水閘施工技術(shù)與管理

顧強(qiáng)，金劍

(1.揚(yáng)中市水利工程管理處，江蘇 揚(yáng)中 212200；2.揚(yáng)中市環(huán)島江堤公路管理所,江蘇 揚(yáng)中 212200)

0 前言

水利水電工程與其他類型的工程有所不同，主要是由于此類工程多處于臨水或者近水區(qū)域，在實(shí)際的施工過程中，水流會(huì)對(duì)正常的施工作業(yè)產(chǎn)生一定的影響。作為水利水電工程中的重要構(gòu)成，水閘與水利水電的安全運(yùn)營(yíng)息息相關(guān)，因此，如果要在水利水電工程中發(fā)揮水閘的重要作用，工程企業(yè)就需要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，采取恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞剑ㄟ^水閘類型的選擇，采用恰當(dāng)?shù)乃l施工技術(shù)，來保障水閘施工的整體效果，提升水利水電工程的綜合效益。

1 水閘的分類

現(xiàn)階段，在中國(guó)水利水電事業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的過程中，所使用的水閘多以進(jìn)水閘、節(jié)制閘和排水閘為主。首先，在進(jìn)水閘的應(yīng)用中，多修建在河道、水庫與渠道上，通過進(jìn)水閘的修建，可以發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)灌溉、水力發(fā)電等方面的作用，當(dāng)進(jìn)水閘投入使用以后，能夠有效對(duì)入渠水量進(jìn)行有效控制，這一功能使得進(jìn)水閘更多地修建在渠首位置。其次，節(jié)制閘的應(yīng)用是為了對(duì)流量和水位進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，在一些水利水電工程中，通過節(jié)制閘的修建，可以在枯水期節(jié)段河流，提高水位，進(jìn)而滿足上游航運(yùn)與進(jìn)水閘取水的現(xiàn)實(shí)需求；在洪水期，節(jié)制閘可以對(duì)下游的泄流量加以科學(xué)控制。最后，排水閘多修建在江河的沿岸地區(qū)，當(dāng)外河水位上漲明顯時(shí)，需及時(shí)關(guān)閉閘門，避免出現(xiàn)江河洪水倒灌的情況。與其他類型的水閘相比，排水閘的閘頂高程相對(duì)高些，底板高程卻比較低，會(huì)受到雙向水頭的作用力。

2 水閘的施工難點(diǎn)

2.1 穩(wěn)定問題

水利水電工程中，當(dāng)水閘處于正常運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，攔截上游的水位一般較高，而這種情況下，水閘上下游之間的水位差非常大，水平壓力超過了正常標(biāo)準(zhǔn)，水閘向下游移動(dòng)的趨向明顯。如果要保持水閘的穩(wěn)定性，必須要使得水閘具有足夠的重量，在水閘建成以后，在未發(fā)揮水閘的擋水作用之前，或者水閘未正常使用之前，如果遇到了無水期情況，水閘的垂直荷載非常大，此時(shí)，水閘基底的實(shí)際壓力可能會(huì)超出地基的承載力，進(jìn)而引起地基變形等情況，水閘與地基滑動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)增大。

2.2 滲流問題

水閘的擋水功能較為突出，當(dāng)在發(fā)揮水閘的擋水作用時(shí)，上下游的水位差值非常大，這種狀態(tài)下，水閘、閘基和兩岸連接處極易出現(xiàn)嚴(yán)重的滲流情況，當(dāng)滲流現(xiàn)象發(fā)生以后，水閘底部必然伴隨著向上的揚(yáng)壓力，而此作用會(huì)導(dǎo)致水閘整體向下的作用合力有所減小，水閘的抗滑穩(wěn)定性難以保持。如果在水閘建設(shè)時(shí)，兩岸與閘基采用的是土基結(jié)構(gòu)，在滲流問題出現(xiàn)以后將會(huì)導(dǎo)致一些細(xì)顆粒的流失，此時(shí)，閘后翻砂鼓水的現(xiàn)象難以避免，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的兩岸和閘基掏空情況。如果水閘出現(xiàn)了側(cè)向滲透問題，勢(shì)必會(huì)伴隨著水平壓力的出現(xiàn)，而此壓力作用會(huì)對(duì)兩岸連接建筑物產(chǎn)生極為不利的影響，水閘穩(wěn)定性不僅難以保持，甚至?xí)?dǎo)致岸坡上的滲流問題更為嚴(yán)重。

2.3 消能防沖問題

在發(fā)揮水閘的泄水功能時(shí)，如果水閘下游的水位較低或者沒有水，由于存在水位差作用，流量、流速加大，在巨大的水流流速下，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致上游水流對(duì)下游防沖設(shè)施破壞，影響建筑物安全。當(dāng)沖刷作用范圍較大時(shí)，會(huì)掏空閘基，最終導(dǎo)致水閘的安全性大大降低。當(dāng)水閘下游水位較低或上下游水頭差較大時(shí)，宜通過閘孔開啟高度，控制過閘流量。水閘兩岸多以軟弱巖層和土層為主，如果水閘修建時(shí)的閘孔數(shù)量過多，閘孔宜對(duì)稱開啟，避免形成折沖水流形成，減少下游河岸的沖刷。

3 水閘施工技術(shù)的具體方法

3.1 水閘施工前的技術(shù)

在水閘施工作業(yè)開始之前，同樣需要做好相應(yīng)的技術(shù)處理，相關(guān)施工人員需對(duì)水閘工程現(xiàn)場(chǎng)的各種準(zhǔn)備工作加以嚴(yán)格審核，檢查水閘施工技術(shù)的施工方案等是否能夠達(dá)到相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)，并做好施工技術(shù)人員、管理人員的專業(yè)素質(zhì)審核。在施工設(shè)計(jì)圖紙的會(huì)審過程中，必須要嚴(yán)格做好技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)的審核與確定。

3.2 水閘施工過程中的技術(shù)

3.2.1 開挖工程

水利水電工程項(xiàng)目中，水閘施工的整體長(zhǎng)度相對(duì)較大，在施工過程中常常會(huì)存在斷面較大的技術(shù)難題，加大了開挖施工的難度。水閘施工時(shí)，土石方的開挖作業(yè)非常關(guān)鍵，在整個(gè)的施工作業(yè)環(huán)節(jié)，施工人員必須要保障開挖斷面確定的科學(xué)性，否則，開挖斷面選取不當(dāng)可能會(huì)造成較大的資源浪費(fèi)，而如果開挖斷面過小，將會(huì)導(dǎo)致水閘的強(qiáng)度不足。因此，開挖技術(shù)應(yīng)用的過程中，需嚴(yán)格按照中腰線施工。

3.2.2 混凝土工程

水閘工程施工時(shí)，對(duì)混凝土的施工要求非常高，作為使用最多的材料，在混凝土施工的過程中，如果要達(dá)到水閘工程的施工標(biāo)準(zhǔn)與要求，施工人員必須要加強(qiáng)對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量控制。專業(yè)的施工人員需將經(jīng)常檢測(cè)和抽查檢測(cè)有效結(jié)合起來，充分通過檢測(cè)來做好各種原材料的質(zhì)量控制，嚴(yán)禁不合格材料的使用。在混凝土的配置過程中，必須要保障混凝土配合比的科學(xué)性，嚴(yán)格遵守相應(yīng)的施工規(guī)范與要求。

3.2.3 金屬結(jié)構(gòu)工程

金屬結(jié)構(gòu)施工同樣是水利水電工程水閘施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果要滿足施工的質(zhì)量要求，施工人員需根據(jù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范來開展施工作業(yè)。在實(shí)際的施工過程中，施工企業(yè)需要對(duì)各種材料與加工工藝、安裝程序等加以有效檢查，由于多采用的是廠內(nèi)生產(chǎn)、整體或者分片運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝的施工方式，在相關(guān)材料的制作過程中，必須要保障生產(chǎn)制作的整體質(zhì)量。水閘門槽預(yù)埋件安裝的位置要正確，且需要遵守相應(yīng)的安裝規(guī)程，在焊接過程中，嚴(yán)格加強(qiáng)對(duì)焊接變形的監(jiān)測(cè)與控制。

3.3 導(dǎo)流施工

3.3.1 導(dǎo)流方案

水閘施工時(shí)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件的特殊性，使得導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用是水閘施工的關(guān)鍵。施工人員必須要根據(jù)水閘施工的具體情況，選取恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)流方案，在很多的水閘施工時(shí)，會(huì)選用束窄灘地修建圍堰的導(dǎo)流施工方案。與其他的施工作業(yè)有所不同，地形因素會(huì)對(duì)水閘施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，為了克服這一不利因素的限制，在圍堰布設(shè)時(shí)一般會(huì)將圍堰布置在靠近主河道的岸邊，即使如此，在整個(gè)的施工過程中，所面臨的地質(zhì)條件也非常差，極易出現(xiàn)岸坡坍塌的問題。因此，在圍堰施工時(shí)，可以選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗沖刷能力較大的漿砌石圍堰結(jié)構(gòu)，并使用松木樁來對(duì)圍堰基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的加固。

3.3.2 截流方法

中國(guó)水利水電事業(yè)發(fā)展中，截流方面積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。在任何的水利水電工程水閘施工時(shí)，工程人員都必須要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，選擇恰當(dāng)?shù)慕亓鞣椒?，在截流之前結(jié)合區(qū)域的具體特征和情況，做好綜合分析，比如，可以通過模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式來驗(yàn)證截流方法的有效性，使用平堵和立堵來進(jìn)行合龍?zhí)幚?。如果在施工時(shí)面臨的是土質(zhì)河床的截流，堤壩存在壓縮和沖蝕威脅，導(dǎo)致沉降與滑移的風(fēng)險(xiǎn)增大，因此，在施工過程中，必須要結(jié)合施工標(biāo)準(zhǔn)，配備足夠的施工材料，使得施工作業(yè)能夠順利進(jìn)行。土質(zhì)河床如果是松軟土層，更是需要做好護(hù)底處理，保障護(hù)底工程排列的嚴(yán)密性。

4 提高水閘施工技術(shù)的管理措施

4.1 大力培養(yǎng)人才，提高水閘施工水平

水閘施工的技術(shù)難度大，要保障最終的施工效果，施工企業(yè)所配備的施工人員需要具備極高的專業(yè)素質(zhì)。因此，工程企業(yè)在日常的工作中，需要加強(qiáng)對(duì)施工人員的培養(yǎng)，并注重人才引進(jìn)，通過人才培養(yǎng)和引進(jìn)來為水閘施工提供人才支持與保障。

4.2 嚴(yán)格水閘施工質(zhì)量管理

水閘工程施工過程中，包含的施工流程相對(duì)較多，如果要使得每個(gè)施工環(huán)節(jié)都能夠達(dá)到水閘施工的具體標(biāo)準(zhǔn)與要求，工程企業(yè)在開展施工作業(yè)的過程中，就必須要加強(qiáng)對(duì)水閘施工全過程的質(zhì)量管理，通過質(zhì)量意識(shí)的滲入來提升施工人員的施工效果。由于水利水電工程與周邊居民的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，如果要發(fā)揮其作用，工程企業(yè)就必須要在整個(gè)的施工過程中加強(qiáng)質(zhì)量管理與控制。

4.3 提高安全意識(shí)，保證工程質(zhì)量

水利水電工程水閘施工同樣會(huì)存在諸多的安全風(fēng)險(xiǎn)，如果要達(dá)到最為理想的施工效果，施工人員在實(shí)際的施工過程中還需要具備足夠的安全意識(shí)，通過全過程、全方位的安全管理來提升整個(gè)工程的施工安全性，減少施工過程中各種安全事故的出現(xiàn)。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，隨著水閘工程項(xiàng)目的增多，水閘施工技術(shù)日益多樣，由于所面臨的施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜與特殊，如果要達(dá)到最為理想的施工效果，必須要注意施工技術(shù)的規(guī)范化應(yīng)用，加強(qiáng)全過程的施工管理。