水闸施工技术与管理

2021-01-07顾强金剑

河南水利与南水北调 2021年1期

顾强，金剑

(1.扬中市水利工程管理处，江苏扬中 212200；2.扬中市环岛江堤公路管理所,江苏扬中 212200)

0 前言

水利水电工程与其他类型的工程有所不同，主要是由于此类工程多处于临水或者近水区域，在实际的施工过程中，水流会对正常的施工作业产生一定的影响。作为水利水电工程中的重要构成，水闸与水利水电的安全运营息息相关，因此，如果要在水利水电工程中发挥水闸的重要作用，工程企业就需要结合工程现场的具体情况，采取恰当的处理方式，通过水闸类型的选择，采用恰当的水闸施工技术，来保障水闸施工的整体效果，提升水利水电工程的综合效益。

1 水闸的分类

现阶段，在中国水利水电事业长期发展的过程中，所使用的水闸多以进水闸、节制闸和排水闸为主。首先，在进水闸的应用中，多修建在河道、水库与渠道上，通过进水闸的修建，可以发挥其在农业灌溉、水力发电等方面的作用，当进水闸投入使用以后，能够有效对入渠水量进行有效控制，这一功能使得进水闸更多地修建在渠首位置。其次，节制闸的应用是为了对流量和水位进行有效调节，在一些水利水电工程中，通过节制闸的修建，可以在枯水期节段河流，提高水位，进而满足上游航运与进水闸取水的现实需求；在洪水期，节制闸可以对下游的泄流量加以科学控制。最后，排水闸多修建在江河的沿岸地区，当外河水位上涨明显时，需及时关闭闸门，避免出现江河洪水倒灌的情况。与其他类型的水闸相比，排水闸的闸顶高程相对高些，底板高程却比较低，会受到双向水头的作用力。

2 水闸的施工难点

2.1 稳定问题

水利水电工程中，当水闸处于正常运行状态下时，拦截上游的水位一般较高，而这种情况下，水闸上下游之间的水位差非常大，水平压力超过了正常标准，水闸向下游移动的趋向明显。如果要保持水闸的稳定性，必须要使得水闸具有足够的重量，在水闸建成以后，在未发挥水闸的挡水作用之前，或者水闸未正常使用之前，如果遇到了无水期情况，水闸的垂直荷载非常大，此时，水闸基底的实际压力可能会超出地基的承载力，进而引起地基变形等情况，水闸与地基滑动风险增大。

2.2 渗流问题

水闸的挡水功能较为突出，当在发挥水闸的挡水作用时，上下游的水位差值非常大，这种状态下，水闸、闸基和两岸连接处极易出现严重的渗流情况，当渗流现象发生以后，水闸底部必然伴随着向上的扬压力，而此作用会导致水闸整体向下的作用合力有所减小，水闸的抗滑稳定性难以保持。如果在水闸建设时，两岸与闸基采用的是土基结构，在渗流问题出现以后将会导致一些细颗粒的流失，此时，闸后翻砂鼓水的现象难以避免，甚至会出现严重的两岸和闸基掏空情况。如果水闸出现了侧向渗透问题，势必会伴随着水平压力的出现，而此压力作用会对两岸连接建筑物产生极为不利的影响，水闸稳定性不仅难以保持，甚至会导致岸坡上的渗流问题更为严重。

2.3 消能防冲问题

在发挥水闸的泄水功能时，如果水闸下游的水位较低或者没有水，由于存在水位差作用，流量、流速加大，在巨大的水流流速下，势必会导致上游水流对下游防冲设施破坏，影响建筑物安全。当冲刷作用范围较大时，会掏空闸基，最终导致水闸的安全性大大降低。当水闸下游水位较低或上下游水头差较大时，宜通过闸孔开启高度，控制过闸流量。水闸两岸多以软弱岩层和土层为主，如果水闸修建时的闸孔数量过多，闸孔宜对称开启，避免形成折冲水流形成，减少下游河岸的冲刷。

3 水闸施工技术的具体方法

3.1 水闸施工前的技术

在水闸施工作业开始之前，同样需要做好相应的技术处理，相关施工人员需对水闸工程现场的各种准备工作加以严格审核，检查水闸施工技术的施工方案等是否能够达到相应的施工标准，并做好施工技术人员、管理人员的专业素质审核。在施工设计图纸的会审过程中，必须要严格做好技术质量指标的审核与确定。

3.2 水闸施工过程中的技术

3.2.1 开挖工程

水利水电工程项目中，水闸施工的整体长度相对较大，在施工过程中常常会存在断面较大的技术难题，加大了开挖施工的难度。水闸施工时，土石方的开挖作业非常关键，在整个的施工作业环节，施工人员必须要保障开挖断面确定的科学性，否则，开挖断面选取不当可能会造成较大的资源浪费，而如果开挖断面过小，将会导致水闸的强度不足。因此，开挖技术应用的过程中，需严格按照中腰线施工。

3.2.2 混凝土工程

水闸工程施工时，对混凝土的施工要求非常高，作为使用最多的材料，在混凝土施工的过程中，如果要达到水闸工程的施工标准与要求，施工人员必须要加强对混凝土原材料的质量控制。专业的施工人员需将经常检测和抽查检测有效结合起来，充分通过检测来做好各种原材料的质量控制，严禁不合格材料的使用。在混凝土的配置过程中，必须要保障混凝土配合比的科学性，严格遵守相应的施工规范与要求。

3.2.3 金属结构工程

金属结构施工同样是水利水电工程水闸施工的关键环节，如果要满足施工的质量要求，施工人员需根据相关的技术标准与规范来开展施工作业。在实际的施工过程中，施工企业需要对各种材料与加工工艺、安装程序等加以有效检查，由于多采用的是厂内生产、整体或者分片运输、现场安装的施工方式，在相关材料的制作过程中，必须要保障生产制作的整体质量。水闸门槽预埋件安装的位置要正确，且需要遵守相应的安装规程，在焊接过程中，严格加强对焊接变形的监测与控制。

3.3 导流施工

3.3.1 导流方案

水闸施工时，由于施工现场条件的特殊性，使得导流技术的应用是水闸施工的关键。施工人员必须要根据水闸施工的具体情况，选取恰当的导流方案，在很多的水闸施工时，会选用束窄滩地修建围堰的导流施工方案。与其他的施工作业有所不同，地形因素会对水闸施工产生严重的影响，为了克服这一不利因素的限制，在围堰布设时一般会将围堰布置在靠近主河道的岸边，即使如此，在整个的施工过程中，所面临的地质条件也非常差，极易出现岸坡坍塌的问题。因此，在围堰施工时，可以选用结构简单、抗冲刷能力较大的浆砌石围堰结构，并使用松木桩来对围堰基础进行相应的加固。

3.3.2 截流方法

中国水利水电事业发展中，截流方面积累了丰富的技术经验。在任何的水利水电工程水闸施工时，工程人员都必须要结合工程现场的具体情况，选择恰当的截流方法，在截流之前结合区域的具体特征和情况，做好综合分析，比如，可以通过模型试验和现场试验的方式来验证截流方法的有效性，使用平堵和立堵来进行合龙处理。如果在施工时面临的是土质河床的截流，堤坝存在压缩和冲蚀威胁，导致沉降与滑移的风险增大，因此，在施工过程中，必须要结合施工标准，配备足够的施工材料，使得施工作业能够顺利进行。土质河床如果是松软土层，更是需要做好护底处理，保障护底工程排列的严密性。

4 提高水闸施工技术的管理措施

4.1 大力培养人才，提高水闸施工水平

水闸施工的技术难度大，要保障最终的施工效果，施工企业所配备的施工人员需要具备极高的专业素质。因此，工程企业在日常的工作中，需要加强对施工人员的培养，并注重人才引进，通过人才培养和引进来为水闸施工提供人才支持与保障。

4.2 严格水闸施工质量管理

水闸工程施工过程中，包含的施工流程相对较多，如果要使得每个施工环节都能够达到水闸施工的具体标准与要求，工程企业在开展施工作业的过程中，就必须要加强对水闸施工全过程的质量管理，通过质量意识的渗入来提升施工人员的施工效果。由于水利水电工程与周边居民的生产生活息息相关，如果要发挥其作用，工程企业就必须要在整个的施工过程中加强质量管理与控制。