某水庫除險加固施工中的水閘設計分析

楊淑娟

（四平市市區河道管理處，吉林 四平 136000）

眾所周知，水閘在水利工程方面的應用范圍之廣泛。然而其底板部位出現問題的普遍性長期困擾著整個水利工程界，是目前一直未能很好的解決的重要問題之一。此問題給水閘工程的實施帶來了大量的危害。因此，在水閘的設計過程中，必須要根據實際的地質、地形條件及各種不同方面的因素，根據當地實際情況，認真的探討，爭取達到最合理的布置。

1 合理控制底板混凝土的配料

為了保證計量的準確，在使用混凝土生產系統之前一般都要進行必要的保養和校核工作。原材料的配比必須控制在一定的偏差范圍之內。對于煤灰、水、砂石一般采用自動系統計量，減水劑則用天枰稱重測量用料，之后在備用裝袋處理。在實施工作中必須嚴格按照配料單進行，按照先后順序依次將碎石、水泥、減水劑、粉煤灰、砂石、水進行投料。自材料組成起，混凝土在攪拌機內的攪拌時間不能低于2分鐘，如果摻入防滲纖維則攪拌時間必須保證在2.5分鐘以上。

為了確保混凝土的澆筑質量，在出料時必須隨時的檢測坍落度和拌和物的溫度，并實時的觀察拌合的質量，禁止生料的輸送。通常情況下底板倉面普遍較大，因此混凝土的用料也相對的較多。對于此種情況，可以用混凝土輸送泵來進行混凝土的輸送。在泵管的安裝過程中必須注意的是，不能在鋼筋、模板和預埋件上直接支撐，間隔一定距離要采用鋼管支架固定。為了防止漏氣漏漿及堵管，確保出料的順利，甭管在選擇時建議少采用彎管和軟管。

在混凝土進行澆筑的工程中，管理人員必須在前后場隨時的進行協調或指揮。為了確保整個澆筑過程有章有序的進行，現場可以采用對講機進行各環節的聯系及協調。對于混凝土入倉時的溫度及坍落度也要安排專門的人員進行測定，在此同時還要規定規定制取的試壓塊組數。此外，在混凝土的澆筑工序之前，倉內必須保證沒有雜物，模板、鋼筋、預埋件等都必須做到嚴格的規范及要求，并做好質量的自檢記錄。待得到工作現場監理人員的驗收許可后才可以進行澆筑工作。

2 對于水閘底板混凝土的分析

對于混凝土結構，在目前的實際情況下,裂縫問題是很難避免的，所以會允許一定程度的裂縫出現并對其寬度加以了限定。不同的地方對于裂縫寬度的限定有著不一樣的標準。例如我國行業內所允許的裂縫寬度一般為0.2毫米到0.3毫米，并提出了限制和允許兩種方法來對待裂縫的問題。

在全自由狀態下，結構可以有任意長度、任意溫差不產生約束應力，因此給結構創造自由變形的條件就是允許原則。然而在實際的工作中，完全自由是一種理想的狀態，要真正的做到實非易事。因此，可以采取另一種途徑，通過減少約束的方法，將大部分的變形進行釋放，從而產生比較低的約束應力；當結構處于全約束狀態，要讓任意長度不設伸縮縫亦不開裂，則只須所選用的結構材料具有足夠的抗拉強度和極限拉伸即可。該設計原則稱為限制原則。一般說來，對于限制原則，必須有足夠的強度儲備；采取允許原則，必須有充分的變形余地。通常情況下，混凝土建筑完全沒有裂縫的情況是很難實現的，工程實施人員為了解決此問題也在多方面做了研究探討，為了使得工程各部分都不易裂縫，限制原則常常被應用在水工結構工程之中。

3 對于底板的外部環境加以控制

水泥在水化的過程中會產生大量的熱量，當溫度達到最高點后熱量會開始散發即開始降溫的過程，直到溫度與外界溫度等同。底板是由較大體積的混凝土組成的，因此熱量在傳遞的過程中很容易造成內部的積存，從而就導致內部溫度過高甚至出現最高峰值。在散熱的過程中，內外部因為所處環境不同，散熱程度也有所不同。外部混凝土因為與外界的接觸，更加方便熱量的發散。由此在降溫過程中又造成了內部溫度高于外部溫度的問題。升降溫過程中同一方向上的溫差很容易造成不一致的變形問題。內外部位相對應的約束限制使得外部混凝土產生一定的拉應力。當拉應力達到極限程度，就很容易產生裂縫。在初期階段，裂縫一般都比較細小，但伴隨著時間的發展，裂縫會繼續的擴大甚至變深，更甚者能夠貫穿整個底板。溫度作用的產生不僅僅是混凝土的水化過程產生的，在設備運行工作期間外界環境因素也很重要。當遭遇到突發天氣，例如寒潮襲擊、表面溫降特別大時，裂縫問題將會更加的嚴重。經過上述的問題可以看出，內外溫度差異的影響因素主要有混凝土水泥用量、水泥品種、澆筑入模溫度及環境溫度等幾方面。

對于混凝土內的水分問題，其中極少的一部分是泌出流失掉的，在滿足水泥水化條件之后，絕大部分水分都是在澆搗完畢后慢慢蒸發掉了。水泥在凝結直至硬化的過程中，其中的水分慢慢的蒸發到空氣中，水分在未飽和空氣中的散失造成的混凝土體積縮小或變形的現象，即我們熟知的干縮現象。混凝土內外部水分蒸發情況并不是均勻分布的，其含濕量的不均勻造成了濕度變化梯度。水分蒸發的過程是由內及外，先表層逐漸到內里的。內部混凝土的水分在蒸發程度和蒸發速度上總是小于外部也就是表層的。因此相對于內部而言，表層混凝土的收縮程度也相對應的比較大，由此產生的拉應力使得表層特別容易出現干縮裂縫。影響混凝土產生干縮現象的主要因素就是混凝土的配合比以及組成。另外，對于混凝土的養護以及外界環境也是影響干縮的因素。

在現實的實際工作中可以發現，水分的蒸發只是導致混凝土體積變形的因素之一，此外其組成部分的化學反應也會導致其變形。

混凝土出現問題的原因是來自多方面的。各種不同的因素之間相互聯系，相互作用，最終使得混凝土方面的問題層出。經過本文的探討及實際情況的總結，我們可以了解到，在某些情況下如果要減輕一種因素的不利影響，有時候經常會增加另一種條件的不利影響，因此在對待水閘底板混凝土存在的問題時，我們必須要統觀大局，仔細研究，爭取得到最佳的解決方案。