水利工程中水闸加固施工技术的应用分析

万吉祥

（宿迁市水利局，江苏 宿迁 223800）

在水利工程建设中，加强工程基础工作具有重要作用。施工过程中如果发生渗漏，就会破坏地基，造成水流或土壤流动等问题，破坏闸门。如果水闸结构出现裂缝等变形问题，将影响其承载力，因此，必须严格控制加固施工技术的应用质量，确保加固效果。在水利工程的质量控制和日常维护中，有关人员应积极应对有害闸门对水利工程的不利影响[1]。在研究和确定水闸的具体情况后，根据水闸的特殊性能选择合适的加固方法是非常重要的，通过加固方法可以恢复水闸原来的功能。因此，文章对加固水闸的工作展开了详细的分析与研究。

1 水闸病险问题分析

1.1 闸室病险问题

闸室是水闸的主体工程，包括闸门、闸墩、闸底板、交通桥、工作桥、检修便桥和启闭设备。其病险问题主要为以下两点：（1）由于水位上升、运行情况变化、地震改善、防漏等原因，闸室整体稳定性达不到规范要求[2]。（2）由于建筑物老化、病害的影响和设计规范的变化，使建筑物的强度受到破坏，承载力降低。

1.2 翼墙与岸墙病险问题

水闸的岸墙和翼墙是水闸与两岸的连接线，主要用于挡土、吸水和均匀水流[3-4]。常见病害和改造措施如下：（1）翼墙结构异常，分布角度过大，水流情况差，截水能力高，导水长度不足，防渗透效果差，导致翼墙渗水。（2）岸墙、翼墙受地下水位、上下游水位、侧向荷载增加、地震水平增加、排水设施尖锐度及防破坏等因素影响，最终引起墙体的不稳定和不安全。

1.3 防护与消能病险问题

（1）消力池比较浅，甚至根本没有消力池。下游往往不能形成淹没式水跃，造成下游河床过度磨损，造成消力池破坏、海漫、护坡被冲毁。（2）低砾石不平衡引起的局部侵蚀。（3）护岸功能因垫块凹陷、基底脱落、侵蚀、排水不畅、养护不善而发生坍塌破坏。

1.4 其他病险问题

适应性防护排水设施：虹吸管道设施由水平阻尼和垂直支撑设施组成。碎石层一般放在坝底，排水部分常与滤层结合使用。如果建筑物的排水体由混凝土或钢筋混凝土组成，通常称为浇铸水闸。混凝土水闸的常见病害主要有裂缝、渗漏、侵蚀、碳化等。

2 水利工程中水闸加固施工技术的应用实例分析

2.1 案例概述

宿迁市黄河故道续建工程位于宿迁市境内。该工程的主要任务是通过新建五河分洪道等后续工程，扩大原黄河漫滩的扩建范围，提高洪水管理和瀑布标准。全面参与黄河故道防洪、瀑布、水资源等活动，为社会经济发展作出贡献。宿迁市黄河故道后续工程施工1标主要建设内容为五河分洪道工程洋河新区境内（K1+900～K4+600）工程，新开河道1.72km（该标段不含跌水），疏浚河道4.60km，加固堤防2.75km，河道护砌5.44km；改建宗墩控制闸；新、拆（改）建跨河桥梁4座、泵站2座、涵闸20座；拆除涵闸1座；新建桥底护砌2座，泵站进水口护砌3座。该工程中模板支架工程主要为宗墩控制闸及沿线建筑物模板制安。其中宗墩控制闸段底板顶面高程9.70m，检修桥梁底高程15.90m，模板支架搭设高度取6.20m。

2.2 水闸加固处理

在此次分层加固工程中，根据水头水平、水头结构、土壤性质、自然情况、施工设备和施工方法等因素，经过广泛的分析测定，确定了土壤密度。根据碾压试验确定的数据，仔细使用碾压尺寸来控制密封程度。分层加工示意图如图1所示。

图1 分层加工示意图

为防止充填过程中出现漏压等情况，必须在每个部位设置标志，并悬挂上下接缝。建筑物的每一层都必须配备一个高度杆管理网络，以便将指定的地板厚度引入土壤中。某些碾压操作仍必须满足规定的要求。滚压机应与轴线平行，滚压长度应大于100m，相邻工作面重叠滚压宽度应符合要求。推土机碾压采取进退错距法，轮迹应搭接轮宽的1/3，行走速度为2档；机械碾压不到的部位，应辅以小型设备夯实。夯实采用连环套打进，夯迹搭压宽度不小于1/3夯径。根据碾压试验所确定的参数，作为压实作业控制的指标，不得随意改变指标。碾压机械行走方向应以达到最佳自碾效果为原则设计，施工道路与道路距离大于50m。对于新填土与旧边坡之间的接缝，培坡处理要求将接缝开挖成台阶，以促进新旧层的紧密结合。

在铺料之前，支撑压实的土壤表面。材料厚度应符合施工区碾压试验结果的要求，并调整高度控制孔，以控制土壤厚度。土壤厚度一般控制在（25±5）cm，土块最大粒径不宜超过10cm。当材料填充沥青时，材料必须在设计表面外至少有一定的裕度，机器铺面宽度必须至少为30cm，铺料过程中采用推土机整平。相邻施工段（面）尽可能均衡作业、统一铺土、统一碾压，如图2所示。

图2 施工方案示意图

在特殊情况下，如果需要分步施工，则从底部沿水平层分层填筑。当新的和现有的接缝被填充时，随着填充表面的增加，斜坡被切割成适当的质量层。然后，控制接缝曲线的含水量，使接缝和土壤分布均匀并压实。当表面接缝垂直于表面轴线时，应跨缝搭接碾压，其搭接宽度符合要求。

2.3 现场检验

根据示意图，通过不同填料试验确定所需含水量，根据所需含水量确定不同土料范围的含水量，并选择合适的碾压设备。若含水量过高或过低，应采取措施加以解决。用来填充工程的黏土，在填土前，应将局部受荷土和拟用土送至实验室进行压实试验。根据已选出的压实机械，通过现场试验，确定平台土料压实的铺土厚度，压实遍数及压实土料的最优含水率，确保在加载和压缩后达到设计密度，确保压缩装置符合建筑要求。选择适当的建筑密度、土壤厚度、含水量范围、压缩方法和压缩配合比，确定质量控制的技术参数和试验方法。试验场地选择靠近水源、地面密实、地势平坦开阔、有足够错车回转的场地，一般布置60m×5m的条带形，然后将此条带分成四段，每段长15m，各段含水量依次为w1、w2、w3、w4，其误差为±1%。再将每段沿长边等分为4块，确定n1、n2、n3、n4段内各块碾压遍数，最后根据碾压试验结果，提出正式施工时的碾压参数。如试验时若质量达不到设计要求，则分析原因，继续试验，直到合格为止。土料压实试验场地布置如图3、图4所示。

图3 土料压实试验场地布置示意图

图4 土料压实试验场地布置现场图

2.4 水闸加工施工结论

通过宿迁市黄河故道后续工程施工，对老旧水闸进行了加固，杜绝了水闸渗漏、坍塌等病害。水利工程是一项便民工程，可以满足水电、农田灌溉、防洪减灾等方面的需要。宿迁市黄河故道后续工程根据压实试验和施工经验，提出了加固水闸的施工方案。现场检验人员首先要了解水闸的情况，根据具体需要选择正确可靠的方法，切实加强水闸的稳定性。监督水闸的使用，采取技术措施保护水闸，最终确保水闸防护系统的安全性和稳定性。

3 结束语

在分层加工施工过程中，存在各种施工方法和常见问题，相关人员要针对各种问题采取相应措施。例如，发生泥浆泄漏时，应根据泄漏的实际情况选用黏土、砂等材料，并将泄漏点密封好。在这一过程中，黏土的使用实际上加固了岸墙，不仅具有良好的密封效果，而且在充填中起着重要作用。砂和水结构的使用会对填料造成破坏，因此必须保证填料工作的质量和可靠性。为了保证水闸的强度，需要正确诊断常见问题并制订相应的防治方案，以便在出现问题时进行有效管理。