水利水電工程中水閘施工技術(shù)分析

李勝林

（中國水利水電第九工程局有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

水利水電工程在我國民生建設(shè)方面極為重要，而水閘施工質(zhì)量又會直接影響到水利水電工程的實(shí)際質(zhì)量?？茖W(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃l工程可以更好地發(fā)揮水利水電工程的應(yīng)用價值，使其擋水、排水效能更佳，可以合理控制工程內(nèi)部水位情況，在一定程度上降低洪澇災(zāi)害的危害。因此，各施工單位在開展水利水電工程建設(shè)時，必須對水閘施工進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保工程建設(shè)的施工技術(shù)應(yīng)用正確，減少水閘施工中可能存在的質(zhì)量隱患，同時提高對水閘施工技術(shù)人員的操作監(jiān)管力度，保障水利水電工程順利運(yùn)行。

1 水利水電工程中水閘施工重要性

1.1 提高水資源利用率

在水利水電工程中，水閘結(jié)構(gòu)主要用于泄水、擋水、調(diào)解水勢。水閘是一種水木構(gòu)筑物，可以在水利水電工程中調(diào)節(jié)水量，也能夠泄洪、排澇，是水利水電工程的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。水閘由底板、閘墩、胸墻、工作/交通橋、啟閉機(jī)等原件構(gòu)成，水閘的上游連接段，主要是讓水平順地流進(jìn)閘室，而下游連接段，能夠?qū)﹂l室內(nèi)的水流做出流向引導(dǎo)，確保通過水閘的水均勻擴(kuò)散，以此降低水流的動能。因此，在水利水電工程建成后，水閘施工可以有效控制水勢，并提高水利水電工程的電能轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用。雖然我國地大物博，河流面積較大，但實(shí)際上，我國水資源分配并不均衡。因此，在水利水電工程建設(shè)過程中，選用合理的水閘施工技術(shù)可以進(jìn)一步提高水資源利用率。

1.2 促進(jìn)水利水電工程可持續(xù)發(fā)展

我國南方沿海地區(qū)水利水電工程中的水閘施工相對普遍，水閘可以有效利用在水利水電工程中可能被浪費(fèi)的水資源，將這類資源集中，并在必要的時候投入使用，能進(jìn)一步提高水資源的有效利用率。水閘通常處于壩或各河流兩道位置，便于從河流上游直接截獲水源。合理的水閘施工可以協(xié)調(diào)河流內(nèi)部不同位置的水量，實(shí)現(xiàn)水資源的合理應(yīng)用，這種水資源可應(yīng)用于農(nóng)作物灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個行業(yè)。因此，高質(zhì)量的水閘施工，能夠充分發(fā)揮水利水電工程的優(yōu)勢，促進(jìn)水利水電工程的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 水閘施工基礎(chǔ)流程及注意事項(xiàng)

2.1 水閘施工基礎(chǔ)流程

施工單位需要對水利水電工程整體建設(shè)要求進(jìn)行分析，并對周邊地質(zhì)環(huán)境、水文地貌等內(nèi)容開展細(xì)致的勘察作業(yè)，并以此為依據(jù)，優(yōu)化水閘施工方案，對各環(huán)節(jié)的工藝銜接點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)整。施工人員應(yīng)先完成水閘排水部位的施工，隨后進(jìn)行基坑開挖，建設(shè)消力池，最后再完成上游蓋等位置的施工。按照上述流程方能建立起合規(guī)、合理的水閘施工工程體系，可最大限度保障水閘工程施工質(zhì)量。

2.2 水閘施工注意事項(xiàng)

2.2.1 施工前準(zhǔn)備

水利水電工程中的水閘建設(shè)需要考慮多方面的影響因素，要求工作人員從施工前、施工中、施工后的全過程入手，完善監(jiān)督管理，確保水閘施工的整體質(zhì)量。在正式施工前，施工人員需要認(rèn)真分析工程設(shè)計圖紙及水利水電工程建設(shè)的質(zhì)量要求。與此同時，開展針對施工現(xiàn)場的地質(zhì)勘測，做好實(shí)地考察，確保圖紙中的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、要求與現(xiàn)場實(shí)際條件相符。工作人員可按照設(shè)計圖紙有序施工。圖紙確認(rèn)無誤后，要求工作人員完善施工前期的材料、設(shè)備檢驗(yàn)，確保所有建材質(zhì)量達(dá)標(biāo)、機(jī)械設(shè)備可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，確保承建單位具有較高的技術(shù)水平，滿足工程建設(shè)的基本要求，根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況開展施工前培訓(xùn)，并完成技術(shù)交底。

2.2.2 驗(yàn)收工藝流程

在水利水電工程建設(shè)過程中，為確保水閘施工順利開展，施工單位必須明確水閘施工基本技術(shù)流程，設(shè)計科學(xué)的水閘施工方案，明確各工藝環(huán)節(jié)銜接方式，確保施工方案、工藝流程具有可行性。要求施工人員嚴(yán)格遵守工藝流程、施工操作規(guī)范，保證施工質(zhì)量[2]。

2.2.3 優(yōu)化水閘閘室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

在施工過程中，施工人員必須重視水閘閘室的穩(wěn)定性，選用科學(xué)、專業(yè)的管控措施，保證水閘閘室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。水閘閘室需要連接河流上下游，若穩(wěn)定性不足，水位必將發(fā)生變化，水閘閘室自身結(jié)構(gòu)也可能會受到損壞，致使水利水電工程存在較為嚴(yán)重的安全隱患。因此，施工人員必須選用合理的施工技術(shù)，避免水閘閘室出現(xiàn)結(jié)構(gòu)傾斜或斷裂，保護(hù)閘室安全。

3 水利水電工程中水閘施工技術(shù)詳解

3.1 臨時圍堰

施工人員首先需要考慮施工地區(qū)的氣候條件、潮汐等因素影響，明確施工現(xiàn)場水位、風(fēng)浪等各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，合理設(shè)計臨時圍堰施工方案與圍堰施工計劃。在迎水側(cè)施工時，施工人員需鋪設(shè)雨花布，建設(shè)防浪墻；內(nèi)側(cè)坡角處，可選用袋裝石子加設(shè)反濾層，以提高圍堰整體的堅(jiān)固程度。在圍堰填筑時，施工人員可以使用兩臺挖掘機(jī)，結(jié)合工程現(xiàn)場要求及當(dāng)前施工進(jìn)度，選用單側(cè)填筑或兩側(cè)同時填筑法完成圍堰填筑工程[3]。采用分層上土法，每一層土石厚度應(yīng)為30cm 左右，并在填筑后立即開展壓實(shí)處理。當(dāng)該層土壤緊密度達(dá)到設(shè)計要求后，方能開展下一層填筑作業(yè)。通常，在圍堰填筑過程中，施工人員選用的填料粒徑應(yīng)小于5cm，做好填料含水量檢查，確保填料質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。最后，在項(xiàng)目竣工前，施工人員需拆除臨時圍堰，并做好圍堰建材的分類處理。水上部分的圍堰拆除后，可將各類建材用于回填，水下部位則需根據(jù)工程要求，運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，避免在現(xiàn)場長時間堆積。

3.2 基礎(chǔ)開挖、處理

水閘土方開挖施工時，施工人員需對現(xiàn)場進(jìn)行勘測與調(diào)研，要求技術(shù)人員深入現(xiàn)場完成實(shí)地考察，確保場地符合水閘施工需求后方可開工。開挖時，施工人員應(yīng)按照施工圖紙中的標(biāo)注，放出標(biāo)高控制樁，并按照預(yù)設(shè)計劃，完成現(xiàn)場定位工作。施工時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇規(guī)格、功率適宜的挖掘機(jī)，采用倒退施工方式完成開挖作業(yè)。在基坑護(hù)坡、邊坡、底板處預(yù)留防護(hù)層，以保證工程質(zhì)量。先用挖掘機(jī)完成基底處理，基底預(yù)留20cm 左右，改用人工方式繼續(xù)開挖，確保挖掘深度的精準(zhǔn)性，完成人工找平作業(yè)。開挖時，施工人員需按順序，從上到下完成土方挖掘，堅(jiān)決不允許掏挖[4]。開挖施工應(yīng)分段進(jìn)行，并逐層設(shè)置臨時排水溝或做出排水坡。現(xiàn)場施工人員應(yīng)關(guān)注基坑排水性能，確保開挖順利。若基坑內(nèi)部存在積水，則需立即進(jìn)行積水處理。若挖掘基坑的過程中遇到巖層，則可使用淺孔爆破法完成巖層處理。開挖過程中產(chǎn)生的各類廢料，需由專業(yè)人員經(jīng)手，運(yùn)輸至特定點(diǎn)位。

在土方挖掘過程中，施工人員需要重點(diǎn)關(guān)注基坑支護(hù)作業(yè)質(zhì)量，以“開槽支撐、先撐后挖”的基本原則完成支護(hù)作業(yè)。施工人員應(yīng)選用規(guī)格合適的工字鋼用以支護(hù)，提高支護(hù)穩(wěn)定性，工字鋼角度需控制在45°左右。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整支護(hù)參數(shù)，以提高土方施工支護(hù)質(zhì)量。另外，在開挖現(xiàn)場，操作人員需謹(jǐn)慎操作挖掘機(jī)設(shè)備或人工開挖設(shè)備，避免在挖掘過程中，設(shè)備與支護(hù)支撐產(chǎn)生碰撞，影響支護(hù)效果。土方挖掘至固定標(biāo)高后，需立即撤去支護(hù)，并開展墊層澆筑，減少基坑無支護(hù)支撐的時間，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

土方開挖完畢后，需要進(jìn)行水閘基礎(chǔ)處理工序。施工人員需結(jié)合水閘閘室特征，調(diào)整施工方式。在基礎(chǔ)處理時，常選用硅酸鹽水泥完成固結(jié)灌漿處理。灌漿前，需施工人員進(jìn)行壓水試驗(yàn)，并在灌漿現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督、監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，則需立即處理，降低漏漿對工程整體質(zhì)量的影響。灌漿時，孔間距、排間距應(yīng)為3m 左右，深入基坑的深度為4m 左右。通常，水利水電水閘工程施工工期較為緊湊，因此，施工人員多選擇在閘墩立模期間完成固結(jié)灌漿作業(yè)，灌漿孔應(yīng)設(shè)立在閘墩外圍，方能提高灌漿效果。

3.3 水閘整體結(jié)構(gòu)施工

3.3.1 閘室施工

水閘閘室底板的混凝土施工時，首先要對閘室底板地面進(jìn)行沖洗，確保地面干凈、整潔，再將閘底板上部積水完全排出。閘室底板施工過程中選用的混凝土，應(yīng)做到精細(xì)化配比，選用科學(xué)合理的拌和方式。在拌和時，檢查混凝土坍落度，要求其坍落度符合工程標(biāo)準(zhǔn)，拌和時間應(yīng)為90s 左右。實(shí)際澆筑前，施工人員需制作底板模板，選用竹膠板提高模板整體效果。

水閘閘室底板混凝土澆筑面積較大、范圍較廣，為提高澆筑效果，施工人員可以使用分層澆筑或階梯澆筑法，減少混凝土初凝階段對工程質(zhì)量的影響。施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場情況，對混凝土覆蓋時間進(jìn)行精密計算，確?；炷翝仓邆溥B續(xù)性。澆筑時，施工人員可以選用水平分層施工法。澆筑后開始振搗作業(yè)，振搗至混凝土表面無連續(xù)性氣泡方可停止。另外，施工人員還需保證混凝土表層光滑度，在振搗結(jié)束后，使用木質(zhì)直尺，在混凝土表面開展找平作業(yè)?；炷翝仓?4h 后，應(yīng)對混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，確保混凝土施工效果。

進(jìn)行水閘墻結(jié)構(gòu)的澆筑作業(yè)時，施工人員需結(jié)合水閘墻結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況及混凝土性質(zhì)，選用合理的施工方案。下部建筑澆筑時可選用分層澆筑，而上部則需使用錐頂分段法澆筑，墻結(jié)構(gòu)頂部的錐形結(jié)構(gòu)可采用一次性立模澆筑法。另外，水閘的混凝土澆筑作業(yè)不應(yīng)中斷，以免水閘閘室混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在結(jié)構(gòu)縫，影響閘室混凝土結(jié)構(gòu)剛度[5]。

在水閘閘室主體大面墻施工過程中，施工人員需確保水閘墻巖體結(jié)構(gòu)帶不受影響，當(dāng)水閘墻整體的巖體結(jié)構(gòu)斷面達(dá)到合理尺寸后，可以加設(shè)錨桿支護(hù)，維持工程整體穩(wěn)定性，以保護(hù)巖體結(jié)構(gòu)。

3.3.2 閘墩施工

開展閘墩施工時，施工人員需先做好閘墩澆筑準(zhǔn)備，隨后完成立模處理。澆筑前，可以先確定好閘孔中心線、邊線、控制線，并完成高程測量，以提高立模參數(shù)精準(zhǔn)性。模板制作完成后，需標(biāo)注出門槽位置線、工作位置線等。正式澆筑前，需先在地面鋪設(shè)一層5 ～10cm 厚度的水泥砂漿。澆筑時，可采取分層平鋪法完成施工，分層平鋪澆筑時，各層混凝土厚度應(yīng)控制在50cm 以內(nèi)。在混凝土分層澆筑完成后，應(yīng)將振搗棒插入混凝土漿液中，再根據(jù)澆筑面積確定振搗時間、振搗強(qiáng)度，直至混凝土表面較為平整、無明顯氣泡與下沉狀態(tài)后，方可停止振搗作業(yè)。

立模處理時，應(yīng)優(yōu)先處理閘墩兩側(cè)的模板。模板組裝時，應(yīng)控制好模板尺寸，在接縫處選用海綿或其他嵌合型材料進(jìn)行密封處理，防止出現(xiàn)漏漿情況。相鄰的兩塊模板必須使用螺栓連接，模板內(nèi)側(cè)需均勻涂刷隔離劑，避免混凝土與模板內(nèi)部出現(xiàn)黏結(jié)情況。另外，施工人員可在規(guī)定間距內(nèi)對模板下口位置設(shè)置錨樁，中間位置則需通過斷鋼管完成連接處理，避免模板下口位置在混凝土澆筑作業(yè)中發(fā)生位移。模板拆除作業(yè)時，施工人員需嚴(yán)格按照施工設(shè)計圖紙、工藝流程完成拆除作業(yè)，保障混凝土凝結(jié)完畢，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合工程設(shè)計要求后方能拆除模板。拆除時應(yīng)小心、謹(jǐn)慎，確保棱角位置的尖角形混凝土不會出現(xiàn)損傷。

3.4 閘門施工

在水閘施工中，閘門工藝較為復(fù)雜。施工人員在安裝閘門之前，需要做好鋼結(jié)構(gòu)閘門以及各配件的尺寸校驗(yàn)，確保其尺寸符合工程現(xiàn)場情況后，方能開始安裝。在運(yùn)輸鋼閘門結(jié)構(gòu)時，需做好防護(hù)，并在鋼閘門入場后及時查驗(yàn)閘門情況，確保閘門無破損、性能試驗(yàn)合格后，才可投入使用。在閘門拼裝時，需嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的規(guī)定進(jìn)行，選用合理的焊接技術(shù)完成鋼閘門焊接工作。在水閘閘門門葉制作過程中，允許存在公差值。門葉焊接完畢后，施工人員必須對門葉的形狀及穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。

閘門與預(yù)埋件安裝完畢且質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)后，可以進(jìn)行水封安裝，提高閘門整體的密封效果。在閘門水封安裝前，需要施工人員根據(jù)水封長度需求，提前做好黏合，再開始鉆孔。鉆孔時，需嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，確保閘門水封、壓條與門體孔洞位置相符。隨后，施工人員可以在水封位置處澆水，濕潤水封，降低水封摩擦力。閘門整體安裝完畢后，無水情況下進(jìn)行開閉檢驗(yàn)，確保閘門質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

水閘工程是水利水電工程施工過程中的要點(diǎn)，施工人員必須明確水閘工程特點(diǎn)，選用合理的施工技術(shù)，切實(shí)提高專業(yè)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力，保證水閘施工質(zhì)量，提高水利水電工程建設(shè)質(zhì)量。