礎施工費用進行控制，節(jié)約投資，并且保證重建后的閘體與設計相吻合，盡量使用原閘址，以便交通、管理、供電等方面的有效控制，讓工程投資和占地情況減少。因此綜合分析考慮在原址進行重建，重建閘橋位置在原閘下游20m處，避免對周邊路橋和環(huán)境產(chǎn)生影響[2]。

2.1.4 水閘設計

在閘室設計的過程中，需要確保閘基和兩岸連接建筑物的穩(wěn)定性，讓土體的抗?jié)B性能提升，防止水位差較大條件下水閘產(chǎn)生滲透變形等情況，對水閘主體工程的建筑安全性產(chǎn)生影響，另外還需要注意在閘址選擇過程中，對上下游水位差、水文地質(zhì)條件、閘室和兩岸連接物的分布情況進行綜合化的考慮，采取合理的方式進行排水設計、閘基處理，確保建筑物設計合理，保障建筑物的使用安全。通過對閘室、翼墻等結(jié)構(gòu)的合理設計，提升地基的承載力，保證水閘設計結(jié)構(gòu)的剛度和強度，綜合化地對各個層面進行設計，保證水閘服務河道水利的施工質(zhì)量，以及造型的美觀性，加強環(huán)境保護。

2.1.5 工作閘門設計

閘門設計的過程中，需要對抗?jié)B穩(wěn)定性和抗滑性能進行綜合的考慮，保證閘門能夠承受上下水位差產(chǎn)生的水平推力，防止閘門出現(xiàn)向下游滑動等情況，影響整個水閘的穩(wěn)定性。根據(jù)方案比選，該閘橋閘門設計過程中，門型使用的是露頂式平面定輪閘門，該門體的截面使用焊接構(gòu)件主材為q235b。

2.2 施工要點分析

2.2.1 合理控制底板混凝土的配料

為了保證計量準確性，在使用混凝土進行生產(chǎn)前，需要注意加強原材料的配比控制，通常對水、砂漿等進行儲運，通過自動化的方式進行計量，對減水劑等的用量進行稱量備用，裝袋處理。在實踐當中嚴格依照規(guī)范要求進行投料，依照碎石、水泥、減水劑的順序進行投料，保證混凝土在攪拌過程中時間在兩分鐘以上，并且適當加入一些防滲纖維。為了保證混凝土的澆筑質(zhì)量，在出料時需要對混凝土的拌和溫度和坍落度等進行檢測，觀察拌和的質(zhì)量，避免出現(xiàn)生料運輸?shù)惹闆r。通常而言，底板倉面普遍較大，混凝土的用量也相對較多，在此條件下需要注意通過混凝土輸送泵來完成混凝土的輸送工作。在泵管安裝過程中，不能直接在模板和預埋件上進行支撐，需要間隔一定的距離使用鋼筋支架進行固定，以避免漏氣或者阻管的情況，保證出料的有效性，在輸送過程中避免大量使用軟管和彎管。

2.2.2 重視水閘底板混凝土的裂縫控制

在水泥水化的過程中會出現(xiàn)大量的熱量，這些熱量無法快速散發(fā)，在內(nèi)外溫差較大的情況下，導致出現(xiàn)裂縫，而出現(xiàn)大量裂縫會導致施工質(zhì)量下降，需要綜合的進行分析和處理。在混凝土結(jié)構(gòu)分析的過程中，裂縫處理是非常重要的，需要重視對裂縫的出現(xiàn)和寬度進行限定。不同區(qū)域在裂縫寬度方面的限定標準不同，在全自由的情況下，結(jié)構(gòu)往往不產(chǎn)生約束應力，不會出現(xiàn)裂縫，但是會導致自由變形的情況出現(xiàn)。

2.2.3 重視閘體填筑施工過程

為了確保閘體填筑的工作能夠有效進行，需要對填筑工作的細節(jié)進行分析，合理地進行工作面的劃分，以便保證閘面上各種施工機械的有效應用，使強度提升。在實踐中，需要注意各種施工設備的型號數(shù)量各不相同，如果設計單元太小，會導致車輛在卸料、碾壓等相關施工中出現(xiàn)困難，如果單元過大，會導致單元總數(shù)減少，對各個單元的循環(huán)利用產(chǎn)生影響。在工程填筑過程中，需要注意進行綜合性地分析，合理進行工作面的劃分，保證區(qū)內(nèi)單元流水循環(huán)、作業(yè)區(qū)流水循環(huán)的有效進行，保證施工效率。

3 結(jié)語

總而言之，在本次水閘設計的過程中，通過對水閘各部位的設計和施工要求進行分析，了解水閘周邊的具體環(huán)境情況，嚴格依照規(guī)程要求進行設計，另外還需要重視加強水閘的應用，采取合理的措施進行管控，保證水閘設計和施工的穩(wěn)定性。