水利工程建設(shè)中的水閘工程施工要點及其管理探究

李寧

（深圳市深水兆業(yè)工程顧問有限公司，廣東 深圳 518000）

水利工程具有一定的復(fù)雜性，涉及的范圍廣且項目具有流動性，正是由于這些特殊性給水閘的設(shè)計施工帶來了難度，水閘施工中圖紙如何設(shè)計，如何導(dǎo)流、開挖、澆筑等一系列要點亟待解決，如何防止沉陷、阻止水流對下游產(chǎn)生沖刷等安全問題值得引起人們的注意，只有了解水閘的運行原理，根據(jù)地勢合理地對水閘進(jìn)行設(shè)計，在施工中注意各個要點的把控和對安全的監(jiān)管，才能完成造福人民的高質(zhì)量水利工程。

1 水閘的作用

水閘的作用是利用閘門來實現(xiàn)對上游和下游進(jìn)行泄水與擋水，同時調(diào)節(jié)水量。具體分為上游連接段、閘室、下游連接段三個部分。其中上游連接段通過閘門的開啟將水流引入到閘室避免水外流，保護(hù)兩岸河床不被沖刷；閘室可以對水的流量以及水位進(jìn)行控制，防止水流的滲透和沖刷，在水閘工程中起著至關(guān)重要的作用；下游連接段最主要的作用就是泄水，將蓄在水閘中間的水均勻且分散地導(dǎo)入到下游中，對水的流速進(jìn)行控制，從而保護(hù)了下游不被湍急的水流沖刷[1]。

2 水閘項目的重要性

水閘項目在整個水利工程中起到了關(guān)鍵性的作用，同時它還影響著我國的電能的轉(zhuǎn)化，適當(dāng)?shù)貙λこ讨械拈l門建設(shè)進(jìn)行把控有利于提高水電工程建設(shè)水平，滿足我國的用電需求。

水閘的建設(shè)對農(nóng)田有著很大的影響，它既解決了農(nóng)業(yè)灌溉的問題，同時又消除了旱情帶來的自然災(zāi)害。它還有利于改善農(nóng)田的水質(zhì)，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來了有利的影響。

3 水閘工程施工設(shè)計

水閘施工設(shè)計的關(guān)鍵是把握水閘施工的選址和閘欄高度的設(shè)計。我國水利資源豐富，從南到北地形復(fù)雜，不同地勢在工程施工時的蓄水量和運行過程有著一定的差異，因此在設(shè)計水閘時應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、水流量、居住人口多少等因素。對修建水閘工程進(jìn)行合理選址，對水閘閘欄進(jìn)行合理的設(shè)計，盡量將修建水閘給生態(tài)環(huán)境帶來的影響降到最小。修建水閘的選址應(yīng)該因地制宜，水閘一般會選擇水流較為平緩的地方修建，充分保證水流兩岸的河床與河流坡度具有相對的穩(wěn)定性，要充分考慮到修建水閘地基的承載力情況，從而保證整個水閘工程的質(zhì)量。在水閘閘欄高度的設(shè)計方面要根據(jù)具體水流的單寬和水流量進(jìn)行合理的設(shè)計，在實際設(shè)計的過程中要對整個水利工程的布局進(jìn)行把控，保證水閘高度設(shè)計的合理性及施工的可行性。

4 水閘施工要點分析

4.1 施工前的準(zhǔn)備

水閘工程開工前要對整個水利工程的程序進(jìn)行審核，對水閘施工方案以及整個工程的安全管理制度進(jìn)行嚴(yán)格的審查，不放過任何一個細(xì)節(jié)，層層把關(guān)，確保方案的合理性，制度的嚴(yán)密性。對施工設(shè)計圖紙上的各項數(shù)據(jù)和安全指標(biāo)進(jìn)行反復(fù)驗證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在審查的過程中如果發(fā)現(xiàn)問題要及時解決，以此來減少施工過程中的安全隱患[2]。

4.2 導(dǎo)流施工要點

導(dǎo)流過程可以說是水閘施工的重點環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中施工要嚴(yán)格按照制定的防汛標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。其次在導(dǎo)流之前要做好圍堰建設(shè)，保證整個工程建設(shè)不會受到水流的影響，在施工中的導(dǎo)流渠應(yīng)該按照設(shè)計圖紙上截面的結(jié)構(gòu)和實際測量的高度進(jìn)行建造。在修建導(dǎo)流渠時要注意做好加固及防水工作，具體做法是對導(dǎo)流渠的底部進(jìn)行加固處理以及在底部涂上防水層以確保底層的防水。在進(jìn)行截流工程時要注意控制水的流量和水的深度，避免在截流工程中因水流的沖刷使得土質(zhì)松軟而導(dǎo)致截流工程的安全系數(shù)下降。同時定期對截流工程進(jìn)行檢查，及時修復(fù)因水流沖刷發(fā)生變形的流段，減少安全隱患，防止安全事故的發(fā)生。

4.3 地基處理要點

水閘軟土地基的處理方式有很多種，其目的都是處理地基下的軟土和其他雜質(zhì)，保證地基承載力進(jìn)而增強水閘的穩(wěn)定性，減少地基因為松土而下沉，防止地基遇水滲透而變形。常見處理地基的方法有：開挖法、置換拌入法、排水結(jié)固法、灌漿法以及樁基法等。

1.開挖法。此種方法原理比較簡單，也是施工使用較多的一種方法，實際操作方式是將地基下與設(shè)計方案要求不相符的軟土地基和其他雜質(zhì)挖除，操作相對容易。

2.置換拌入法。該種方法又因置換的方式不同分為：換土墊層法、震沖置換以及高壓噴射注漿法。換土墊層適用于地基土層較薄的情況，具體操作方法是采用淤土來置換填充地基下的軟土，換土墊層法要注意回填時要找密度大的淤土進(jìn)行填充，填充完畢后要壓實地基；震沖置換法是指利用震沖器在軟黏土中進(jìn)行震沖，使地基形成小孔，再向孔內(nèi)填充硬物形成樁基，與原來的黏土形成復(fù)合地基，以此來達(dá)到加固效果；高壓噴射注漿法是利用液體高壓噴射破壞土層，利用水泥漿液與土體混合進(jìn)而凝固形成混合樁體。這種方法有操作簡單、設(shè)備輕便、噪音小、可以有效地防止?jié)B水等優(yōu)點[3]。

3.排水結(jié)固法。該種方法可以有效解決地基因為淤泥和粘土過軟而導(dǎo)致下沉的問題，排水結(jié)固法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)構(gòu)成，這種方法是軟黏土地基在荷載的作用下，土體中孔隙變少，地基發(fā)生凝固變形，土體張力變大從而增加地基強度。

4.灌漿法。灌漿法主要是利用物理和化學(xué)的原理，利用壓力將漿液灌入地基縫隙中以達(dá)到穩(wěn)固地基的作用，常見的灌漿漿液有水泥漿、黏土漿或者一些化學(xué)材料。

5.樁基法。豎向荷載力較大而集中的地基主要采用樁基法，此方法還可以用于對于沉降方面有著較高要求的精密設(shè)備和建筑物地基加固。但這種方法也有著一定缺陷，沖鉆過程中存在著泥漿的污染以及樁底的殘渣清理問題。

4.4 開挖要點

水閘在進(jìn)行開挖時一定要注意斷面的挖掘和開挖的深度，水閘斷面挖掘要進(jìn)行嚴(yán)密的測算，不宜挖得太深，挖得太深容易導(dǎo)致資源的浪費，也要注意不能挖得過淺，挖得太淺會使得水閘的強度變?nèi)鯊亩绊懰l的功能。開挖前也要做好地形的測量工作，在施工時要嚴(yán)格按照測量放樣的結(jié)果進(jìn)行開挖。

4.5 混凝土澆筑要點

1.建造材料的管理。在水閘建造時如果建造材料的質(zhì)量發(fā)生波動，那么整個水閘的質(zhì)量就會受到很大的影響。水閘本身構(gòu)造復(fù)雜，運行環(huán)境承受的負(fù)荷大，因此水閘結(jié)構(gòu)必須要有一定的抗壓力和承載力。所以在建造水閘時一定要對建造材料嚴(yán)格地審查，從源頭把關(guān)、動態(tài)監(jiān)測，時刻關(guān)注著建造材料的變化情況。

2.混凝土的配制。水閘在施工過程中使用的主要材料是混凝土，因此要充分保障好混凝土材料的質(zhì)量。一方面，在混凝土配置時要保證能滿足水閘建設(shè)的需求，在配制階段要認(rèn)識到實驗室配制的材料與實際施工材料之間存在的誤差，尤其在混凝土材料的含水量方面要以實際水閘建設(shè)的材料為模板進(jìn)行科學(xué)的配制。另一方面，配制的材料會因為運輸?shù)沫h(huán)境和距離受到影響，因此要根據(jù)實際施工的距離選擇合適的運輸方案，做好防護(hù)措施，盡量將外部因素的影響降到最小。

3.混凝土的檢測和澆筑。在施工前可以先對使用材料進(jìn)行抽樣調(diào)查以此來檢測混凝土的質(zhì)量，在項目建設(shè)的過程中也要對混凝土材料進(jìn)行動態(tài)管理，時刻注意材料的變化情況，如果發(fā)現(xiàn)變化過大要立即采取修正措施。在施工澆筑中要注意工序的合理設(shè)計，先進(jìn)行深建筑的澆筑而后進(jìn)行淺建筑的澆筑，防止?jié)仓霈F(xiàn)裂縫。在澆筑的過程中要嚴(yán)格控制好溫度，保證溫差值處在合理的范圍之內(nèi)，以確?；炷翝仓馁|(zhì)量。

4.混凝土試件?；炷猎嚰侵笇嶋H建造水閘時要事先了解使用混凝土的實際質(zhì)量，實際檢測中一般會采用材料檢測法驗證混凝土的質(zhì)量，但使用這種方法來檢測也存在一定的誤差，導(dǎo)致誤差的原因主要是在實際澆筑的過程中澆筑密度的不同引起的。所以在實際的施工過程中要注意混凝土的搗振，保證混凝土材料的密實程度繼而強化水閘建造的質(zhì)量。

4.6 金屬結(jié)構(gòu)施工要點

水閘施工涉及到使用金屬材料，在使用金屬材料前應(yīng)對金屬材料的生產(chǎn)、運輸、安裝進(jìn)行全程檢測，確保金屬材料的質(zhì)量。在使用前也要對金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試，保證其安全性能的穩(wěn)定。其次在預(yù)埋件處理上要配備科學(xué)的安裝工藝，在焊接的過程中注意防止材料變形而影響工程質(zhì)量。

4.7 水閘閥門的施工

水閘閥門和啟動器的施工要結(jié)合整個施工過程的特點進(jìn)行安裝，安裝的效果會直接影響到水閘工程的質(zhì)量。因此在施工前要對施工的設(shè)備進(jìn)行合理的選擇，確保設(shè)備能夠達(dá)到施工要求的標(biāo)準(zhǔn)，在水閘的一些施工部位會采用混凝土澆筑件來進(jìn)行安裝，在用混凝土進(jìn)行澆筑銜接時注意不要留有空隙，從而保障整個水閘系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.8 防滲透設(shè)計

水閘建設(shè)的上游段和下游段常常因為水位差的緣故形成一定的壓力，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時會引發(fā)地下水滲透的現(xiàn)象。在實際的施工過程中要對水閘進(jìn)行防滲透的設(shè)計，操作方法要結(jié)合水位之間具體的差異并結(jié)合施工的特點確定地下水流的狀況，再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對滲透水能承受的最大壓力值進(jìn)行確定，這樣才能保證整個排水設(shè)施的穩(wěn)定性，進(jìn)而保障整個工程的質(zhì)量。

5 水閘施工注意事項

水閘在施工中稍不注意就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，為保證水閘的施工質(zhì)量，要注意以下幾點事項。

5.1 防沉陷影響

水閘的選址如果是在松軟的地基上可能會受到地基沉陷的影響，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是水閘的本身具有一定的重量以及荷載不均勻時導(dǎo)致地基的沉陷，因此在水閘的選址上要慎重考慮，盡量選擇地基較為堅實的地方進(jìn)行施工。

5.2 滲流影響

滲流現(xiàn)象的發(fā)生是由于上下游的水位差值的影響造成的，水位差值形成后，在水閘和河岸的連接處就會發(fā)生水流滲透現(xiàn)象，該現(xiàn)象會影響水閘底部的穩(wěn)定性，使得水閘不能很好地發(fā)揮效能，滲水還會將細(xì)沙帶走，給水閘造成鼓水翻砂的不良影響。

5.3 沖刷影響

在水閘進(jìn)行開閘放水時，如果不對水流的流量和流速加以控制，就會對下游造成沖刷威脅水閘的安全。對于多孔水閘，單孔的集中開啟會使得單孔水流量過大、水流擴散不均勻，從而造成下游形成較大的回流，因此在閘門運行的管理中必須嚴(yán)格按照規(guī)范操作。

6 水閘施工管理

6.1 施工前管理

施工前的管理要把握好對施工方案、設(shè)計圖紙、安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的審核，尤其是涉及到各項施工要點的參數(shù)。施工團(tuán)隊在開工前要反復(fù)對設(shè)計圖紙進(jìn)行研究分析，預(yù)設(shè)問題并提出解決方案。一旦發(fā)現(xiàn)施工的實際情況與設(shè)計圖紙不符，應(yīng)該立即針對問題進(jìn)行探討，研究下一步施工計劃，如有必要也可適當(dāng)?shù)貙κ┕び媱澾M(jìn)行調(diào)整，確保高質(zhì)量、高效率地完成施工任務(wù)。在施工前明確監(jiān)管部門的責(zé)任，切實發(fā)揮好對整個施工過程的管理和監(jiān)督作用。

6.2 施工過程的管理

1.充分準(zhǔn)備。水利工程中水閘的施工部分尤為重要，因此在施工過程中要做好充分的準(zhǔn)備，包括：建立健全安全施工制度、構(gòu)建設(shè)計方案及工程質(zhì)量保障體系、對施工人員進(jìn)行技能和素質(zhì)的培訓(xùn)，保證整個施工工程處在一個安全、有序、規(guī)范的施工環(huán)境。其次要做好施工過程中的安全預(yù)案，一旦發(fā)生緊急情況，要有條不紊地按照既定的安全預(yù)案進(jìn)行處理，全方位地為工程安全保駕護(hù)航。

2.質(zhì)量監(jiān)管。質(zhì)量管理人員要全程對整個施工項目進(jìn)行監(jiān)管，確保各道工序符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，落實責(zé)任意識，對整個工程項目的質(zhì)量承擔(dān)起責(zé)任并在日常工作中提高質(zhì)量意識，保障工程完工的質(zhì)量經(jīng)得起考驗。

3.安全教育管理。相關(guān)單位一定要嚴(yán)格對水利工程施工項目人員開展安全教育培訓(xùn)，適時組織考核，考核合格者方才允許進(jìn)行施工作業(yè)。在施工過程中，安全管理人員必須嚴(yán)格落實安全監(jiān)管責(zé)任，做好整個項目人員的安全教育，加強安全意識教育、強調(diào)自我的保護(hù)意識并做好整個施工項目的安全檢查記錄，讓整個施工過程有章可循，確保工程項目的質(zhì)量和安全。

7 結(jié)語

水閘建設(shè)在整個水利工程建設(shè)中的地位不言而喻，做好水閘工程就可以很好地控制水流、調(diào)節(jié)水量，但因水閘工程的復(fù)雜性必須要求人們重視施工要點，進(jìn)行安全管理。在施工前要對水閘的選址進(jìn)行考量，選擇合適的位置建設(shè)水閘會使我們事半功倍。要嚴(yán)格審核施工方案、設(shè)計圖紙、安全規(guī)范制度等，確保設(shè)計的合理性和可行性；在施工的過程中要注意對各個施工要點進(jìn)行把控，確保工程的準(zhǔn)確實施；施工后要及時進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)工程施工過程中的不足并提出改進(jìn)建議，不斷為水利工程建設(shè)積累寶貴經(jīng)驗，打造人民滿意、國家放心的民生工程。