水利水電工程中水閘施工技術與管理研究

劉啟鑫

（東莞市水電建筑安裝工程有限公司,廣東 東莞 523000）

基于我國市場經濟近年穩步增收的社會發展新態勢,各行業發展均得到了有力帶動。我國水利水電工程領域也是如此,切實收到了長足進步。對于水電工程來講,其不僅是保民生的重要舉措,也是迎合我國資源持續利用新理念的有效法寶。而因水閘是水利水電工程的核心構成部分,所以需加深對水閘施工技術的研究層次,與時俱進地革新水閘施工管理新思想。為水閘的優質施工創造出便利、安全的作業環境,多方位保障水閘修建效果,以此實現我國水利水電工程施工質量的大幅強化。

1 水閘的概念

常規情況下,水利水電工程中的水閘往往由兩部分構成,即閘室與連接段。其中,連接段可分為上、下游兩類[1]。對于上游連接段而言,其與閘室互通互聯,能夠引導水流順利流入閘室,避免閘室被大量水體沖擊塌方。而下游連接段則主要起到“舒緩作用”,其可與河床一同抵抗、降低下游水流的自體動能。

水閘閘室通常由交通橋、閘門、底板等部件組成。交通橋是閘門開啟、關閉的關鍵依托,也可成為銜接交通的載體。閘門可完成對工程水體的阻隔。而閘室底板則為水閘閘室的基礎支撐,站在力學角度考量,底板能夠承載閘室,將上層結構應力荷載均勻傳遞于地基,且具有一定防滲、防潮的功能效用。

2 水利水電工程中水閘的施工技術

2.1 基坑施工

2.1.1 開挖放坡

本文研究某水利公司的防洪水閘施工,在水閘基坑部分施工前,需要做好臨時圍堰施工。從今年年初至8 月中旬,該施工項目水位位于4.2 m～4.8 m之間,在考慮到其它外部因素影響情況下,將外圍堰頂部設計為5.3 m。外圍堰頂部施工需要注意用進占法填筑,再進行兩側同時填筑。填筑后分層上土逐層壓實,并做好涂料含水的檢查工作,再用推土機壓實,然后就可以進行接下來的工程環節,進行開挖放坡。當基坑開挖深度在4 m以內時,可采取放坡開挖這一手段,維持土坡結構的穩定；而處于基坑深度需超出4 m的作業條件時,則應采用多級平臺式的分層開挖。并將其平臺寬度精準把控在1.5 m以上,為后續水閘施工提供便利要素。

2.1.2 支護開挖

在具有支護結構的水閘基坑開挖過程中,應著重關注以下幾項施工要點：

1）應依照設計工況,對應規劃土方開挖的流程、方法,并側重“開槽支撐、先撐后挖”以及“分層開挖、嚴禁超挖”這些根本性施工原則的嚴格秉持；

2）僅可在現場作業條件允許的情況下,開放開挖車輛在基坑支護中的行走權限；反之,則需禁止這些施工設備的行走操作,預防設備超重壓垮基坑結構；

3）應用機械設備完成支護基坑挖土時,應謹慎操作挖土設備,避免其碰撞工程樁、立柱、支護支撐、圍護墻等構件,保證基坑施工安全；

4）需在水閘支護基坑的坑底預留200 mm～300 mm厚度的基土,并施以人工找平的施工技術實現坑底整平,預控坑底土體出現擾動等不良現象；

5）當水閘基坑面積較大為一級基坑時,則需運用土方分塊、對稱分區掘進、分區安裝基坑支護的施工技術。并在土方已挖至預定標高后,迅速開展墊層澆筑工作,著力降低基坑無支護支持的時間。在突出施工安全的前提下,確保后期施工作業的有序推進。

2.2 底板施工

2.2.1 計算底板

計算水閘底板數值可使用的技術方法有：彈性地基梁法、倒置梁法等。這些算法的計算原理皆為通過水流的垂直方向完成單寬板條的截取,并將其引申為底板計算對象,在簡化處理后開展的平面計算。

在水利水電工程的中型,或是大型水閘施工中,當處于地基為緊密砂土狀態,或Dr≤0.5的情況下,因基坑形變易調整,所以可針對性選用反力直線這種分布計算法；而在地基屬性為黏土,或Dr＞0.5時,則以彈性地基梁法的引用為宜,保證計算結果精準性[2]。

2.2.2 建設底板

在我國水利水電工程的水閘閘室澆筑工作中,常操作起重機,或是自卸汽車為施工輔助工具,實現調運及入倉等施工任務。而這是因為這兩種機械設備的操作無需特殊搭建腳手架,能夠在節省水閘施工經濟成本的基礎上,提高施工作業效率。

由于水閘閘室持有的重量大,且沉降量突出等特性,為避免底板澆筑中突發不均勻沉降等施工問題,可優先考慮應用“穿插施工”這一技術。謹慎平衡沉降量與底板施工進度,著重清除使用中的不利影響,盡力保障水閘總體施工進度穩定推進。

2.3 閘墩施工

在水閘閘墩修建中,可采取門機入倉的施工形式,搭配分層平鋪法完成施工。在“分層”中,需將各層級把控在50 cm內。并在正式澆筑混凝土前,預先鋪設一層5 cm～10 cm高的水泥砂漿。隨后,將振搗棒插入混凝土中,依照振搗面積確定振搗時間。兼顧分層振搗的施工手段,直至混凝土表層呈現出水平狀態,且不再發生明顯的氣泡、下沉。

在閘墩立模作業中,應準確設計控制線,以邊線為基準,確定其高程距離。而因閘墩的長時間應力承受,所以其在使用運轉中較易出現開裂等問題,成為水利水電工程穩定運轉的安全隱患。對此,為規避這些開裂現象的發生,應以混凝土自然干縮、外界約束力等方面的細致分析為著眼點,依照水閘閘墩綜合施工實況,對應選擇水泥類別、施工技術,注重混凝土水灰比的提升,并可通過適量增添外加劑等措施保證混凝土施工質量。

3 水利水電工程中水閘的施工管理

3.1 施工前的管理

為促進水閘施工工作順利完成,在施工前期準備中應高度關注以下幾方面的管理：

1）展開水閘施工區的實地調研工作。采集施工區及其周邊的土質、交通、生態、水域、地貌等多樣現況信息,對應設計細化性水閘施工方案,而方案具體內容應覆蓋施工進度、施工流程、施工機械、施工材料等。并以前瞻視角,預測可能發生的施工風險、安全事故,提出針對性防范、規避策略。

2）加強水閘施工隊伍的建設。一方面,應拓展施工人員的培訓渠道,定期組織其參加領域權威人員主講的專業化、系統化的教育培訓,整體提高其職業道德素養,增長其對各類前沿性施工技術的認知全面性,逐步強化施工隊伍職業能力；另一方面,應引進“高、尖、精”的專業施工人才,由其帶領施工隊伍高質量完成日常水閘修建任務。

3）嚴格規范施工建材、設備的采購。為防止劣質施工建材、機械設備進入水閘施工區,應在施工物質的采購、租賃這一源頭處施以把控。在物資采購中,應優先選擇供貨能力強、信譽等級高、市場影響力大的供應商建立合作關系,確保水閘施工可源源不斷的得到優質物資的有力支撐；而在機械租賃中,應按照施工區綜合現況,如場地面積、土質強度、施工需要等因素,選擇型號、作用、性能、效應、性價比均契合的機械設備,保障施工任務可高效率完成。

3.2 施工中的管理

3.2.1 開挖工程

水閘施工質量與土石方開挖的深度、面積、形狀等方面緊密相關。如開挖面積過大時,則需對應加大混凝土的使用量,難以節省施工成本；而開挖面積過小時,則無法保證水閘強度,催化水閘不能有效完成運行任務。因此,在開挖工程中,應以分析施工區綜合實況為落腳點,結合施工設計方案確定的參數標準有序進行開挖工作。

3.2.2 混凝土工程

在水閘施工的混凝土澆筑作業中,應在選用高質量原材料的前提下,科學開展配比、振搗試驗。在配比試驗中,需謹慎確定砂土、水、添加劑、黏合劑等材料的使用比例,確保調配的混凝土可符合水閘實際施工需要[3]；而在振搗試驗中,則需確定振搗設備的最佳振搗頻率、振搗用時、振搗技術,保證可在短時間內迅速收獲均勻、無氣泡的混凝土,為后期的混凝土施工提供準確的參數憑據。

3.3 施工后的管理

水閘后期維護管理作為延長水利水電工程年限壽命的關鍵措施,需得到重點注意。對此,可采取定期巡視、檢驗、養護、維修水閘的辦法,及時、精準地捕捉水閘在運行中滋生出的隱患問題,并在第一時間制定出補救處理方案,最大化增強水閘這一水利水電工程核心樞紐的運行效果。

4 結語

綜上所述,處于我國城鎮化發展戰略在各地踐行日趨深入的大環境下,水利水電這一民生性工程遍地開花,切實為社會穩定運行提供了有力保障。而為了多角度發揮水利水電工程的優勢作用,還應重點聚焦其水閘部分的施工質量,確保工程重要構件的修建效果。對此,應立足實際,深度剖析水閘施工技術的操作重點,以及全面優化水閘施工的管理策略。以施工管理有效為基礎,充分彰顯水閘施工技術的積極性應用價值。從而全面加強水閘施工質量,為水利水電工程優質修建效果的獲取創造良好鋪墊,整體提高我國資源利用效率,驅動我國社會長遠發展。