水利工程水閘除險加固施工工藝研究

吳小軍

（中山市中順大圍工程管理處，廣東 中山528400）

水利工程中的水閘發揮著重要作用。隨著使用年限的增加，水閘在使用中會伴隨著隱患，因此在采取科學合理的除險加固措施。除險加固施工工藝要統籌分析相關因素，確保加固方案的安全、經濟并符合相關要求，保證結構的安全性、適用性和耐久性，確保水閘除險加固后可以充分發揮工程效益。

1 水閘的病險分析

水閘在使用中會伴隨著多種問題，會存在多種病險，病險水閘的種類歸納為以下幾個方面：

水閘的防洪（擋潮）標準難以滿足要求，如提閘過水時，泄流排澇能力不足，單寬流量超過了下游河床的抗沖刷能力。閘室因頂高程受限，會引發河水倒灌。部分水閘的建成年代已久，當時還缺少統一的標準，由于當時客觀條件的制約，水文資料模糊或者不準確；另外由于防洪規劃發生調整，局部地區出現了下沉現象，閘室高程不足難以滿足防洪防潮的需要。

閘室的穩定性難以滿足安全的要求。部分水利工程發生區域性沉降，閘體發生不均勻沉降，這導致閘室本體的抗滑、抗傾以及抗浮安全系數難以滿足的規范要求，閘基發生破壞，工程的安全性和穩定性發生變化。閘室的消能防沖設施發生老損。由于管理體制的不完善，許多病險水閘存在閘下沒有設消能防沖設施或設施發生損毀現象。水閘的閘基連接段發生滲流破壞。閘基和堤防護坡出現基礎淘空、管涌、流土等現象，引發滲透。

部分水閘受當時技術與經濟條件的制約，混凝土構件的標準不高，配筋量較低，再加之當時施工工藝的限制，發生碳化、開裂、脫落等現象，為此，針對水閘要檢查強度與碳化情況（表1、表2），以確定混凝土結構的老化破損程度。

2 水利工程水閘除險加固的施工方法

2.1 土方開挖

針對土方開挖，可以采用分層分級自上而下的方式，還要結合土質的特點放坡，平臺面積要留足。每層的開挖深度加以控制，以防發生坍坡現象。在開挖施工中，要依據測量進行放樣，開挖邊坡要依據設計的工藝，以防止坍方的擴大。為了保證基坑施工的可靠性，要還保證排水效果。排水可以采用潛水泵。在閘室周邊開挖，以保證排水效果，還要設置足夠容積的集水坑，便于基坑的水全部匯到集水坑。水閘土方開挖時，先開挖閘室段，再開挖上下游連接段，特別針對現狀村莊道路邊坡開挖過程中的邊坡穩定，先設置沉降觀測點，分層分級開挖，最后噴射素混凝土防止坍塌滑坡。

2.2 閘底板、鋪蓋、護底、護坦施工

施工方案要考慮到工程的結構特征，還要結合進度。施工中可以先澆筑閘室底板，然后完成鋪蓋、護底、護坦，這些工序要依次穿插完成，跳塊澆筑，最后澆筑閘墩，還要依據設計要求對底板墩墻的分縫部位加以處理。基礎砼的側模要保證加固效果。針對直線型構件，如閘室閘墩與頂部的砼結構，可以采用木模，用鋼管作為圍令加以支撐，并使用對拉螺栓來加固。針對異形構件要采用特殊方法，以保證牢固。當基礎得以處理后，檢驗合格后，攤鋪砼墊層，然后安裝模板、，對鋼筋加以綁扎。針對砼閘砼底板的施工，可以采用混凝土，砼的澆筑采用臺階式法，直接泵送到位。入砼后要平倉，使用振搗器加以振搗密實。閘底板必須采用一次澆筑方式，中間不能發生停頓。針對水閘閘室段底板施工澆筑存在高度差，為保證結構穩定不設置施工冷縫，采取一次性澆筑成型。模板支護采用吊模法支護，使用上下雙排螺桿進行拉結加固，每間隔0.5m 設置一道拉桿。同時使用鋼絲拉結底板內部鋼筋進行固定保證模板穩定性。

表1 混凝土強度檢測表

表2 混凝土碳化檢測值表

2.3 閘墩施工

閘墩作為水閘最為的關鍵部位，砼的澆筑要保證密實，還要保證表面質量，因此在施工要對質量加以重點控制。為了消除結構發生變形，針對閘墩澆筑要保證不同閘墩的同步立模，并且要一次澆筑到位。完成立模后，要使用模板對稱加以支撐，模板可借助拉桿、拉條等保證加固效果。澆筑操作時，分料入倉要緩慢，還要振搗密實。在砼澆筑中，順著閘墩掛上重鉛錘，可以觀察澆筑中閘墩的偏移情況，可以發現偏差并及時加以處理，有利于確保工程質量。

2.4 針對閘門槽的二期砼施工

施工前，要在放置埋件設備的堆場內檢查要安裝埋件的數量，還要對尺寸加以測量，對埋件加以清掃等。如果發現尺寸超標或存在缺陷要采取措施消除變形超差或制造缺陷存在的影響。針對金屬結構的施工，在安裝二期埋件前，要檢查一期混凝土插筋情況，測量預留二期混凝土的尺寸，在方程式中要控制樁號、控制高程，如金屬結構不符合設計圖的技術標準，要與項目單位協調。安裝門槽埋件前，要檢查一期混凝土的預留槽情況，對于一期施工中混凝土存在的預埋件要加以調直，如果預埋件存在缺損或不符合設計要求，要與施工單位進行研究協調，進行補埋。為了保證施工質量，混凝土一期與二期的結合面，要實施鑿毛處理。

環境溫度會對混凝土的結構與施工質量產生影響。施工中對于溫度沒有加以控制，或者控制效果不好，混凝土結構受到內外部溫差的影響，易產生裂縫，嚴重時會有變形發生。混凝土結構物本體的強度受到影響。在混凝土施工中，在施工中要分析混凝土的類型，以確定溫度控制方法，還要結合施工區域的環境條件，以發揮高性能混凝土的優勢。比如澆筑中，對于入模溫度的控制要低于30℃，在冬季入模溫度要高于5℃。在養護期間，要保證混凝土的芯部溫度低于60℃。混凝土的芯部與表面的溫差要低于20℃。混凝土表面與環境的溫差要低于15℃。混凝土結構表面與養護用水的溫差不能高于10℃。在水閘工程中，為了保證混凝土結構的性能，不同工序的溫度要嚴格測量，要有把控措施。

結合門槽設備的外形尺寸，要提前準備，要保證臨時鋼支撐要肯足夠數量的斷面。門槽埋件調整完成后要實施加固，以控制門槽部位的安裝精度，防止門槽及預埋件在安裝后發生變形。安裝前，要加以測量，可以采用精度和性能較高的全站儀。

土建結構圖標明的坐標、高程、角度等相關數據要加以校核，還要對金屬結構圖的尺寸數據加以測量，測量放樣與驗收時的起算參數加以統一。針對弧形工作門測量內容要包括：支承的里程、傾角以及高程，弧門的作用半徑，側軌存在的偏距以及作用半徑，支鉸中心、底檻與啟閉機機架的有效里程與高程等。針對檢修門測量量包括：主軌、反軌、底檻的里程、高程等數據。安裝工作門埋件要可以借助預埋插筋來固定托架。施工可以將底檻放置于托架上，借助孔口中心線底檻的中心加以調整；在門槽兩側的中心線點上掛鋼線來加以調整，以保證底檻與門槽的對中；借助水準儀測量底檻的高程。中部每隔0.5m 的距離要設置一個測量點，達到要求后加固。將主、反軌、門楣吊裝就位，主、反軌、門楣底部可能采用型鋼托起，調整埋件底部到達設計位置，借助拉緊器通過焊接使得埋件的上部連接到一期的插筋。在上部線架，使用吊線墜對埋件的垂直度加以調整，調整合格后，對于中部可以使用千斤頂或拉緊器加以調整。然后用盤尺對埋件的中心距與門槽中心距離加以檢測、以確定是否滿足設計要求，如果發現超標，可將拉緊器焊在側面加以調整，達到設計要求后，還要對埋件加固。隨著土建工程的進度，各門槽的預埋件在閘門場內制作的同時，還要加以安裝。進行安裝前，先按要依據設計要求對出門槽中心線與高程點加以測量。在安裝各部件時，使用經緯儀、水準儀、鋼直尺等加以校準，以將誤差控制在要求范圍內。然后澆筑二期砼。結合施工現場的平面控制點以及基線，借助全站儀測量出各軸線，在各條軸線埋設樁點。采用外控吊線墜法測量豎向。可以將首層地面四周的軸線點作為基準點，然后懸吊逐層向上來實現引測,軸線與控制結構的偏差要控制在合理的范圍內。支模架結構采用滿堂腳手架結構形式，縱橫向間距90*90,采用一字扣件對接，擰緊扭力矩在40N.m-60N.m 之間。柱澆筑混凝土前，拌和時要考慮到物料的坍落度，防止由于坍落度對混凝土質量造成的不利影響。使用添加劑時，加入量要保證準確。各類材料要充分融合，以保證混凝土結構不同部位的強度均勻。針對不同的澆筑層，要保證前后工序搭接長度與間隔時間的科學合理；澆筑時還要結合氣候條件，對原料進行升溫或降溫處理，以保證施工效果。如拌合可用水冷卻降低澆筑溫度。在氣溫較高的天氣施工，要單次澆筑厚度要適當減少，還可采用分層澆筑的方式保證散熱效果，通水管也以降溫。

結束語

除險加固是保證水利工程水閘安全穩定運行的有效措施。部分水利工程由于年代久遠，常年在高負荷運行狀態下，構件發生了老化。對水閘實施除險加固，要結合實際，制定出合理的施工方案，立足于經濟性、安全性、可靠性，為水閘的可靠使用創造有利的條件。