水閘施工技術及除險加固方案的研究

王 敏

（邯鄲市水利水電勘測設計研究院，河北 邯鄲 056005）

1 水利項目工程中水閘裝置建設的相關要點

1.1 水閘部位挖掘技術的相關重點和難點研究

水閘建筑部位的挖掘工程的施工作業(yè)環(huán)節(jié)是一項非常重要的施工過程，水閘建筑的挖掘工程具有施工周期比較長、挖掘作業(yè)施工斷面的面積比較大的顯著特點，為此需要充分考慮水利工程項目的具體情況，對于水閘建筑部分的挖掘施工作業(yè)的整個過程實施高水平、動態(tài)類型以及系統(tǒng)化的技術把控。為了實現(xiàn)水閘建筑部分挖掘施工作業(yè)的過程處在安全和高效的操作過程中，有效防止水閘建筑部分挖掘施工作業(yè)的施工過程發(fā)生各類潛在的安全事故以及施工質量方面的問題，需要相關工程技術人員從本質上確保水閘建筑部分挖掘施工的各個環(huán)節(jié)的相關指標可以完全滿足整個工程規(guī)劃設計的實際規(guī)定以及有關的國家標準。水利工程水閘項目如圖1 所示。

圖1 水利工程水閘項目

1.2 閘門建筑部分的預埋件作業(yè)過程簡述

水利工程中的水閘建筑部分的預埋件的施工效果可以決定整個閘門裝置的品質，屬于一個非常關鍵的因素，該部位在作業(yè)過程中的定位精度是否達標將會直接關系到整個項目的后期建設施工的品質以及相關水利工程機組裝置的安裝和調(diào)試，因此水利工程相關技術人員必須重點關注如下問題：首先是水閘部分預埋件的進行作業(yè)準備之前，需要進行準確的定位操作，通常需要測量門槽部位的橫向方向的中心線以及空口方向的中心線尺寸和位置，經(jīng)過上述兩者的中心線確定了兩條線的交點位置，這樣就能系統(tǒng)地確定預埋件部位的中心線位置。其次是閘板部位的施工作業(yè)對于預埋件工件質量的要求非常高，因此在采購有關建筑原材料的過程中，負責檢驗的現(xiàn)場工作人員必須嚴格檢查預埋件部件的強度以及穩(wěn)定性相關的指標，并且在施工過程中對于預埋件實施妥善的管理和保存，防止其出現(xiàn)變形甚至是損壞的情況[1]。

1.3 水閘項目工程中的金屬材質的結構施工要點簡述

在水閘工程項目的施工過程中，相關金屬材質的結構作業(yè)技術屬于水利工程中的特殊規(guī)劃設計與施工作業(yè)的主要內(nèi)容之一，同時也是水利工程項目在建設過程施工管理方面的重點工作內(nèi)容。為了保證水閘建筑工程項目的全部金屬材質的結構能夠保持安全、穩(wěn)定、可靠的工作狀態(tài)，更好地為整個水利工程總體作業(yè)安全以及竣工品質服務，施工作業(yè)現(xiàn)場的工作人員要時刻遵守水利工程中相關金屬材質的結構施工的實際規(guī)劃設計相關的技術標準以及操作規(guī)范，有效防止水閘項目工程中的金屬材質的結構在施工作業(yè)過程中發(fā)生質量方面的事故和問題。水閘工程中的金屬結構施工作業(yè)過程如圖2 所示。

圖2 水閘工程中的金屬結構施工作業(yè)過程

1.4 澆筑類型的水泥混凝土施工作業(yè)過程中需要注意的事項簡述

水利項目工程中的水閘建筑部位施工作業(yè)的過程中需要使用很多的水泥混凝土材料。為了保證整個工程施工作業(yè)的總體質量以及作業(yè)過程的安全性，必須從本質上確保水泥混凝土相關建筑原材料的品質以及澆注過程的施工質量，并且在作業(yè)的過程中保證科學地實施嚴格的規(guī)范操作。對于水利工程水閘建筑部分的地基進行作業(yè)的時候，需要遵循先深后淺的施工原則，保證施工之后水泥混凝土部分沒有裂縫的存在。在現(xiàn)場操作人員進行澆筑的過程中如果發(fā)生水泥混凝土在澆注過程中的溫度差值過大的情況，可能會造成項目工程的水泥混凝土結構由于溫度原因形成裂縫的情況，此時就會給整個水利工程項目埋下巨大的潛在安全隱患。因此水利工程在施工建設的整個過程之中，現(xiàn)場操作人員必須嚴格執(zhí)行水泥混凝土材料澆筑施工的所有細節(jié)和規(guī)范，保證嚴格把控項目工程施工作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境溫度差，進而實現(xiàn)最理想的作業(yè)效果。水閘項目工程水泥混凝土澆筑施工作業(yè)過程如圖3 所示。

圖3 水閘項目工程水泥混凝土澆筑施工作業(yè)過程

2 水利項目工程中水閘建設過程的注意事項簡述

2.1 沉陷裂縫的填縫簡述

通常來講，在水利工程中水閘建筑的施工作業(yè)過程中，必須切實確保水閘部分施工作業(yè)的整體階段不會發(fā)生不均勻類型的明顯沉降以及形變的情況，水利工程項目作業(yè)現(xiàn)場中的現(xiàn)場操作人員必須重點關注工程存在的各類形變的狀況。尤其是在項目工程進行選址的環(huán)節(jié)中，必須要做到足夠的關注和重視，假如此環(huán)節(jié)施工現(xiàn)場的軟土地基沒能得到妥善的治理，很可能會造成水利工程的地基部位發(fā)生沉陷等事故，因此在整個水利工程項目的建設初期，現(xiàn)場施工人員必須嚴格依據(jù)設計圖紙的有關規(guī)定和要求，切實保證整個項目工程地基部分的安全和穩(wěn)定[2]。

2.2 止水作業(yè)過程的有關注意事項簡述

在現(xiàn)場施工人員進行水閘建筑項目工程的防水操作環(huán)節(jié)中，有可能出現(xiàn)一定數(shù)值水位差的狀況。在水利項目工程的總體建設時期，水壓數(shù)值過大將會造成水閘裝置和堤壩結構的交接位置出現(xiàn)一定程度的漏水情況，此時的漏水問題將會對于水閘項目工程的有效壽命造成嚴重的影響。通常在水利工程項目建設施工的進程之中，有關防水操作施工解決方案有如下幾種類型：方案一，水平類型的止水方案。通常狀況下，現(xiàn)場作業(yè)人員應用塑料材質的止水帶來進行作業(yè)，此類塑料材料的安裝和上文中談到的沉降類型裂縫的填充方法大體上是一致的。方案二，垂直類型的止水方案。在此類止水的解決方案之中，紫銅類型的片材屬于一類廣泛的止水操作使用的材質。由于銅片材料本身具有非常優(yōu)秀的屬性，因此現(xiàn)場施工作業(yè)人員必須對相關材料實施退火類型的進一步加工，這樣的操作可以有效提升銅片材料的延伸率指標，對于后期銅片材料間的焊接操作過程具有非常有效的促進作用，止水裝置如圖4 所示。

圖4 水閘工程中的金屬結構施工作業(yè)過程

2.3 施工作業(yè)過程的管理工作簡述

整個水利工程施工作業(yè)方面的施工單位必須完善相關的用人制度，盡量挑選出業(yè)務能力強、責任心有保證、技術素質相對比較高的綜合型技術骨干力量，這樣才能為整個水利工程的施工作業(yè)總體品質提供應有保障。還需要全面完善水利工程項目施工中的獎勵以及懲罰的各項制度，工程項目建設過程中的相關管理人員必須依據(jù)水利工程項目的總體情況以及相關水利工程技術人員自身特征，科學合理地分配項目工程建設過程的相關任務，有效激發(fā)各工作人員的工作積極性和主動性，確保水利工程的施工建設過程的高效和工期進度，全方位提升水利工程施工作業(yè)管理方面的執(zhí)行效率[3]。

2.4 土方的施工過程簡述

土方部位在施工作業(yè)的過程中通常包括開挖和回填環(huán)節(jié)，開挖前需要依據(jù)圖紙進行標高樁的放樣，根據(jù)開挖線來實施定位。之后開挖作業(yè)要逐漸推進，應用相關的工程機械，進行基底的操作環(huán)節(jié)。值得注意的是開挖過程的操作順序為由上至下，不可進行掏挖作業(yè)，開挖時要考慮排水的坡度。施工作業(yè)任務完工后，現(xiàn)場施工人員需要檢查其是否壓實，確保實際壓實的程度與設計圖紙的規(guī)定保持一致。

3 水利工程項目水閘部位除險加固施工方案簡述

3.1 水利工程項目水閘部位除險加固施工方案一

原有的水閘建筑的底板部位和閘墩部位均是使用“金包銀”類型的施工方案。現(xiàn)有的水閘左側的9 孔配置的閘室的底板和閘墩設施予以保留，水閘右側的單孔閘裝置以及電站設置予以拆除，重新修建2 孔的一個新閘建筑結構；上游部位的鋪蓋裝置與下游部位的消能防沖裝置以及開閉設備室等建筑需要重新修建，閘室建筑上游一側的工作橋建筑需要重新修建。左側位置的9 孔閘室建筑采用當前狀況的3 孔一聯(lián)的模式進行排布。閘底板部位需要加厚0.5 m，高程數(shù)值為-0.05 m，前段部位需要加寬0.6 m，總寬度數(shù)值為8.80 m，中墩部位以及縫墩部位加長到和閘底板保持相同的寬度，中墩部位的兩側各需要外包C35 類型的鋼筋砼結構，厚度為0.46 m，總厚度數(shù)值為2.3 m，縫墩部位以及邊墩部位內(nèi)側需要包裹C35 鋼筋砼結構，厚度數(shù)值為0.46 m，總體厚度數(shù)值為1.78 m，孔口的凈寬數(shù)值由8.8 m 變成7.9 m；閘墩頂部位需要加高1.88 m，高程數(shù)值為8 m。右側部位拆除的孔口凈寬度數(shù)值為3.96 m 的單孔閘和電站建筑的部分，重新修建2 孔結構的新閘，新閘的底板厚度為1.75 m，底板頂部的高程數(shù)值為-0.05 m，寬度數(shù)值為8.8 m，中墩部位的厚度為2.65 m，邊墩部位的厚度為1.45 m，閘頂部位的高程數(shù)值為8 m，凈寬數(shù)值為7.6 m。加固操作之后共計為11 孔結構，單孔的凈寬數(shù)值為7.7 m，閘室建筑的總寬度數(shù)值為112.5 m，總體凈寬數(shù)值為86.5 m，長度數(shù)值為8.8 m。閘墩部位的上游一側有工作橋，橋寬數(shù)值為3.98 m，橋面的高程數(shù)值為8 m，和檢修平臺的高度相同。其設計荷載達到公路的Ⅱ級標準，使用預應力類型的鋼筋水泥混凝土板材料，空心板的兩側支在閘墩部位。原有閘室上方的排架和啟閉機室結構需要拆除，根據(jù)新的需要修建排架和啟閉機室建筑結構，啟閉機室建筑距離地面的高程數(shù)值為16.38 m。

3.2 水利工程項目水閘部位除險加固施工方案二

原有的水閘底板部位予以保留，新建閘墩結構，水閘右側的單孔閘裝置以及電站設置予以拆除，重新修建1 孔的一個新閘建筑結構；上游部位的鋪蓋裝置以及下游部位的消能防沖裝置以及開閉設備室等建筑需要重新修建，閘室上游一側管理橋需要重新修建。水閘左側9 孔閘室建筑采用當前狀況的3 孔一聯(lián)的模式進行排布，長度為8.5 m，寬度數(shù)值為30.5 m。并且采用當前的底板結構并且加厚0.5 m、前段部位加長的數(shù)值為0.6 m，當前的閘墩拆除后重新修建，使用2 孔結構，邊墩部位或者縫墩部位的厚度數(shù)值為1.75 m，中墩部位的厚度數(shù)值為2.65 m，長度和底板長度一致，單孔寬度數(shù)值為12.5 m，閘室部位底板頂部的高程數(shù)值-0.05 m，閘墩部位頂部的高程數(shù)值為8.18 m。新建1 孔類型的新閘建筑，新閘的底板厚為1.75 m，底板部位頂部的高程數(shù)值為-0.05 m，凈寬數(shù)值為11.8 m，邊墩部位的厚度為2.1 m，縫墩部位的厚度為1.75 m，閘墩頂部的高程數(shù)值為8.18 m。閘室共7 孔，單孔寬度數(shù)值為11.8 m，

水閘左側部位的6 孔結構屬于是2 孔一聯(lián)的主體構造,右側的一個孔是單孔結構,閘室部位的建筑的總寬數(shù)值為106.5 m,總凈寬數(shù)值為85.5 m,長度數(shù)值為8.8 m。閘墩上游一側需要設置工作橋，該工作橋的寬度為3.98 m,高程的數(shù)值為8.18 m,橋身與平臺高度保持一致，工作橋建筑結構的荷載設計成公路的Ⅱ級標準,使用帶有預應力的鋼筋水泥混凝土材質的空心板結構進行施工，空心板的兩端分別使用簡支模式固定在各個孔的閘墩的部位。原有閘室上方的排架和啟閉機室結構需要拆除,根據(jù)新的需要修建排架和啟閉機室建筑結構,啟閉機室建筑距離地面的高程數(shù)值為16.35 m。

3.3 方案比較

經(jīng)過綜合的考慮，鑒于方案一的過流斷面凈寬數(shù)值為86.8 m，方案二的過流斷面的凈寬數(shù)值為85 m，2種方案中的過流斷面數(shù)值以及過閘的單寬流量數(shù)值、上游以及下游的水頭差數(shù)值相對比較接近,消能和防沖方面的設施也是基本上相同,因此在執(zhí)行方案的比對過程中，上游部位的鋪蓋以及下游部位的消能和防沖方面的設施的硬件沒有進行相應的對比。通過綜合考慮整個項目工程的布置、水力環(huán)境條件、技術和經(jīng)濟等各層面指標的對比，最終推薦使用方案二作為本次除險加固的施工方案。

4 結束語

綜上所述，通過分析和總結水利工程項目中水閘建筑的施工作業(yè)過程的技術要點和主要注意事項，能夠及時發(fā)現(xiàn)水閘項目工程施工過程中可能存在不足和問題，并及時進行改進和完善，進而提升水閘項目工程施工作業(yè)的施工品質，保證水利工程作業(yè)過程的安全，為水利工程領域項目建設施工效率的提高打下堅實的基礎。