水庫水閘改建施工技術(shù)

摘要：由于大多數(shù)水庫水閘修建時間比較早，其無論在施工工藝以及設(shè)計理論等方面都比較落后，出現(xiàn)了工程碳化、老化、破壞嚴(yán)重等諸多問題，改建、重建的問題迫在眉睫。水閘改建必須嚴(yán)格按現(xiàn)階段的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。在消除水庫水閘隱患的基礎(chǔ)上，做到舍理有效的利用原有水庫水閘工程設(shè)施，切實提升改建施工質(zhì)量以及水閘的管理水平。本文以某水庫水閘改建工程項目為例，對其設(shè)計采用的主要技術(shù)方法和重要技術(shù)措施進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：水庫水閘;水閘改建;施工技術(shù);新型材料

1 引言

從 1976 年以來我國水利工作的重點開始轉(zhuǎn)移到管理工作上，水利工程的管理開始走上正軌。我國對水庫水閘工程的“三查三定”工作于 1980 年完成。在 1984 年，《水閘設(shè)計規(guī)范》制定并且頒布，于 1986 年我國又頒布了《水閘施工規(guī)范》相關(guān)條例，在多項法律法規(guī)的制約下，我國水閘工程的設(shè)計以及施工日益規(guī)范化。現(xiàn)階段我國在工程施工方面實行監(jiān)理制，施工建設(shè)管理日益向國際化水平靠攏。

2 水庫水閘現(xiàn)狀以及存在問題

某水庫水閘工程始建的起止時間為 1956 年到 1976 年。總計 4 孔水閘，總凈寬可達(dá) 14m，116.8m3/ s過水流量，直接受益農(nóng)田 0.26萬畝，保護面積 1.2 萬畝。該水閘系中型排澇擋潮水閘，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為 3 級，原設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為 10 年一遇。該水閘至今已運行 30 多年，存在諸多問題，通過現(xiàn)場檢查及分析發(fā)現(xiàn)，水閘主要存在的以下問題：

2.1 未成為封閉體系

水閘地面高程為 6.97m，滿足本工程設(shè)計計算閘頂高程的要求。但左邊 1#、2#、3#3 孔的胸墻頂高程約為 6.22m，留有高度約 0.6m 左右開口，未成為封閉體系。

2.2 工程老化，破損嚴(yán)重

左岸翼墻有裂縫，且左岸上游翼墻裂縫處存在滲水現(xiàn)象，威脅翼墻的安全。啟閉機房內(nèi)部立柱存在非結(jié)構(gòu)裂縫及其它部位的細(xì)小裂縫。

2.3 原有配置不合理

工作閘門與漿砌塊石工作門槽之間沒有安裝滑塊，且只有 1.0cm的間隙，接觸面摩擦系數(shù)較大，在高水頭作用下，使工作閘門受到很大的摩擦力，導(dǎo)致啟閉機啟閉力不夠：1#、2#、3#、4#閘門在水位不大于 2.40m 的各種工況下，各閘門啟閉力滿足要求，在最高水位 3.0m的工況時，除 1#閘門滿足要求外，其余均不滿足;在日常運行時，由于接觸面摩擦系數(shù)較大，還會導(dǎo)致閘門運行不便，磨損嚴(yán)重。管理用房沒有電網(wǎng)供電，只能采用柴油發(fā)電機，管理房內(nèi)配備 3套發(fā)電設(shè)備，管理房內(nèi)配備 3 套發(fā)電設(shè)備，其中 1 套不能正常運行，處于廢棄狀態(tài)，其余 2 套能正常運行，正常運行的 2 套發(fā)電機型號為STC-30，額定電壓為 400V，頻率為 50H z，最新一套發(fā)電設(shè)備于 2006年配置。電力線路鋪設(shè)于墻體表面，管理房內(nèi)電力控制設(shè)備比較簡陋，且未設(shè)防護蓋加以保護，操作運行基本正常，同時電氣設(shè)備在配置上存在一定的缺陷：許多接線按規(guī)范要求均應(yīng)預(yù)埋，只是沿墻角、地面鋪設(shè)。

2.4 缺乏對水閘的檢測

通常情況下，水閘觀測項目有：沉降、雨量、水位高低、揚壓力、位移、流量、閘下流態(tài)、沖刷以及淤積等。由于水閘興建年代較早，根據(jù)水庫管理人員介紹，原僅在水閘上游設(shè)置了水位尺，其余一般性觀測項目均未設(shè)置，沒有安裝類似于地基反力、墻后土壓力、永久縫、以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力等專業(yè)性觀測設(shè)備，導(dǎo)致了此部分監(jiān)測資料的缺失。

3 水閘改建工程設(shè)計中的要點分析

3.1 嚴(yán)格依據(jù)水庫水閘的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計

在進(jìn)行水閘的設(shè)計之前，應(yīng)給先對舊閘進(jìn)行鑒定，在進(jìn)行鑒定時，要依據(jù)相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格進(jìn)行鑒定，其次需要明白原設(shè)計意圖。改建技術(shù)方案，既要消除原有工程隱患，又要將原有工程設(shè)施進(jìn)行合理化利用。盡可能設(shè)計出，既節(jié)省資源，又要堅固耐用;此外，管理方便，施工方便，美觀大方，設(shè)備先進(jìn)等都是需要設(shè)計者進(jìn)行考慮的問題。

3.2 防滲排水系統(tǒng)鑒定及防滲處理措施

水閘防滲排水系統(tǒng)鑒定是是本工程的難點問題之一。通過對該水庫水閘區(qū)域相關(guān)河道的淤泥堆積狀況來看，出現(xiàn)了河底高程普遍高于閘底板高程的現(xiàn)象。較為經(jīng)濟的方式是對原閘底板進(jìn)行保留，然后對舊閘進(jìn)行閘底接觸灌漿處理。這種方法是在保留舊閘基礎(chǔ)設(shè)施的前提下進(jìn)行水閘改建工程。

3.3 針對于水閘消能防沖方面的設(shè)計

在進(jìn)行消能防沖設(shè)計的時候，需要事先對下游河道進(jìn)行實地考察。因為水庫水閘建設(shè)區(qū)域有較多淤泥堆積，水閘底流消能的方式不足以消除河道淤積。這就直接導(dǎo)致了水閘泄洪能力大幅度下降，消能防沖設(shè)計不僅僅需要考慮消能，更加需要考慮到如何避免下游河道被侵蝕、沖刷。尤其是在淤積比較嚴(yán)重的河口，格外需要考慮如何提高泄流水能，從而達(dá)到?jīng)_淤的效果。

3.4 對原有工程設(shè)施進(jìn)行合理利用

在保證工程質(zhì)量，消除工程隱患的基礎(chǔ)上，合理使用原有的工程設(shè)施，這樣可以大幅度降低工程的資金投入。原有的水庫水閘在經(jīng)過幾十年的持續(xù)運行后，原有工程設(shè)施大多數(shù)因為損耗而失去使用價值，但是依然有一些可以修復(fù)利用的工程設(shè)施，例如：雖然合作塘水閘的引河進(jìn)洪閘的舊閘底板處有一些裂縫，但技術(shù)人員對其加以改造之后可以做為新閘底板的基礎(chǔ)。需要注意的是考慮到其底板處存在裂縫，因使用年限較長導(dǎo)致混凝土質(zhì)量差，因此，從安全方面考量，在設(shè)計計算中不應(yīng)該考慮其受力;目前來看，閘室板樁防滲系統(tǒng)依然可正常運行，但閘底板與板樁的連接處早已損壞，地基與底板間存在脫空現(xiàn)象，所以必須對其進(jìn)行接觸灌漿，從而達(dá)到防滲的效果。改建設(shè)計方案決定保留舊閘墩，對舊閘墩進(jìn)行碳化處理加以重復(fù)利用。

3.5 加強管理設(shè)計

為了全面改善水庫水閘的管理設(shè)計水平，就需要著重于管理設(shè)計。在進(jìn)行水閘設(shè)計時一個不可忽視的環(huán)節(jié)就是水庫水閘方面的管理設(shè)計，同時它是工程最優(yōu)化的關(guān)鍵性因素。在現(xiàn)代化的水庫水閘管理系統(tǒng)中水閘的管理設(shè)計尤為重要。通常情況下從兩個方面考慮水閘的管理設(shè)計，其一是觀測設(shè)計，需要在滿足各項設(shè)計規(guī)范要求的基礎(chǔ)上充分體現(xiàn)觀測的直觀性，在設(shè)計過程中要有遠(yuǎn)見，最終達(dá)到幾十年仍然不落后的水準(zhǔn)。其二是是針對于閘區(qū)美化環(huán)境設(shè)計方面的管理設(shè)計。

4 水庫水閘在施工過程中應(yīng)注意的問題

4.1 施工全過程堅持貫徹設(shè)計意圖

在進(jìn)行水閘改建施工時，一部分損壞嚴(yán)重的設(shè)施要堅決放棄不用;一部分原有設(shè)施需要進(jìn)行拆除重建;還有一部分設(shè)施在進(jìn)行加固處理后，仍然可以重新利用。針對不同情況的設(shè)施必要嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計意圖來進(jìn)行施工，設(shè)計方案的中新舊設(shè)施都是進(jìn)行了反復(fù)多次認(rèn)真計算的，施工中只有貫徹落實設(shè)計意圖，才能達(dá)到工程的安全可靠性。對于設(shè)計要求中不能拆除的工程設(shè)施，堅決不可貪圖一時便利而對原有工程設(shè)施造成損壞。

4.2 防滲排水系統(tǒng)

在進(jìn)行水閘改建工作時，以基礎(chǔ)防滲系統(tǒng)為主的舊閘防滲排水系統(tǒng)不易于進(jìn)行改建。只有做到新舊閘之間的恰當(dāng)完美結(jié)合，水閘防滲排水系統(tǒng)才能正真構(gòu)建。總之，在施工過程中要格外注重細(xì)節(jié)方面的研究，綜合考慮之后再對系統(tǒng)進(jìn)行改建。

4.3 觀測設(shè)備

可以說觀測設(shè)備相當(dāng)于水庫水閘管理的勘察者，觀測設(shè)備是一種對水庫水閘進(jìn)行管理的有效方式。因此，優(yōu)質(zhì)的觀測設(shè)備，合格的施工質(zhì)量是水庫水閘的管理水平的保障。在進(jìn)行施工的過程中，管理單位的技術(shù)人員要時時刻刻監(jiān)督施工，施工完成后的每一個工序都要進(jìn)行檢測，及時處理發(fā)現(xiàn)的問題。

5 結(jié)束語

綜上所述，改建水閘工程切實解決了水庫水閘的安全隱患，針對于防洪排澇方面做出了重要改善。滿足了灌溉、泄洪以及排澇等多項需要，切實提升了閘門止水的運行安全度以及使用可靠性。結(jié)合現(xiàn)代科技解決了該閘的出現(xiàn)的諸多關(guān)鍵技術(shù)難題，給類似工程設(shè)計提供了有效的參考價值。

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