水闸施工技术及除险加固方案的研究

王 敏

（邯郸市水利水电勘测设计研究院，河北 邯郸 056005）

1 水利项目工程中水闸装置建设的相关要点

1.1 水闸部位挖掘技术的相关重点和难点研究

水闸建筑部位的挖掘工程的施工作业环节是一项非常重要的施工过程，水闸建筑的挖掘工程具有施工周期比较长、挖掘作业施工断面的面积比较大的显著特点，为此需要充分考虑水利工程项目的具体情况，对于水闸建筑部分的挖掘施工作业的整个过程实施高水平、动态类型以及系统化的技术把控。为了实现水闸建筑部分挖掘施工作业的过程处在安全和高效的操作过程中，有效防止水闸建筑部分挖掘施工作业的施工过程发生各类潜在的安全事故以及施工质量方面的问题，需要相关工程技术人员从本质上确保水闸建筑部分挖掘施工的各个环节的相关指标可以完全满足整个工程规划设计的实际规定以及有关的国家标准。水利工程水闸项目如图1 所示。

图1 水利工程水闸项目

1.2 闸门建筑部分的预埋件作业过程简述

水利工程中的水闸建筑部分的预埋件的施工效果可以决定整个闸门装置的品质，属于一个非常关键的因素，该部位在作业过程中的定位精度是否达标将会直接关系到整个项目的后期建设施工的品质以及相关水利工程机组装置的安装和调试，因此水利工程相关技术人员必须重点关注如下问题：首先是水闸部分预埋件的进行作业准备之前，需要进行准确的定位操作，通常需要测量门槽部位的横向方向的中心线以及空口方向的中心线尺寸和位置，经过上述两者的中心线确定了两条线的交点位置，这样就能系统地确定预埋件部位的中心线位置。其次是闸板部位的施工作业对于预埋件工件质量的要求非常高，因此在采购有关建筑原材料的过程中，负责检验的现场工作人员必须严格检查预埋件部件的强度以及稳定性相关的指标，并且在施工过程中对于预埋件实施妥善的管理和保存，防止其出现变形甚至是损坏的情况[1]。

1.3 水闸项目工程中的金属材质的结构施工要点简述

在水闸工程项目的施工过程中，相关金属材质的结构作业技术属于水利工程中的特殊规划设计与施工作业的主要内容之一，同时也是水利工程项目在建设过程施工管理方面的重点工作内容。为了保证水闸建筑工程项目的全部金属材质的结构能够保持安全、稳定、可靠的工作状态，更好地为整个水利工程总体作业安全以及竣工品质服务，施工作业现场的工作人员要时刻遵守水利工程中相关金属材质的结构施工的实际规划设计相关的技术标准以及操作规范，有效防止水闸项目工程中的金属材质的结构在施工作业过程中发生质量方面的事故和问题。水闸工程中的金属结构施工作业过程如图2 所示。

图2 水闸工程中的金属结构施工作业过程

1.4 浇筑类型的水泥混凝土施工作业过程中需要注意的事项简述

水利项目工程中的水闸建筑部位施工作业的过程中需要使用很多的水泥混凝土材料。为了保证整个工程施工作业的总体质量以及作业过程的安全性，必须从本质上确保水泥混凝土相关建筑原材料的品质以及浇注过程的施工质量，并且在作业的过程中保证科学地实施严格的规范操作。对于水利工程水闸建筑部分的地基进行作业的时候，需要遵循先深后浅的施工原则，保证施工之后水泥混凝土部分没有裂缝的存在。在现场操作人员进行浇筑的过程中如果发生水泥混凝土在浇注过程中的温度差值过大的情况，可能会造成项目工程的水泥混凝土结构由于温度原因形成裂缝的情况，此时就会给整个水利工程项目埋下巨大的潜在安全隐患。因此水利工程在施工建设的整个过程之中，现场操作人员必须严格执行水泥混凝土材料浇筑施工的所有细节和规范，保证严格把控项目工程施工作业现场的环境温度差，进而实现最理想的作业效果。水闸项目工程水泥混凝土浇筑施工作业过程如图3 所示。

图3 水闸项目工程水泥混凝土浇筑施工作业过程

2 水利项目工程中水闸建设过程的注意事项简述

2.1 沉陷裂缝的填缝简述

通常来讲，在水利工程中水闸建筑的施工作业过程中，必须切实确保水闸部分施工作业的整体阶段不会发生不均匀类型的明显沉降以及形变的情况，水利工程项目作业现场中的现场操作人员必须重点关注工程存在的各类形变的状况。尤其是在项目工程进行选址的环节中，必须要做到足够的关注和重视，假如此环节施工现场的软土地基没能得到妥善的治理，很可能会造成水利工程的地基部位发生沉陷等事故，因此在整个水利工程项目的建设初期，现场施工人员必须严格依据设计图纸的有关规定和要求，切实保证整个项目工程地基部分的安全和稳定[2]。

2.2 止水作业过程的有关注意事项简述

在现场施工人员进行水闸建筑项目工程的防水操作环节中，有可能出现一定数值水位差的状况。在水利项目工程的总体建设时期，水压数值过大将会造成水闸装置和堤坝结构的交接位置出现一定程度的漏水情况，此时的漏水问题将会对于水闸项目工程的有效寿命造成严重的影响。通常在水利工程项目建设施工的进程之中，有关防水操作施工解决方案有如下几种类型：方案一，水平类型的止水方案。通常状况下，现场作业人员应用塑料材质的止水带来进行作业，此类塑料材料的安装和上文中谈到的沉降类型裂缝的填充方法大体上是一致的。方案二，垂直类型的止水方案。在此类止水的解决方案之中，紫铜类型的片材属于一类广泛的止水操作使用的材质。由于铜片材料本身具有非常优秀的属性，因此现场施工作业人员必须对相关材料实施退火类型的进一步加工，这样的操作可以有效提升铜片材料的延伸率指标，对于后期铜片材料间的焊接操作过程具有非常有效的促进作用，止水装置如图4 所示。

图4 水闸工程中的金属结构施工作业过程

2.3 施工作业过程的管理工作简述

整个水利工程施工作业方面的施工单位必须完善相关的用人制度，尽量挑选出业务能力强、责任心有保证、技术素质相对比较高的综合型技术骨干力量，这样才能为整个水利工程的施工作业总体品质提供应有保障。还需要全面完善水利工程项目施工中的奖励以及惩罚的各项制度，工程项目建设过程中的相关管理人员必须依据水利工程项目的总体情况以及相关水利工程技术人员自身特征，科学合理地分配项目工程建设过程的相关任务，有效激发各工作人员的工作积极性和主动性，确保水利工程的施工建设过程的高效和工期进度，全方位提升水利工程施工作业管理方面的执行效率[3]。

2.4 土方的施工过程简述

土方部位在施工作业的过程中通常包括开挖和回填环节，开挖前需要依据图纸进行标高桩的放样，根据开挖线来实施定位。之后开挖作业要逐渐推进，应用相关的工程机械，进行基底的操作环节。值得注意的是开挖过程的操作顺序为由上至下，不可进行掏挖作业，开挖时要考虑排水的坡度。施工作业任务完工后，现场施工人员需要检查其是否压实，确保实际压实的程度与设计图纸的规定保持一致。

3 水利工程项目水闸部位除险加固施工方案简述

3.1 水利工程项目水闸部位除险加固施工方案一

原有的水闸建筑的底板部位和闸墩部位均是使用“金包银”类型的施工方案。现有的水闸左侧的9 孔配置的闸室的底板和闸墩设施予以保留，水闸右侧的单孔闸装置以及电站设置予以拆除，重新修建2 孔的一个新闸建筑结构；上游部位的铺盖装置与下游部位的消能防冲装置以及开闭设备室等建筑需要重新修建，闸室建筑上游一侧的工作桥建筑需要重新修建。左侧位置的9 孔闸室建筑采用当前状况的3 孔一联的模式进行排布。闸底板部位需要加厚0.5 m，高程数值为-0.05 m，前段部位需要加宽0.6 m，总宽度数值为8.80 m，中墩部位以及缝墩部位加长到和闸底板保持相同的宽度，中墩部位的两侧各需要外包C35 类型的钢筋砼结构，厚度为0.46 m，总厚度数值为2.3 m，缝墩部位以及边墩部位内侧需要包裹C35 钢筋砼结构，厚度数值为0.46 m，总体厚度数值为1.78 m，孔口的净宽数值由8.8 m 变成7.9 m；闸墩顶部位需要加高1.88 m，高程数值为8 m。右侧部位拆除的孔口净宽度数值为3.96 m 的单孔闸和电站建筑的部分，重新修建2 孔结构的新闸，新闸的底板厚度为1.75 m，底板顶部的高程数值为-0.05 m，宽度数值为8.8 m，中墩部位的厚度为2.65 m，边墩部位的厚度为1.45 m，闸顶部位的高程数值为8 m，净宽数值为7.6 m。加固操作之后共计为11 孔结构，单孔的净宽数值为7.7 m，闸室建筑的总宽度数值为112.5 m，总体净宽数值为86.5 m，长度数值为8.8 m。闸墩部位的上游一侧有工作桥，桥宽数值为3.98 m，桥面的高程数值为8 m，和检修平台的高度相同。其设计荷载达到公路的Ⅱ级标准，使用预应力类型的钢筋水泥混凝土板材料，空心板的两侧支在闸墩部位。原有闸室上方的排架和启闭机室结构需要拆除，根据新的需要修建排架和启闭机室建筑结构，启闭机室建筑距离地面的高程数值为16.38 m。

3.2 水利工程项目水闸部位除险加固施工方案二

原有的水闸底板部位予以保留，新建闸墩结构，水闸右侧的单孔闸装置以及电站设置予以拆除，重新修建1 孔的一个新闸建筑结构；上游部位的铺盖装置以及下游部位的消能防冲装置以及开闭设备室等建筑需要重新修建，闸室上游一侧管理桥需要重新修建。水闸左侧9 孔闸室建筑采用当前状况的3 孔一联的模式进行排布，长度为8.5 m，宽度数值为30.5 m。并且采用当前的底板结构并且加厚0.5 m、前段部位加长的数值为0.6 m，当前的闸墩拆除后重新修建，使用2 孔结构，边墩部位或者缝墩部位的厚度数值为1.75 m，中墩部位的厚度数值为2.65 m，长度和底板长度一致，单孔宽度数值为12.5 m，闸室部位底板顶部的高程数值-0.05 m，闸墩部位顶部的高程数值为8.18 m。新建1 孔类型的新闸建筑，新闸的底板厚为1.75 m，底板部位顶部的高程数值为-0.05 m，净宽数值为11.8 m，边墩部位的厚度为2.1 m，缝墩部位的厚度为1.75 m，闸墩顶部的高程数值为8.18 m。闸室共7 孔，单孔宽度数值为11.8 m，

水闸左侧部位的6 孔结构属于是2 孔一联的主体构造,右侧的一个孔是单孔结构,闸室部位的建筑的总宽数值为106.5 m,总净宽数值为85.5 m,长度数值为8.8 m。闸墩上游一侧需要设置工作桥，该工作桥的宽度为3.98 m,高程的数值为8.18 m,桥身与平台高度保持一致，工作桥建筑结构的荷载设计成公路的Ⅱ级标准,使用带有预应力的钢筋水泥混凝土材质的空心板结构进行施工，空心板的两端分别使用简支模式固定在各个孔的闸墩的部位。原有闸室上方的排架和启闭机室结构需要拆除,根据新的需要修建排架和启闭机室建筑结构,启闭机室建筑距离地面的高程数值为16.35 m。

3.3 方案比较

经过综合的考虑，鉴于方案一的过流断面净宽数值为86.8 m，方案二的过流断面的净宽数值为85 m，2种方案中的过流断面数值以及过闸的单宽流量数值、上游以及下游的水头差数值相对比较接近,消能和防冲方面的设施也是基本上相同,因此在执行方案的比对过程中，上游部位的铺盖以及下游部位的消能和防冲方面的设施的硬件没有进行相应的对比。通过综合考虑整个项目工程的布置、水力环境条件、技术和经济等各层面指标的对比，最终推荐使用方案二作为本次除险加固的施工方案。

4 结束语

综上所述，通过分析和总结水利工程项目中水闸建筑的施工作业过程的技术要点和主要注意事项，能够及时发现水闸项目工程施工过程中可能存在不足和问题，并及时进行改进和完善，进而提升水闸项目工程施工作业的施工品质，保证水利工程作业过程的安全，为水利工程领域项目建设施工效率的提高打下坚实的基础。