基于农田水利水闸除险加固工程设计要点探究

钟金华

江西华龙水利工程建设有限公司 江西宜春 336000

我国农田水利建设工程蓬勃发展，尤其是在上个世纪5，60年代更是掀起了全国范围内的农田水利建设高潮。然而，受限于当时的工程组织结构与具体的施工技术。众多农田水利工程尤其是中小型农田水利工程的水闸建设存在大量的不遵从现象。甚至是出现了边勘测、边设计、边施工等现象，而具体到施工人员也多以当地居民为主，缺乏专业人士的指挥与指导，进而形成了大量的工程质量问题。随着水闸系统使用年限的延长，至今已有大量的农田水利工程中的水闸存在着严重的质量病害与安全隐患。在这样的背景下，除了拆除重建之外，除险加固是一种有效的方法。而从现阶段的除险加固手段与方法中主要包括了灌注桩技术、旋喷桩技术等。基于工程实际选择不同的加固设计模式是成功加固的关键[1]。

1 加固设计的基本环节

水闸的加固施工要做到有的放矢，标准明确，加固效果优秀等几个方面。为了保障水闸加固工程施工的有效性，我们有必要从加固环节入手，对其基本内容进行梳理。根据相关的理论知识以及具体的实践要求，本文认为其主要环节与具体内容分为如下几个方面：

第一，理论梳理。在加固设计环节之前应该对水闸的基础资料进行理论梳理，其主要内容分为两个方面。一方面是对近年来水闸流量等水文变化进行分析，找到其使用年限内的最高值；另一方面是对水闸所属的基础资料进行研读，包括初始施工方式与手段，设计标准与要求等内容进行建档操作，做到“一闸一档”。通过上述建设能够为后续的相关设计提供一手基础资料。

第二，实际检测。在设计的初期，我们需要选择具体的施工方案以及相关的施工参数。上述指标的确定应该在完善的基础数据与现状的研判基础上做出的。而基础数据的获得应该依赖于现场检测。根据具体的数据要求，现场检测主要分为两个方面：一方面是对混凝土结构进行检测，水闸的修建时限较长，在长期的使用过程中混凝土势必会受到地质结构演变以及水土、风能侵蚀的伤害，加之混凝土自身结构型损伤而产生一定的应力问题。通过对包括裂缝、结构应力等指标的测定来完成相关的检验；另一方面则是需要对其附属设备进行检测，包括闸门以及其闭起设备、附属混凝土结构支架、底座系统等的质量进行检测。由于盐离子侵蚀与原电池原理的空气侵蚀会造成金属构件与混凝土内部的金属部分受到侵蚀，进而影响后续的使用。该领域的修复内容也需要纳入到修复系统中来。并进行一体化加固设计。

2 加固工程设计的各阶段要点

在上文的研究中我们系统的探究了水闸加固工程设计的具体环节以及各部分环节内的主要内容。下一步本文将从具体的不同环节内的主要设计要点对其总体工程设计实践进行阐述，具体可以分为如下环节：

2.1 管理资料的整理

收集管理单位在水闸的使用中发现的问题和影响工程安全运用的隐患管理部门的观测资料和对加固工程的建议；历次加固情况及加固效果;水闸上下游淤积现状，清淤措施，工程大修和重大事故的处理措施等。

原始资料的收集是一项细致的工作，往往需要设计人员具备总揽全局的能力。收集资料的力求准确、真实，还需要设计人员去伪存真，将其作为自己的设计依据。受当时施工背景的影响，有些资料收集起来往往很困难，得到的资料不能真实地反映水闸的情况，这样的资料如被采用，将直接影响除险加固设计方案的选定。例如在西河闸除险加固工程中，收集到的原竣工图纸反映两岸的挡墙为浆砌石，在加固施工中发现砌石中砂浆很少，实为干块石砌筑，砂浆勾缝。

2.2 基于加固设计的检测

在加固设计的过程中需要对具体的施工过程与相关的参数进行检测，检测环节以及各自环节下的设计要点分为如下几点：

第一，针对混凝土的检测：需要对混凝土强度进行检测；需要对混凝土病害进行检测。根据实践经验我们可以发现建于上个世纪50年代到70年代之间的水闸工程存在较大的混凝土不遵从现象，在微观方面则表现为表面脱落、结构松散、混凝土裂缝造成的应力不足明显等现象。

第二，对主要设备进行检测：除了混凝土结构工程之外，水闸的主要设备包括了闸门与启闭机。在中小型农田水利建设过程中，上述设备的动力来源基本处于手动状态，而由于多年的应用与后续维护的不利，容易出产生锈蚀等显现。在具体的加固设计过程中应该根据其具体尺寸与存在的问题决定是否换新等决策。

第三，对附属的机电设备进行检测。在水闸设施中，一般的电气设备的使用年限（20-30年）远低于相关工程的使用年限，而在加固的过程中不仅需要对电气设备进行修复，还需要根据加固后使用的具体功能来进行电气安装构建，这些内容均是需要写入到加固设计计划之中的。

第四，对管护现状进行检测：受当时修建条件的制约，水闸的管护设施存在先天不足的问题。更给管理人员的巡视及设备的使用带来很大的安全隐患。有的管理单位的办公环境、交通工具、通讯设备等设施都很落后，与水闸的地位及现代化的通讯调度要求极不相称。调查中要本着实事求是的原则，客观地反映实际情况。

2.3 基于不同加固模式的施工方案设计

从现阶段的水闸加固手段来讲，后续的附属设备修复不属于加固范围，其主要加固的方式是通过对混凝土结构进行的必要加固。其主要应用的方法分为灌注桩与旋喷桩两种方式。二者的主要区别是针对检查过程中水闸主体结构与底板之间是否存在脱空现象（绝大部分加固工程设计均已保留底板为基本依托。如果底板出现严重病害则多以重建为主）。在非脱空现象时，采用灌注桩增加4-6根桩体，并向下延伸一定的距离，是其能够与旧有混凝土结构产生良好的固定。如果存在一定的脱空，则需要采用旋喷技术对底板以及主体混凝土结构进行施工，在形成新老桩体符合结构的基础上进行后续加固施工。

本文以其设计要点为探究对象，分析了其设计过程中的参数设定数据来源以及具体的过程。并就其中的关键要素进行了系统总结。希望通过本文的研究能够为今后的相关设计体系完善与标准化操作提供必要的理论基础与实践指导。