水庫(kù)除險(xiǎn)加固中水閘設(shè)計(jì)分析

摘 要：隨著水利工程建設(shè)的快速發(fā)展，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程受到了人們的廣泛關(guān)注。水閘是水庫(kù)工程中的重點(diǎn)部位，直接關(guān)系到水庫(kù)工程的正常使用。水閘也是有使用年限的，所以我們應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理，使水閘能夠滿足水庫(kù)工程的需要，文章主要對(duì)水閘底部容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行闡述，并提出了如何控制好混凝土的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水閘；底板；混凝土

水閘在水利工程建設(shè)中一直被廣泛應(yīng)用，而隨著使用年限的增多，其底部容易出現(xiàn)問題，這也是水利工程單位必須加以重視的問題。但是一直也沒有找到很好的解決辦法，這也給水利工程帶來很多的麻煩和危害。所以我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)水閘的時(shí)候，就要根據(jù)實(shí)際地理環(huán)境和水文條件，施工情況等為基礎(chǔ)進(jìn)行合理布局。

1 底板混凝土配料的控制

在生產(chǎn)混凝土之前，應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，看其計(jì)量是否準(zhǔn)確，特別注意的是材料的配合比盡可能控制在水泥、混合料、水為百分之二左右；砂、石為百分之三左右，而外加劑則是百分之一左右，這些材料都是可以通過自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)量的，而對(duì)于減水劑來說，要使用天平進(jìn)行稱量，準(zhǔn)確無誤后裝袋備用。根據(jù)施工實(shí)際的需要選擇最佳的和混凝土配比單，按照規(guī)定的投料順序進(jìn)行，不可以隨意的變化順序，而且邊投料邊進(jìn)行攪拌，在攪拌機(jī)內(nèi)的攪拌時(shí)間不應(yīng)該少于兩分鐘，盡可能地避免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。

為了保證混凝土的施工質(zhì)量，我們應(yīng)該對(duì)混凝土出料情況進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，隨時(shí)測(cè)量拌合物的溫度及坍落度，避免運(yùn)送生料，保證混凝土的澆筑工作順利進(jìn)行。由于底板的混凝土澆筑工程比較大，用量很多，如果只是使用人工運(yùn)輸?shù)脑捑蜁?huì)很耗時(shí)，所以我們可以使用混凝土輸送泵運(yùn)送。在安裝泵管的時(shí)候，每隔一段時(shí)間就要使用鋼管進(jìn)行固定，而且保證管道卡箍的地方不能出現(xiàn)漏氣問題。在輸送之前應(yīng)該先用清水把壁管濕潤(rùn)了，然后再使用水泥砂漿進(jìn)行潤(rùn)滑，保證混凝土的正常運(yùn)輸。

為了保證澆筑混凝土的質(zhì)量，我們應(yīng)該在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專門的指揮人員。通過對(duì)講機(jī)實(shí)現(xiàn)溝通和聯(lián)系，控制好澆筑的速度和時(shí)間，并且保證在整個(gè)澆筑的過程中都能夠連續(xù)進(jìn)行。施工單位應(yīng)該安排專門人員對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行測(cè)定，在澆筑之前應(yīng)該清理好現(xiàn)場(chǎng)，保證倉(cāng)內(nèi)沒有雜物，各項(xiàng)施工材料都符合相關(guān)的規(guī)范要求，等到一切都準(zhǔn)備好了以后，并在監(jiān)理單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收合格之后在進(jìn)行混凝土的澆筑。澆筑底板之前，應(yīng)該對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行均勻劃分，按照一定順序進(jìn)行澆筑，同時(shí)保證一定的厚度，上下層的混凝土澆筑時(shí)間不應(yīng)該超過下層混凝土的初凝時(shí)間。

混凝土的振搗也是十分關(guān)鍵的一步，在振搗的時(shí)候應(yīng)該從下端開始，逐漸向上轉(zhuǎn)移，振搗要到位并要保證混凝土的質(zhì)量。在最底部混凝土初步凝結(jié)之前放置一臺(tái)泵進(jìn)行混凝土的防滲施工。在澆筑完成之后，我們使用振動(dòng)器對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，在振搗的同時(shí)應(yīng)該注意操作的時(shí)候應(yīng)該是快插慢拔，按照順序進(jìn)行，避免出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象。值得注意的是在每個(gè)插點(diǎn)上振搗的時(shí)間應(yīng)該保證混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡為好。

2 水閘底板混凝土的分析

當(dāng)前情況來看，混凝土底板結(jié)構(gòu)工程是允許有一定的裂縫，而且裂縫的寬度也有著明確的規(guī)定。不同國(guó)家和地區(qū)在不同的環(huán)境下所要求的混凝土裂縫的寬度是不一樣的。而我國(guó)相關(guān)的法律規(guī)定，寬度為零點(diǎn)二到零點(diǎn)三毫米的裂縫是允許的。在對(duì)待裂縫的態(tài)度上主要存在著允許和限制兩種。如果結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境能夠提供結(jié)構(gòu)一定的變形機(jī)會(huì)，一旦變形得到了滿足，就不會(huì)產(chǎn)生約束應(yīng)力了，進(jìn)而也不會(huì)產(chǎn)生裂縫了。

相對(duì)來說，如果在全自由狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)可以在任何情況下都不會(huì)產(chǎn)生約束應(yīng)力，所以我們應(yīng)該給結(jié)構(gòu)創(chuàng)造一些自由變形的條件。這就是我們所說的允許條件。但是在實(shí)際的施工中，這種狀態(tài)是幾乎不存在的，因?yàn)楹苌俟こ棠軌蜻_(dá)到完全自由的狀態(tài)，所以我們只需要盡可能地減少約束，使大部分的變形釋放出來，進(jìn)而產(chǎn)生較小的約束應(yīng)力。在全約束的情況下，為了避免伸縮縫不開裂，我們可以選擇具有足夠強(qiáng)度和抗拉性的。這種情況叫限制條件。通常來說，這種限制條件必須具備足夠的強(qiáng)度，而允許條件則必須具有充分的變形條件。一般來說，混凝土工程不出現(xiàn)裂縫幾乎是不可能的。但是我們應(yīng)該把這種情況降到最低，在各個(gè)方面的研究都處于基礎(chǔ)階段，期待進(jìn)一步完善。

3 水閘底板外部環(huán)境的控制

水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，在1～3d內(nèi)可放出熱量的50%，甚至更多，當(dāng)混凝土達(dá)到最高溫度后隨著熱量的散發(fā)又開始降溫，直到與環(huán)境溫度相同。底板為大體積混凝土，熱量傳遞的同時(shí)更易在內(nèi)部積存，導(dǎo)致了內(nèi)部溫度高于外部溫度，內(nèi)部出現(xiàn)峰值溫度。升溫階段結(jié)束后，是散熱階段。內(nèi)外混凝土散熱條件不同，外部混凝土和外界環(huán)境接觸，散熱條件好，熱量容易散發(fā)，內(nèi)部混凝土散熱條件差，于是在降溫階段又造成了外部混凝土溫度低于內(nèi)部混凝土溫度。這樣在升溫和降溫階段都使底板內(nèi)外混凝土形成了同一方向的溫度梯度。導(dǎo)致了其變形的不一致。內(nèi)部膨脹受到外部的限制，或相應(yīng)地外部收縮受到內(nèi)部約束，于是在外部混凝土中產(chǎn)生了拉應(yīng)力。當(dāng)外部混凝土拉應(yīng)力達(dá)到其極限拉應(yīng)力，裂縫就會(huì)產(chǎn)生。裂縫初期很細(xì)，隨著時(shí)問發(fā)展繼續(xù)擴(kuò)大、變深，甚至貫穿。除了混凝土水化引起的溫度作用外，運(yùn)行期環(huán)境溫度變化也會(huì)產(chǎn)生作用。特別是遇到寒潮襲擊、表面溫降特別大時(shí)，裂縫發(fā)展更為嚴(yán)重。從以上分析可以看出，影響內(nèi)外溫差的主要因素有混凝土水泥用量、水泥品種、澆筑入模溫度及環(huán)境溫度等。

混凝土內(nèi)的水分，少部分提供了水泥水化的需要，少部分泌出流失，大部分水分是在澆搗完畢后慢慢蒸發(fā)掉的。隨著水泥的凝結(jié)、硬化，混凝土中的水分在未飽和空氣中慢慢散失，引起混凝土體積縮小、變形，這種變形稱為干縮。由于混凝土的水分蒸發(fā)及含濕量的不均勻分布，形成濕度變化梯度。其水分蒸發(fā)總是從外向內(nèi)，由表及里。表層混凝土的水分蒸發(fā)程度和速度總是大于內(nèi)部，表層混凝土收縮的程度亦大，其變形會(huì)受到內(nèi)部混凝土的限制，在表層混凝土中也產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得表層混凝土總的拉應(yīng)力加大，產(chǎn)生干縮裂縫，但干縮一般只發(fā)生在表層。混凝土的配合比和組成是影響干縮的主要因素，一般水泥用量多，水灰比大，則干縮也大。骨料密度大，級(jí)配好，彈性模量高，骨料粒徑大，可以減小混凝土的干縮。其次，混凝土的養(yǎng)護(hù)和環(huán)境對(duì)干縮也有很大的影響。

混凝土即使沒有水分蒸發(fā)，其各組成部分的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生自生體積變形。在底板約束影響范圍內(nèi)，膨脹型自生體積變形會(huì)產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，有利于防裂，收縮型自生體積變形則不利于防裂。混凝土的自生收縮一般在拆模之前完成，雖然其量值不大，但如果同其他收縮疊加在一起，就會(huì)使表面拉應(yīng)力增大。

除了外界因素外，導(dǎo)致混凝土自身體積發(fā)生收縮的因素還包括水灰比例、材料的化學(xué)成分，水灰比例導(dǎo)致對(duì)混凝土自身收縮的影響和對(duì)干縮的影響是相反的，當(dāng)水灰比例超過零點(diǎn)五的時(shí)候，就可以直接忽略干縮和收縮；當(dāng)水灰的比例小于零點(diǎn)三五的時(shí)候，就必須考慮自身收縮和干縮對(duì)混凝土的影響了。

引起水閘混凝土問題的因素有很多，并不是單獨(dú)一個(gè)要素所引起的。通過文章的闡述，我們能夠了解到，有時(shí)候雖然解決了一種影響因素，但是同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生另外一種影響因素，所以作為工程人員應(yīng)該認(rèn)真負(fù)責(zé)的對(duì)待每一道工序，把不利因素降到最低。

參考文獻(xiàn)

[1]賀仁臣.水庫(kù)除險(xiǎn)加固中水閘設(shè)計(jì)分析[J].今日科苑.