水利工程中水閘施工的技術(shù)要點(diǎn)及其注意事項(xiàng)探討

王振華

惠州市水電建筑工程有限公司 廣東 惠州 516000

引言

確保閘室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,是水利工程的水閘施工重點(diǎn)。因?yàn)樗こ痰南掠魏蜕嫌闻c水閘的閘室相連，閘室結(jié)構(gòu)良好的穩(wěn)定性與不易損傷性，有助于水閘在水位差的作用下保證安全。針對(duì)水閘閘室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的施工特點(diǎn)，要求施工單位必須提高施工技術(shù)，不斷提高水閘閘室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，杜絕結(jié)構(gòu)斷裂、傾斜的現(xiàn)象[1]。

1 水閘的作用

水閘作為泄水和擋水的一種水工構(gòu)筑物，其起著非常重要的作用。水閘不但可以擋潮、泄洪，為上游航通以及取水提供一定的便利，并且還可以實(shí)現(xiàn)排澇以及泄洪和水量調(diào)節(jié)的作用。在水利水電工程施工當(dāng)中，水閘施工非常的重要，我國(guó)針對(duì)水閘施工技術(shù)的研究分析歷史悠久，都江堰就是我國(guó)古代水利工程發(fā)展的主要代表之一。水閘的構(gòu)成主要由閘室以及上游連接段和下游連接段組成。閘室作為水閘的主要部分，包含底板、閘門、啟閉機(jī)、閘墩、胸墻、工作橋、交通橋等。底板是閘室的基礎(chǔ)，主要就是將閘室上部機(jī)構(gòu)荷載向地基進(jìn)行傳輸，還具有防滲以及防沖的作用。閘室和上下游連接段以及其他相關(guān)構(gòu)筑物分別進(jìn)行連接。上游連接段主要有以下結(jié)構(gòu)。在兩岸進(jìn)行翼墻以及護(hù)坡的設(shè)置，在河床進(jìn)行防沖槽以及護(hù)底和鋪蓋的設(shè)置，以此來(lái)引導(dǎo)水流平順地進(jìn)入閘室，確保在滲透水流作用下兩岸和閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性。下游連接段，其主要組成有消力池、護(hù)坦、海漫、防沖槽、兩岸翼墻、護(hù)坡等，以此來(lái)對(duì)閘水流向下游進(jìn)行引導(dǎo)并且均勻擴(kuò)散，對(duì)水流速度進(jìn)行減速，將過(guò)閘水流的動(dòng)能消除，避免水流對(duì)河床和兩岸造成過(guò)度沖刷。

2 水閘施工的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要點(diǎn)

2.1 做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作

施工前的準(zhǔn)備工作主要是審核施工規(guī)劃、質(zhì)量管理系統(tǒng)及相關(guān)施工人員的資質(zhì)和水平。詳細(xì)研究建筑計(jì)劃設(shè)計(jì)圖紙，分析其是否具備合理性和科學(xué)性。質(zhì)量管理系統(tǒng)應(yīng)該明確個(gè)人的責(zé)任，并確認(rèn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能否立即找到相關(guān)負(fù)責(zé)人。另外，要對(duì)施工人員的相關(guān)資質(zhì)進(jìn)行審核，為了使建設(shè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化，要以建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容為中心對(duì)員工進(jìn)行前期培訓(xùn)工作。最后，為有效減少和防止安全事故發(fā)生，實(shí)際施工時(shí)要繼續(xù)調(diào)整和優(yōu)化質(zhì)量管理系統(tǒng)[2]。

2.2 開(kāi)挖水閘時(shí)的注意事項(xiàng)

水閘建設(shè)所需的大型挖掘項(xiàng)目是長(zhǎng)期而艱巨的項(xiàng)目，建設(shè)部門在建設(shè)過(guò)程中，挖應(yīng)該對(duì)掘工作和挖掘深度進(jìn)行24h實(shí)時(shí)監(jiān)控。水閘挖掘工作的最終結(jié)果要滿足后序建筑要求。水閘基礎(chǔ)工程的建設(shè)質(zhì)量很大程度上決定了水利工程的整體質(zhì)量，所以水閘建設(shè)工作的安全和穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。在施工過(guò)程中，如果挖掘幅度過(guò)寬，就會(huì)脫離施工計(jì)劃中明示的施工范圍，從而造成人力和材料資源的浪費(fèi)。

2.3 進(jìn)行導(dǎo)流施工時(shí)要注意的事項(xiàng)

導(dǎo)流是水利水閘建設(shè)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。實(shí)際施工時(shí)，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃確定的擋潮標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行導(dǎo)流建設(shè)，以防止潮水影響到水閘，從而導(dǎo)致其無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前中國(guó)的水閘導(dǎo)流主要以束窄灘地修建圍堰側(cè)方法和原理為重點(diǎn)，然后結(jié)合當(dāng)?shù)亟邓攸c(diǎn)和工地實(shí)際氣候降水狀況來(lái)設(shè)計(jì)導(dǎo)流方案。第二，在設(shè)計(jì)水閘導(dǎo)流方案時(shí)，基礎(chǔ)地坑的排水設(shè)施和防洪設(shè)施應(yīng)加強(qiáng)，為了保證圍堰牢固，在選擇材料時(shí)，要充分考慮其結(jié)構(gòu)和沖刷力。為了防止圍堰崩塌，要在其外側(cè)進(jìn)行夯實(shí)，在此過(guò)程中要使用紅黏土。

2.4 澆筑混凝土的注意事項(xiàng)

混凝土是水閘工程的主要建筑材料，為了保證混凝土建筑的質(zhì)量，混凝土的施工順序要科學(xué)合理，基礎(chǔ)施工時(shí)，要先加深然后再加淺，這樣能夠保證其不出現(xiàn)裂紋。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，要優(yōu)先給相對(duì)較高的工程部件進(jìn)行澆筑，對(duì)能影響水閘上層工程的配件也要優(yōu)先澆筑。第二，澆筑的混凝土如果發(fā)生的溫度裂縫，那么會(huì)影響水閘的施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中，要控制混凝土溫度變化，收集與混凝土溫度變化相關(guān)的工程數(shù)據(jù)，收集施工現(xiàn)場(chǎng)的氣候等數(shù)據(jù)，包括溫度、施工的水泥土壤特性、施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)信息及地質(zhì)地貌等，然后再結(jié)合水閘建設(shè)的特定條件。采用科學(xué)方法計(jì)算出基本溫差、內(nèi)外溫差，以及上下溫差的浮動(dòng)范圍，然后測(cè)試水泥拉伸應(yīng)力的變化，為了控制施工地點(diǎn)的溫差，要獲得最佳的拉伸應(yīng)力范圍。

2.5 對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的技術(shù)要點(diǎn)

水閘的實(shí)際施工需要施工人員根據(jù)施工圖紙及施工條件進(jìn)行施工。一般要保證建筑材料的質(zhì)量安全和建筑工程施工的準(zhǔn)確性，然后進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)框架的安裝工作。一些大的金屬結(jié)構(gòu)部件，可以另包運(yùn)輸，到達(dá)工地后再進(jìn)行整合。在選定金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，如果想要購(gòu)買金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件，必須要在相關(guān)資格和行業(yè)中挑選擁有良好聲譽(yù)的制造企業(yè)。在使用金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件前，應(yīng)測(cè)試所購(gòu)買材料的質(zhì)量，通過(guò)測(cè)試判斷其是否滿足施工要求。另外，在進(jìn)行水閘門槽的安裝時(shí)，除了合理選擇建設(shè)技術(shù)外，還應(yīng)選擇科學(xué)合理的金屬材料的焊接工藝，從而在焊接中避免水閘門槽發(fā)生變形[3]。

2.6 進(jìn)行截流施工時(shí)的技術(shù)要點(diǎn)

建設(shè)水閘期間，要提前準(zhǔn)備截流設(shè)計(jì)計(jì)劃，截流設(shè)計(jì)計(jì)劃的可行性要以建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的水閘地質(zhì)調(diào)查結(jié)果和模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)。截流位置如果在圖紙上處于河床，那么河床會(huì)隨著水流的侵蝕和壓縮而逐漸地陷下去或滑動(dòng)，從而在實(shí)際耗材和預(yù)計(jì)耗材之間會(huì)有差異。為此，建筑部門在截流工程開(kāi)始前必須準(zhǔn)備充分的備用材料。另外，有軟土的河床如果被用來(lái)進(jìn)行截流施工，為了保證河床的質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)河床進(jìn)行護(hù)底施工。

2.7 對(duì)閘室底板進(jìn)行施工

閘墩由于受到高、寬、水流方向的影響，將經(jīng)歷膨脹及收縮變化，在澆筑底板板時(shí)，由于澆筑時(shí)間和位置的不同，會(huì)產(chǎn)生高度峰。因此，在實(shí)際施工時(shí)，需要使用起重機(jī)或自卸卡車將混凝土傾倒材料運(yùn)送到指定的位置。使用自卸卡車可以省去腳手架的建設(shè)，從而保證建筑員工的安全。此后，使用按層澆筑的方式進(jìn)行操作，并控制澆筑時(shí)間，避免出現(xiàn)較多的冷縮縫。另外，在對(duì)閘室底板進(jìn)行施工時(shí)，由于自身重量的原因很容易在施工中引發(fā)沉降問(wèn)題，從而對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生了不利影響。因此，首先要對(duì)閘室進(jìn)行澆筑，在穩(wěn)定后，對(duì)剩余部分進(jìn)行澆筑。

2.8 對(duì)閘墩進(jìn)行施工

一是施工前做好準(zhǔn)備。在立模作業(yè)前，要在閘孔的中心線，閘墩的側(cè)面與側(cè)面的平行線作出標(biāo)記，并為以后的立模作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)支持，根據(jù)閘墩的邊線進(jìn)行相應(yīng)的高度勘測(cè)工作，以保證后序的工作能夠順利開(kāi)展。完成后的模板，應(yīng)該顯示工作門槽和檢查維修的門槽位置，并填寫閘墩編號(hào)，完成運(yùn)輸任務(wù)時(shí)需要按照編號(hào)。第二種是立模。閘墩兩邊的模板工程應(yīng)該是相對(duì)完成的，首先應(yīng)該按照先進(jìn)行平直立模，再進(jìn)行圓頭立模的順序進(jìn)行操作。在進(jìn)行平直立模的過(guò)程中，要注意到地層模板上端位置的水平。在對(duì)閘墩兩邊的模板進(jìn)行施工時(shí)，在一定的間隔內(nèi)要進(jìn)行圓孔鉆取，這樣能夠有效增強(qiáng)圓孔兩邊模板的對(duì)立性。然后用螺釘將圓孔連接好，提高垂直性，減少側(cè)面壓力，改善相應(yīng)的支撐效果。選擇銷螺栓時(shí)，直徑應(yīng)控制在12mm，16mm和19mm，并根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)進(jìn)行選擇。在對(duì)圓頭模板進(jìn)行立模施工時(shí)，要按照一定的順序進(jìn)行箍筋處理，為了保證穩(wěn)定的效果使用平板焊接。第三種是混凝土澆筑。完成模板設(shè)置工程后，要進(jìn)行徹底的處理，為了防止小洞的出現(xiàn)，需要對(duì)小洞進(jìn)行封堵。為了避免混凝土澆筑過(guò)程中因上升速率過(guò)大而引起的過(guò)度壓力，要科學(xué)控制混凝土的上升速度，否則將會(huì)影響模板質(zhì)量[4]。

3 水閘施工的注意事項(xiàng)

3.1 做好準(zhǔn)備工作

水利工程水閘施工前，先要做好準(zhǔn)備工作，以確保工程能夠順利完工。首先，制定一套完善的施工方案，設(shè)計(jì)人員通過(guò)實(shí)地考察，選擇出適合的施工材料、設(shè)備等，并及時(shí)與施工人員進(jìn)行有效的溝通，對(duì)圖紙中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行修改，以確保工程質(zhì)量。其次，定期對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。在水閘進(jìn)行施工的時(shí)候，會(huì)遇到一些危險(xiǎn)因素，影響到工程安全。因此，工程施工前，施工單位對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，幫其了解可能遇到的安全隱患，并幫助其制定事故處理方案，從而促進(jìn)工程順利施工。最后，施工工作開(kāi)始前，技術(shù)人員對(duì)施工中可能存在的安全隱患進(jìn)行排查。比如沖刷問(wèn)題，如果開(kāi)閘泄水的時(shí)候，下游水位比較淺，會(huì)使水流速度增加，進(jìn)而在下游部分產(chǎn)生比較嚴(yán)重的沖刷現(xiàn)象。因此，工作人員要對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保在施工過(guò)程中，不會(huì)遇到此類現(xiàn)象。

3.2 沉陷縫

為了避免施工過(guò)程中，不產(chǎn)生變形與沉降現(xiàn)象，就要對(duì)沉陷問(wèn)題引起足夠重視。在選址時(shí)，如果施工場(chǎng)地是軟土，則會(huì)導(dǎo)致沉陷問(wèn)題。因此，可采取以下幾點(diǎn)策略減少沉陷。首先，選擇適合的安裝方式，一般來(lái)說(shuō)，先要選擇適合的填充材料，然后通過(guò)鐵釘將其固定，再進(jìn)行澆筑工作，在澆筑過(guò)程中，確保材料處于樹(shù)立狀態(tài)。另外，在沉降縫一側(cè)澆筑混凝土，先將材料固定，然后對(duì)填料進(jìn)行安裝。若閘墩產(chǎn)生沉隱縫，則要對(duì)兩側(cè)沉降縫同時(shí)進(jìn)行澆筑。其次，翼墻設(shè)置好沉降縫，一般來(lái)說(shuō)，在墻基礎(chǔ)開(kāi)始進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)，確保其表面的平整性。另外，還要嚴(yán)格依據(jù)施工規(guī)范，確保沉降縫能夠發(fā)揮其作用。

3.3 止水施工

水利工程水閘進(jìn)行擋水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水位差現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)滲流，會(huì)對(duì)水閘的使用壽命產(chǎn)生影響，且維修起來(lái)較為煩瑣。因此，施工人員結(jié)合此現(xiàn)狀進(jìn)行有效的止水。首先，水平方向進(jìn)行止水。在止水時(shí)，需確保止水片處于澆筑層中間，且在高程處杜絕設(shè)置施工縫。一般來(lái)說(shuō)，施工人員會(huì)采取橡膠止水帶。其次，垂直方向進(jìn)行止水。在止水時(shí)，施工人員采用紫銅片作為止水片。值得注意的是，施工前，先要對(duì)其進(jìn)行退火，確保具備一定的延伸性，方便焊接，通常采取柴火進(jìn)行退火，空氣冷卻的方式。在灌注瀝青的時(shí)候，要依據(jù)形狀預(yù)制混凝土槽板。同時(shí)，還要對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑，但不要對(duì)止水片進(jìn)行沖撞。如果混凝土將止水片淹埋，則要再將進(jìn)行清除。最后，在采購(gòu)止水片時(shí)，需嚴(yán)格控制其材料，包含止水片類型、性能等，在滿足達(dá)到施工規(guī)范的同時(shí)，嚴(yán)格對(duì)其進(jìn)行檢查，確保不產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水利工程項(xiàng)目的水閘建設(shè)質(zhì)量直接決定水利工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量，如果水閘建設(shè)質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)對(duì)水利工程項(xiàng)目的安全和質(zhì)量產(chǎn)生隱患，從而危及周圍居民的生命。因此，施工單位要對(duì)其引起足夠重視，通過(guò)科學(xué)合理的方法提升施工質(zhì)量。技術(shù)人員掌握水閘施工要點(diǎn)，做好事前準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格控制質(zhì)量，促進(jìn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。