水閘施工技術(shù)及除險(xiǎn)加固方案的研究

王 敏

（邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河北 邯鄲 056005）

1 水利項(xiàng)目工程中水閘裝置建設(shè)的相關(guān)要點(diǎn)

1.1 水閘部位挖掘技術(shù)的相關(guān)重點(diǎn)和難點(diǎn)研究

水閘建筑部位的挖掘工程的施工作業(yè)環(huán)節(jié)是一項(xiàng)非常重要的施工過(guò)程，水閘建筑的挖掘工程具有施工周期比較長(zhǎng)、挖掘作業(yè)施工斷面的面積比較大的顯著特點(diǎn)，為此需要充分考慮水利工程項(xiàng)目的具體情況，對(duì)于水閘建筑部分的挖掘施工作業(yè)的整個(gè)過(guò)程實(shí)施高水平、動(dòng)態(tài)類型以及系統(tǒng)化的技術(shù)把控。為了實(shí)現(xiàn)水閘建筑部分挖掘施工作業(yè)的過(guò)程處在安全和高效的操作過(guò)程中，有效防止水閘建筑部分挖掘施工作業(yè)的施工過(guò)程發(fā)生各類潛在的安全事故以及施工質(zhì)量方面的問題，需要相關(guān)工程技術(shù)人員從本質(zhì)上確保水閘建筑部分挖掘施工的各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)指標(biāo)可以完全滿足整個(gè)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)際規(guī)定以及有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。水利工程水閘項(xiàng)目如圖1 所示。

圖1 水利工程水閘項(xiàng)目

1.2 閘門建筑部分的預(yù)埋件作業(yè)過(guò)程簡(jiǎn)述

水利工程中的水閘建筑部分的預(yù)埋件的施工效果可以決定整個(gè)閘門裝置的品質(zhì)，屬于一個(gè)非常關(guān)鍵的因素，該部位在作業(yè)過(guò)程中的定位精度是否達(dá)標(biāo)將會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的后期建設(shè)施工的品質(zhì)以及相關(guān)水利工程機(jī)組裝置的安裝和調(diào)試，因此水利工程相關(guān)技術(shù)人員必須重點(diǎn)關(guān)注如下問題：首先是水閘部分預(yù)埋件的進(jìn)行作業(yè)準(zhǔn)備之前，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的定位操作，通常需要測(cè)量門槽部位的橫向方向的中心線以及空口方向的中心線尺寸和位置，經(jīng)過(guò)上述兩者的中心線確定了兩條線的交點(diǎn)位置，這樣就能系統(tǒng)地確定預(yù)埋件部位的中心線位置。其次是閘板部位的施工作業(yè)對(duì)于預(yù)埋件工件質(zhì)量的要求非常高，因此在采購(gòu)有關(guān)建筑原材料的過(guò)程中，負(fù)責(zé)檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須嚴(yán)格檢查預(yù)埋件部件的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性相關(guān)的指標(biāo)，并且在施工過(guò)程中對(duì)于預(yù)埋件實(shí)施妥善的管理和保存，防止其出現(xiàn)變形甚至是損壞的情況[1]。

1.3 水閘項(xiàng)目工程中的金屬材質(zhì)的結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)簡(jiǎn)述

在水閘工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，相關(guān)金屬材質(zhì)的結(jié)構(gòu)作業(yè)技術(shù)屬于水利工程中的特殊規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工作業(yè)的主要內(nèi)容之一，同時(shí)也是水利工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程施工管理方面的重點(diǎn)工作內(nèi)容。為了保證水閘建筑工程項(xiàng)目的全部金屬材質(zhì)的結(jié)構(gòu)能夠保持安全、穩(wěn)定、可靠的工作狀態(tài)，更好地為整個(gè)水利工程總體作業(yè)安全以及竣工品質(zhì)服務(wù)，施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員要時(shí)刻遵守水利工程中相關(guān)金屬材質(zhì)的結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及操作規(guī)范，有效防止水閘項(xiàng)目工程中的金屬材質(zhì)的結(jié)構(gòu)在施工作業(yè)過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量方面的事故和問題。水閘工程中的金屬結(jié)構(gòu)施工作業(yè)過(guò)程如圖2 所示。

圖2 水閘工程中的金屬結(jié)構(gòu)施工作業(yè)過(guò)程

1.4 澆筑類型的水泥混凝土施工作業(yè)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)簡(jiǎn)述

水利項(xiàng)目工程中的水閘建筑部位施工作業(yè)的過(guò)程中需要使用很多的水泥混凝土材料。為了保證整個(gè)工程施工作業(yè)的總體質(zhì)量以及作業(yè)過(guò)程的安全性，必須從本質(zhì)上確保水泥混凝土相關(guān)建筑原材料的品質(zhì)以及澆注過(guò)程的施工質(zhì)量，并且在作業(yè)的過(guò)程中保證科學(xué)地實(shí)施嚴(yán)格的規(guī)范操作。對(duì)于水利工程水閘建筑部分的地基進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，需要遵循先深后淺的施工原則，保證施工之后水泥混凝土部分沒有裂縫的存在。在現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行澆筑的過(guò)程中如果發(fā)生水泥混凝土在澆注過(guò)程中的溫度差值過(guò)大的情況，可能會(huì)造成項(xiàng)目工程的水泥混凝土結(jié)構(gòu)由于溫度原因形成裂縫的情況，此時(shí)就會(huì)給整個(gè)水利工程項(xiàng)目埋下巨大的潛在安全隱患。因此水利工程在施工建設(shè)的整個(gè)過(guò)程之中，現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須嚴(yán)格執(zhí)行水泥混凝土材料澆筑施工的所有細(xì)節(jié)和規(guī)范，保證嚴(yán)格把控項(xiàng)目工程施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最理想的作業(yè)效果。水閘項(xiàng)目工程水泥混凝土澆筑施工作業(yè)過(guò)程如圖3 所示。

圖3 水閘項(xiàng)目工程水泥混凝土澆筑施工作業(yè)過(guò)程

2 水利項(xiàng)目工程中水閘建設(shè)過(guò)程的注意事項(xiàng)簡(jiǎn)述

2.1 沉陷裂縫的填縫簡(jiǎn)述

通常來(lái)講，在水利工程中水閘建筑的施工作業(yè)過(guò)程中，必須切實(shí)確保水閘部分施工作業(yè)的整體階段不會(huì)發(fā)生不均勻類型的明顯沉降以及形變的情況，水利工程項(xiàng)目作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須重點(diǎn)關(guān)注工程存在的各類形變的狀況。尤其是在項(xiàng)目工程進(jìn)行選址的環(huán)節(jié)中，必須要做到足夠的關(guān)注和重視，假如此環(huán)節(jié)施工現(xiàn)場(chǎng)的軟土地基沒能得到妥善的治理，很可能會(huì)造成水利工程的地基部位發(fā)生沉陷等事故，因此在整個(gè)水利工程項(xiàng)目的建設(shè)初期，現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的有關(guān)規(guī)定和要求，切實(shí)保證整個(gè)項(xiàng)目工程地基部分的安全和穩(wěn)定[2]。

2.2 止水作業(yè)過(guò)程的有關(guān)注意事項(xiàng)簡(jiǎn)述

在現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行水閘建筑項(xiàng)目工程的防水操作環(huán)節(jié)中，有可能出現(xiàn)一定數(shù)值水位差的狀況。在水利項(xiàng)目工程的總體建設(shè)時(shí)期，水壓數(shù)值過(guò)大將會(huì)造成水閘裝置和堤壩結(jié)構(gòu)的交接位置出現(xiàn)一定程度的漏水情況，此時(shí)的漏水問題將會(huì)對(duì)于水閘項(xiàng)目工程的有效壽命造成嚴(yán)重的影響。通常在水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工的進(jìn)程之中，有關(guān)防水操作施工解決方案有如下幾種類型：方案一，水平類型的止水方案。通常狀況下，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員應(yīng)用塑料材質(zhì)的止水帶來(lái)進(jìn)行作業(yè)，此類塑料材料的安裝和上文中談到的沉降類型裂縫的填充方法大體上是一致的。方案二，垂直類型的止水方案。在此類止水的解決方案之中，紫銅類型的片材屬于一類廣泛的止水操作使用的材質(zhì)。由于銅片材料本身具有非常優(yōu)秀的屬性，因此現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員必須對(duì)相關(guān)材料實(shí)施退火類型的進(jìn)一步加工，這樣的操作可以有效提升銅片材料的延伸率指標(biāo)，對(duì)于后期銅片材料間的焊接操作過(guò)程具有非常有效的促進(jìn)作用，止水裝置如圖4 所示。

圖4 水閘工程中的金屬結(jié)構(gòu)施工作業(yè)過(guò)程

2.3 施工作業(yè)過(guò)程的管理工作簡(jiǎn)述

整個(gè)水利工程施工作業(yè)方面的施工單位必須完善相關(guān)的用人制度，盡量挑選出業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、責(zé)任心有保證、技術(shù)素質(zhì)相對(duì)比較高的綜合型技術(shù)骨干力量，這樣才能為整個(gè)水利工程的施工作業(yè)總體品質(zhì)提供應(yīng)有保障。還需要全面完善水利工程項(xiàng)目施工中的獎(jiǎng)勵(lì)以及懲罰的各項(xiàng)制度，工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的相關(guān)管理人員必須依據(jù)水利工程項(xiàng)目的總體情況以及相關(guān)水利工程技術(shù)人員自身特征，科學(xué)合理地分配項(xiàng)目工程建設(shè)過(guò)程的相關(guān)任務(wù)，有效激發(fā)各工作人員的工作積極性和主動(dòng)性，確保水利工程的施工建設(shè)過(guò)程的高效和工期進(jìn)度，全方位提升水利工程施工作業(yè)管理方面的執(zhí)行效率[3]。

2.4 土方的施工過(guò)程簡(jiǎn)述

土方部位在施工作業(yè)的過(guò)程中通常包括開挖和回填環(huán)節(jié)，開挖前需要依據(jù)圖紙進(jìn)行標(biāo)高樁的放樣，根據(jù)開挖線來(lái)實(shí)施定位。之后開挖作業(yè)要逐漸推進(jìn)，應(yīng)用相關(guān)的工程機(jī)械，進(jìn)行基底的操作環(huán)節(jié)。值得注意的是開挖過(guò)程的操作順序?yàn)橛缮现料拢豢蛇M(jìn)行掏挖作業(yè)，開挖時(shí)要考慮排水的坡度。施工作業(yè)任務(wù)完工后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要檢查其是否壓實(shí)，確保實(shí)際壓實(shí)的程度與設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定保持一致。

3 水利工程項(xiàng)目水閘部位除險(xiǎn)加固施工方案簡(jiǎn)述

3.1 水利工程項(xiàng)目水閘部位除險(xiǎn)加固施工方案一

原有的水閘建筑的底板部位和閘墩部位均是使用“金包銀”類型的施工方案。現(xiàn)有的水閘左側(cè)的9 孔配置的閘室的底板和閘墩設(shè)施予以保留，水閘右側(cè)的單孔閘裝置以及電站設(shè)置予以拆除，重新修建2 孔的一個(gè)新閘建筑結(jié)構(gòu)；上游部位的鋪蓋裝置與下游部位的消能防沖裝置以及開閉設(shè)備室等建筑需要重新修建，閘室建筑上游一側(cè)的工作橋建筑需要重新修建。左側(cè)位置的9 孔閘室建筑采用當(dāng)前狀況的3 孔一聯(lián)的模式進(jìn)行排布。閘底板部位需要加厚0.5 m，高程數(shù)值為-0.05 m，前段部位需要加寬0.6 m，總寬度數(shù)值為8.80 m，中墩部位以及縫墩部位加長(zhǎng)到和閘底板保持相同的寬度，中墩部位的兩側(cè)各需要外包C35 類型的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，厚度為0.46 m，總厚度數(shù)值為2.3 m，縫墩部位以及邊墩部位內(nèi)側(cè)需要包裹C35 鋼筋砼結(jié)構(gòu)，厚度數(shù)值為0.46 m，總體厚度數(shù)值為1.78 m，孔口的凈寬數(shù)值由8.8 m 變成7.9 m；閘墩頂部位需要加高1.88 m，高程數(shù)值為8 m。右側(cè)部位拆除的孔口凈寬度數(shù)值為3.96 m 的單孔閘和電站建筑的部分，重新修建2 孔結(jié)構(gòu)的新閘，新閘的底板厚度為1.75 m，底板頂部的高程數(shù)值為-0.05 m，寬度數(shù)值為8.8 m，中墩部位的厚度為2.65 m，邊墩部位的厚度為1.45 m，閘頂部位的高程數(shù)值為8 m，凈寬數(shù)值為7.6 m。加固操作之后共計(jì)為11 孔結(jié)構(gòu)，單孔的凈寬數(shù)值為7.7 m，閘室建筑的總寬度數(shù)值為112.5 m，總體凈寬數(shù)值為86.5 m，長(zhǎng)度數(shù)值為8.8 m。閘墩部位的上游一側(cè)有工作橋，橋?qū)挃?shù)值為3.98 m，橋面的高程數(shù)值為8 m，和檢修平臺(tái)的高度相同。其設(shè)計(jì)荷載達(dá)到公路的Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，使用預(yù)應(yīng)力類型的鋼筋水泥混凝土板材料，空心板的兩側(cè)支在閘墩部位。原有閘室上方的排架和啟閉機(jī)室結(jié)構(gòu)需要拆除，根據(jù)新的需要修建排架和啟閉機(jī)室建筑結(jié)構(gòu)，啟閉機(jī)室建筑距離地面的高程數(shù)值為16.38 m。

3.2 水利工程項(xiàng)目水閘部位除險(xiǎn)加固施工方案二

原有的水閘底板部位予以保留，新建閘墩結(jié)構(gòu)，水閘右側(cè)的單孔閘裝置以及電站設(shè)置予以拆除，重新修建1 孔的一個(gè)新閘建筑結(jié)構(gòu)；上游部位的鋪蓋裝置以及下游部位的消能防沖裝置以及開閉設(shè)備室等建筑需要重新修建，閘室上游一側(cè)管理橋需要重新修建。水閘左側(cè)9 孔閘室建筑采用當(dāng)前狀況的3 孔一聯(lián)的模式進(jìn)行排布，長(zhǎng)度為8.5 m，寬度數(shù)值為30.5 m。并且采用當(dāng)前的底板結(jié)構(gòu)并且加厚0.5 m、前段部位加長(zhǎng)的數(shù)值為0.6 m，當(dāng)前的閘墩拆除后重新修建，使用2 孔結(jié)構(gòu)，邊墩部位或者縫墩部位的厚度數(shù)值為1.75 m，中墩部位的厚度數(shù)值為2.65 m，長(zhǎng)度和底板長(zhǎng)度一致，單孔寬度數(shù)值為12.5 m，閘室部位底板頂部的高程數(shù)值-0.05 m，閘墩部位頂部的高程數(shù)值為8.18 m。新建1 孔類型的新閘建筑，新閘的底板厚為1.75 m，底板部位頂部的高程數(shù)值為-0.05 m，凈寬數(shù)值為11.8 m，邊墩部位的厚度為2.1 m，縫墩部位的厚度為1.75 m，閘墩頂部的高程數(shù)值為8.18 m。閘室共7 孔，單孔寬度數(shù)值為11.8 m，

水閘左側(cè)部位的6 孔結(jié)構(gòu)屬于是2 孔一聯(lián)的主體構(gòu)造,右側(cè)的一個(gè)孔是單孔結(jié)構(gòu),閘室部位的建筑的總寬數(shù)值為106.5 m,總凈寬數(shù)值為85.5 m,長(zhǎng)度數(shù)值為8.8 m。閘墩上游一側(cè)需要設(shè)置工作橋，該工作橋的寬度為3.98 m,高程的數(shù)值為8.18 m,橋身與平臺(tái)高度保持一致，工作橋建筑結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計(jì)成公路的Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn),使用帶有預(yù)應(yīng)力的鋼筋水泥混凝土材質(zhì)的空心板結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，空心板的兩端分別使用簡(jiǎn)支模式固定在各個(gè)孔的閘墩的部位。原有閘室上方的排架和啟閉機(jī)室結(jié)構(gòu)需要拆除,根據(jù)新的需要修建排架和啟閉機(jī)室建筑結(jié)構(gòu),啟閉機(jī)室建筑距離地面的高程數(shù)值為16.35 m。

3.3 方案比較

經(jīng)過(guò)綜合的考慮，鑒于方案一的過(guò)流斷面凈寬數(shù)值為86.8 m，方案二的過(guò)流斷面的凈寬數(shù)值為85 m，2種方案中的過(guò)流斷面數(shù)值以及過(guò)閘的單寬流量數(shù)值、上游以及下游的水頭差數(shù)值相對(duì)比較接近,消能和防沖方面的設(shè)施也是基本上相同,因此在執(zhí)行方案的比對(duì)過(guò)程中，上游部位的鋪蓋以及下游部位的消能和防沖方面的設(shè)施的硬件沒有進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比。通過(guò)綜合考慮整個(gè)項(xiàng)目工程的布置、水力環(huán)境條件、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等各層面指標(biāo)的對(duì)比，最終推薦使用方案二作為本次除險(xiǎn)加固的施工方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)分析和總結(jié)水利工程項(xiàng)目中水閘建筑的施工作業(yè)過(guò)程的技術(shù)要點(diǎn)和主要注意事項(xiàng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)水閘項(xiàng)目工程施工過(guò)程中可能存在不足和問題，并及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)和完善，進(jìn)而提升水閘項(xiàng)目工程施工作業(yè)的施工品質(zhì)，保證水利工程作業(yè)過(guò)程的安全，為水利工程領(lǐng)域項(xiàng)目建設(shè)施工效率的提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。