淺談閘站工程的施工工藝與施工管理

張振軍

（中交水利水電建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200）

閘站是一種基本的水利設(shè)施，它在農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、水路運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娑加兄e足輕重的地位，可以有效地調(diào)節(jié)水資源，對地區(qū)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。新時(shí)期，由于缺少管理，許多閘站工程長期處于無人維護(hù)狀態(tài)，由此將使其存在著許多安全隱患，因此，要針對這些問題，需要采取相應(yīng)的措施，加強(qiáng)閘站工程的除險(xiǎn)加固，確保閘站工程得以正常使用。閘站工程除險(xiǎn)加固工作復(fù)雜、意義重大，需要針對其實(shí)際情況，制定出一套科學(xué)的除險(xiǎn)加固方案，以消除其安全隱患。

1 閘站工程的施工工藝

1.1 基坑開挖及施工降水主要施工技術(shù)

（1）圍堰填筑。在填筑攔河壩之前，首先要用鏟運(yùn)機(jī)清理壩址內(nèi)的雜質(zhì)和淤泥。大壩的施工主要是用推土機(jī)，給料采用“進(jìn)占法”，用推土機(jī)進(jìn)行，局部地區(qū)采用人工方式打樁，并且壩體填筑主要采用的是附近基坑表層的土方。

（2）測量放樣。在開挖前，對已開挖的地區(qū)進(jìn)行地形和剖面的再測，并在施工中設(shè)置測量平面和高程控制網(wǎng)。而后在確定了掘進(jìn)工作面的范圍、高程標(biāo)志和軸線的基礎(chǔ)還上進(jìn)行開挖。而在開挖過程中，可以采用挖掘機(jī)將開挖面的一邊移到另一邊。

（3）閘塘積水排除。為了確保在基坑開挖前期，提升圍堰在明排過程中的穩(wěn)定性，可以采用13.3cm的鉆機(jī)（流量80m/h，功率15kW），并設(shè)置1臺(tái)備用設(shè)備。

（4）基坑降排水。基坑排水設(shè)計(jì)的基本思路是：基坑排水、基坑排水管井排水?；悠录纾涸诨油鈧?cè)1.5m處平整，挖出30mm×50mm的水槽，底部設(shè)一口收集井，井點(diǎn)比溝底50cm，安裝一臺(tái)潛水泵，防止地表水流入。基坑：在坡底角線1m處，在基坑周圍挖一條寬0.6m、深0.5cm的環(huán)形溝槽，坡度1%，坡面朝下的集水坑，其深度為1.5m×1.5m，集水池比水槽深0.5m。井點(diǎn)布局：在基坑周圍均勻分布管井，管井底部高度9.0m，內(nèi)徑400mm，間隔6m。在基坑開挖3天后，先進(jìn)行預(yù)灌水，使地下水位下降0.5～1m。

（5）基坑支護(hù)。在土方開挖時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的斜率進(jìn)行開挖。在開挖工作面較小、地質(zhì)條件較差的情況下，盡量將其置于最大坡度，同時(shí)，采用6m長、直徑不小于0.16m的圓木樁支護(hù)。

（6）土方開挖。在基坑工程中，采用干法進(jìn)行土方開挖，其坡比為1:3.0，在0.0m處，閘站基坑的寬度為4m，其可以采用自上而下逐級(jí)掘進(jìn)方法進(jìn)行基坑開挖。首先，在閘站西邊的翼壁段開挖，然后，在下游的翼壁段進(jìn)行深挖，直至0.0m，再在兩側(cè)的連接翼壁段進(jìn)行分段流水施工。期間為了避免機(jī)械開挖引起的變形，需要用人工挖出40cm厚的防護(hù)土層。

（7）開挖區(qū)圍擋。在基坑周圍的施工中可以采用鋼管，然后打入地下，在開挖區(qū)域的兩邊設(shè)置一個(gè)密閉的圍擋，入口和出口的兩邊都要用柵欄進(jìn)行封閉，其他的用鋼管作為立桿。

1.2 閘站工程壩身結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

（1）高壓噴射漿技術(shù)。高壓噴射注漿技術(shù)較為成熟，使用設(shè)備簡單，成本低廉，施工方便快捷，防滲效果好，適用于多種土層，尤其適用于對軟弱地層中加固。對周邊建筑物及周邊環(huán)境影響程度低，能夠有效保證泥漿和土層的有效結(jié)合，提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，實(shí)施時(shí)不影響上部結(jié)構(gòu)的正常使用。施工前應(yīng)對地層進(jìn)行詳細(xì)勘察，確定地層滲漏處及加固范圍等因素選擇合適的水泥漿液及注漿方法。并且在安裝鉆機(jī)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆機(jī)的平整度和鉆桿垂直度，鉆進(jìn)過程應(yīng)防止鉆孔偏斜。等到鉆至設(shè)計(jì)深度后，及時(shí)安裝灌漿管，灌漿過程中隨時(shí)觀察灌漿壓力，壓力至設(shè)計(jì)值時(shí)，停止加壓。拔管、灌漿應(yīng)分段進(jìn)行，每次拔管時(shí)應(yīng)控制高度。同時(shí)，灌漿塞應(yīng)有良好的膨脹和耐壓性能，并應(yīng)提前安裝，每一分段灌漿完成時(shí)，及時(shí)安裝灌漿塞并保證安裝牢固。并且灌漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)、不間斷，攪拌機(jī)拌和能力應(yīng)與灌漿作業(yè)相適應(yīng)，并應(yīng)均勻、連續(xù)的拌制漿液。除此之外，還需要根據(jù)控制性灌漿需要，可在漿液中加入外加劑，種類和摻量應(yīng)通過現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。

（2）柔性及剛性防滲技術(shù)。在水庫滲漏面積較大的情況下，在水庫加固工程中應(yīng)采用柔性、剛性防滲技術(shù)，對滲漏部位進(jìn)行集中和合理的處置。施工過程中，要嚴(yán)格遵守操作程序，尤其要注意各個(gè)工序的操作。主要內(nèi)容有：回填混凝土或開挖管線；實(shí)施封閉施工，一般選用淤泥物料；加強(qiáng)工程質(zhì)量的檢查與驗(yàn)收，確保工程質(zhì)量。對于混凝土截水墻與巖質(zhì)結(jié)構(gòu)的組合防滲體，在薄壁層的情況下，可選用剛性防滲結(jié)構(gòu)。在加固前要開展清理工作，去除所有的雜質(zhì)，在加固的時(shí)候要注意對加固的質(zhì)量和控制，在完成后還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)，一般在21天左右。

（3）提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。通過增大閘站工程尺寸、減小溢洪道高度尺寸、增大溢洪道斷面面積的方式，可以有效地解決防洪標(biāo)準(zhǔn)問題。在滿足防洪要求的條件下，還可以采取加大坡度、增加壩頂高度等措施來增加壩體的強(qiáng)度。在沒有其它因素的情況下，通過增閘站工程頂?shù)母叨取⒃鲩l站工程頂?shù)拇笮?，使得防洪?biāo)準(zhǔn)能夠達(dá)到符合國家規(guī)定的要求，或者通過設(shè)置防浪墻提高壩頂?shù)拇笮?，以此使其形成一個(gè)比較封閉的體系，而防浪墻一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

1.3 溢洪道加固技術(shù)

（1）抗滑樁加固治理技術(shù)。在高邊坡的加固中，混凝土抗滑樁具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，例如，在某水利工程壩址地區(qū)開挖施工中，采用了爆破法，從而形成了滑坡，滑坡初起時(shí)，每天平均滑移速率為3mm左右，而在一年內(nèi)，每天滑移速率超過10mm，若不采取有效的加固措施，很可能造成大規(guī)模的滑坡災(zāi)害。結(jié)合施工條件和現(xiàn)場地質(zhì)條件，采用混凝土抗滑樁施工工藝，沿滑坡體縱向布置兩列抗滑樁，每列間距為6m，按滑坡體厚度計(jì)算，樁深為26～40m，共18根，對周圍巖體具有較好的穩(wěn)定性。

（2）混凝土沉井加固治理技術(shù)。由于混凝土沉井是一種框架結(jié)構(gòu)，因此需要采取分段施工的方法，既能起到抗滑樁的作用，又能起到圍護(hù)作用。在混凝土沉井的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮施工現(xiàn)場布置、基坑施工等各種因素，而在水平面上，應(yīng)采取“田”字形布置。橫向隔離墻的高度應(yīng)該在腳踏面1.5m以上，以確保施工建設(shè)的安全性。尤其需要注意的是，在沉井下沉期間，要組織施工人員進(jìn)行沉井開挖，使用簡單的工具搬運(yùn)沉井，并對沉井的偏差進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)整。

（3）噴射混凝土和混凝土框架護(hù)坡技術(shù)。針對溢洪道高邊坡，采用混凝土框架結(jié)構(gòu)，可以在一定程度上保護(hù)滑坡的表面，從而提高滑坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止滑坡的風(fēng)化，并防止地表水流向滑坡體內(nèi)滲透。例如，對某水庫工程下山滑坡采用鋼筋混凝土框架，在邊框節(jié)點(diǎn)處設(shè)置錨索，并在560～550m的邊框交界處，設(shè)置直徑32cm、36cm、長度14m的灰漿錨；在高560～580m的邊框交界處，設(shè)置26cm直徑、8m長的水泥砂漿錨桿，并在框架內(nèi)進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑。在設(shè)置混凝土框架時(shí)，應(yīng)先在坡面上開挖溝槽，再將其埋入斜坡內(nèi)，再進(jìn)行回填法，以利于在坡面上種植植物，從而達(dá)到保護(hù)植被的目的。

（4）預(yù)應(yīng)力錨固（錨索）技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索加固法是將錨索錨固于邊坡深層的穩(wěn)定巖石中，再將其向混凝土結(jié)構(gòu)傳遞。通過對穩(wěn)定性不佳的斜坡進(jìn)行預(yù)應(yīng)力作用，可以將其壓縮，從而提高巖體的正壓和摩阻，以此防止不穩(wěn)定巖體的發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對邊坡加固與穩(wěn)定的目標(biāo)。

1.4 水利閘門金屬結(jié)構(gòu)防腐處理

當(dāng)前金屬結(jié)構(gòu)防腐處理，主要是在鋼構(gòu)件表面與水體、空氣之間建立起隔離層（保護(hù)膜），保護(hù)水工金屬結(jié)構(gòu)。防腐處理主要有以下幾種方法。

（1）涂料保護(hù)法。涂料保護(hù)是一種常見的防腐防銹方法，它具有施工簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。近年來，高質(zhì)量的高效涂層被大量應(yīng)用于水工金屬部件，再加上合適的應(yīng)用工藝，可以延長水閘10年的壽命。

（2）陰極保護(hù)法。將陰極電流加到電解液中，以減少金屬的腐蝕速率。這種方法具有高效、實(shí)用、可靠的優(yōu)點(diǎn)，但也有其不足之處：①腐蝕介質(zhì)要具有較大的導(dǎo)電能力，只適合于常在水中的金屬結(jié)構(gòu)；②相對于涂層的防腐蝕，其造價(jià)更高。

（3）噴鋅、噴鋁防腐。噴鍍技術(shù)是一種比較先進(jìn)的技術(shù)，它的制造工藝是：在高溫下將鋁線（Zn）熔化，然后用高壓空氣將其吹成薄薄的霧狀物，然后噴灑在經(jīng)過處理的金屬表面，形成一種鋅（鋁）膜，既能隔離腐蝕介質(zhì)，又能防止陰極。鍍鋅鋁涂層具有較長的防腐壽命，約20年；加入5%的稀土元素后，其物理性能和化學(xué)組成均得到了提高。但其施工過程煩瑣，且一次投入較大。

（4）噴鋅、噴鋁加涂料。為了延長鍍鋅鋁噴層的使用壽命，采用涂層對噴鋁層進(jìn)行密封。目前，鋼門采用噴鋅或噴鋁，再涂二次氯化橡膠漆，其耐腐蝕性能得到了極大改善，其使用壽命可增加3～6倍。按閘門的形式，可選用多種涂層：①在水中浸泡已久的結(jié)構(gòu)，可選用瀝青系列或環(huán)氧漆；②干濕交替使用氯化膠漆；③對長期暴露于陽光下的建筑，可以采用鋁粉涂層。要達(dá)到噴涂鋅、鋁的長效防護(hù)作用，鋅的含鋅量需要達(dá)到99.99%。

2 閘站工程的施工管理策略

2.1 構(gòu)建完善的質(zhì)量監(jiān)督體系和評估體系

為了有效彌補(bǔ)質(zhì)量監(jiān)督過程中的薄弱環(huán)節(jié)，就要構(gòu)建完善的質(zhì)量監(jiān)督體系和評估體系，并且結(jié)合施工的實(shí)際情況開展嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督管理。完善的質(zhì)量監(jiān)督體系和評估體系能夠?qū)ぷ魅藛T的行為進(jìn)行約束和指導(dǎo)，從而使閘站工程質(zhì)量監(jiān)督工作更加規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 加強(qiáng)對施工材料的質(zhì)量把控

閘站工程材料是閘站工程中最重要的問題，因此，加強(qiáng)閘站工程材料的質(zhì)量控制非常重要。首先，在采購材料時(shí)，要根據(jù)圖紙選擇所需要的型號(hào)、規(guī)格，并且在購買過程中，要觀察其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要注意貨比三家，當(dāng)材料均符合國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就要選擇成本低的材料。

2.3 增強(qiáng)安全監(jiān)控管理力度

在對閘站工程施工現(xiàn)場管理工作中，由于工程建設(shè)地處環(huán)境復(fù)雜區(qū)域，同時(shí)需要使用大量的機(jī)械設(shè)備，倘若未能做好對設(shè)備的管理工作，將極易引發(fā)各種意外安全事故問題。因此，相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)對應(yīng)增強(qiáng)對施工現(xiàn)場的防護(hù)措施，以應(yīng)對各種意外狀況的出現(xiàn)。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)綜合監(jiān)管制度以及工作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行具體的安全風(fēng)險(xiǎn)評估，以此推動(dòng)監(jiān)管工作的有序展開，增強(qiáng)對施工現(xiàn)場的監(jiān)管力度，保障閘站工程帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

此外，還需要通過有效的安全風(fēng)險(xiǎn)評估，使管理人員全面掌控工程項(xiàng)目存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)注意潛在的安全隱患問題，以此有效地避免閘站工程施工中出現(xiàn)的不良因素影響。最后，監(jiān)管人員還應(yīng)當(dāng)做到對施工現(xiàn)場全部流程的全面掌握，并在此基礎(chǔ)上不斷地提升監(jiān)理工作力度，為后期水利施工質(zhì)量安全監(jiān)管工作打下良好的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

綜上所述，在閘站工程建設(shè)中，其所涉及的工序內(nèi)容相對繁雜，因此，為了更好地提升其整體的穩(wěn)定性，將需要針對不同功能和區(qū)域選擇切實(shí)可行的施工工藝技術(shù)，以此使閘站工程的整體質(zhì)量能夠得到優(yōu)化提升。除此之外，閘站工程呈現(xiàn)點(diǎn)多、量大、面廣的特點(diǎn)，這對質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)提出了更高的要求，帶來了更大的工作壓力。對此，基于目前閘站工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作與項(xiàng)目聯(lián)系過緊的情況，急需進(jìn)一步完善相關(guān)法規(guī)、改進(jìn)質(zhì)量監(jiān)督管理模式，積極引入第三方機(jī)構(gòu)，落實(shí)參建單位的差異化管理，切實(shí)提高實(shí)際監(jiān)管質(zhì)效，由此可見，構(gòu)建科學(xué)的管理體制將顯得尤為重要。本文主要基于個(gè)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出施工工藝以及施工管理策略，以期為后續(xù)的工程建設(shè)提供建議。