水利水电工程中水闸施工技术与管理研究

刘启鑫

（东莞市水电建筑安装工程有限公司,广东 东莞 523000）

基于我国市场经济近年稳步增收的社会发展新态势,各行业发展均得到了有力带动。我国水利水电工程领域也是如此,切实收到了长足进步。对于水电工程来讲,其不仅是保民生的重要举措,也是迎合我国资源持续利用新理念的有效法宝。而因水闸是水利水电工程的核心构成部分,所以需加深对水闸施工技术的研究层次,与时俱进地革新水闸施工管理新思想。为水闸的优质施工创造出便利、安全的作业环境,多方位保障水闸修建效果,以此实现我国水利水电工程施工质量的大幅强化。

1 水闸的概念

常规情况下,水利水电工程中的水闸往往由两部分构成,即闸室与连接段。其中,连接段可分为上、下游两类[1]。对于上游连接段而言,其与闸室互通互联,能够引导水流顺利流入闸室,避免闸室被大量水体冲击塌方。而下游连接段则主要起到“舒缓作用”,其可与河床一同抵抗、降低下游水流的自体动能。

水闸闸室通常由交通桥、闸门、底板等部件组成。交通桥是闸门开启、关闭的关键依托,也可成为衔接交通的载体。闸门可完成对工程水体的阻隔。而闸室底板则为水闸闸室的基础支撑,站在力学角度考量,底板能够承载闸室,将上层结构应力荷载均匀传递于地基,且具有一定防渗、防潮的功能效用。

2 水利水电工程中水闸的施工技术

2.1 基坑施工

2.1.1 开挖放坡

本文研究某水利公司的防洪水闸施工,在水闸基坑部分施工前,需要做好临时围堰施工。从今年年初至8 月中旬,该施工项目水位位于4.2 m～4.8 m之间,在考虑到其它外部因素影响情况下,将外围堰顶部设计为5.3 m。外围堰顶部施工需要注意用进占法填筑,再进行两侧同时填筑。填筑后分层上土逐层压实,并做好涂料含水的检查工作,再用推土机压实,然后就可以进行接下来的工程环节,进行开挖放坡。当基坑开挖深度在4 m以内时,可采取放坡开挖这一手段,维持土坡结构的稳定；而处于基坑深度需超出4 m的作业条件时,则应采用多级平台式的分层开挖。并将其平台宽度精准把控在1.5 m以上,为后续水闸施工提供便利要素。

2.1.2 支护开挖

在具有支护结构的水闸基坑开挖过程中,应着重关注以下几项施工要点：

1）应依照设计工况,对应规划土方开挖的流程、方法,并侧重“开槽支撑、先撑后挖”以及“分层开挖、严禁超挖”这些根本性施工原则的严格秉持；

2）仅可在现场作业条件允许的情况下,开放开挖车辆在基坑支护中的行走权限；反之,则需禁止这些施工设备的行走操作,预防设备超重压垮基坑结构；

3）应用机械设备完成支护基坑挖土时,应谨慎操作挖土设备,避免其碰撞工程桩、立柱、支护支撑、围护墙等构件,保证基坑施工安全；

4）需在水闸支护基坑的坑底预留200 mm～300 mm厚度的基土,并施以人工找平的施工技术实现坑底整平,预控坑底土体出现扰动等不良现象；

5）当水闸基坑面积较大为一级基坑时,则需运用土方分块、对称分区掘进、分区安装基坑支护的施工技术。并在土方已挖至预定标高后,迅速开展垫层浇筑工作,着力降低基坑无支护支持的时间。在突出施工安全的前提下,确保后期施工作业的有序推进。

2.2 底板施工

2.2.1 计算底板

计算水闸底板数值可使用的技术方法有：弹性地基梁法、倒置梁法等。这些算法的计算原理皆为通过水流的垂直方向完成单宽板条的截取,并将其引申为底板计算对象,在简化处理后开展的平面计算。

在水利水电工程的中型,或是大型水闸施工中,当处于地基为紧密砂土状态,或Dr≤0.5的情况下,因基坑形变易调整,所以可针对性选用反力直线这种分布计算法；而在地基属性为黏土,或Dr＞0.5时,则以弹性地基梁法的引用为宜,保证计算结果精准性[2]。

2.2.2 建设底板

在我国水利水电工程的水闸闸室浇筑工作中,常操作起重机,或是自卸汽车为施工辅助工具,实现调运及入仓等施工任务。而这是因为这两种机械设备的操作无需特殊搭建脚手架,能够在节省水闸施工经济成本的基础上,提高施工作业效率。

由于水闸闸室持有的重量大,且沉降量突出等特性,为避免底板浇筑中突发不均匀沉降等施工问题,可优先考虑应用“穿插施工”这一技术。谨慎平衡沉降量与底板施工进度,着重清除使用中的不利影响,尽力保障水闸总体施工进度稳定推进。

2.3 闸墩施工

在水闸闸墩修建中,可采取门机入仓的施工形式,搭配分层平铺法完成施工。在“分层”中,需将各层级把控在50 cm内。并在正式浇筑混凝土前,预先铺设一层5 cm～10 cm高的水泥砂浆。随后,将振捣棒插入混凝土中,依照振捣面积确定振捣时间。兼顾分层振捣的施工手段,直至混凝土表层呈现出水平状态,且不再发生明显的气泡、下沉。

在闸墩立模作业中,应准确设计控制线,以边线为基准,确定其高程距离。而因闸墩的长时间应力承受,所以其在使用运转中较易出现开裂等问题,成为水利水电工程稳定运转的安全隐患。对此,为规避这些开裂现象的发生,应以混凝土自然干缩、外界约束力等方面的细致分析为着眼点,依照水闸闸墩综合施工实况,对应选择水泥类别、施工技术,注重混凝土水灰比的提升,并可通过适量增添外加剂等措施保证混凝土施工质量。

3 水利水电工程中水闸的施工管理

3.1 施工前的管理

为促进水闸施工工作顺利完成,在施工前期准备中应高度关注以下几方面的管理：

1）展开水闸施工区的实地调研工作。采集施工区及其周边的土质、交通、生态、水域、地貌等多样现况信息,对应设计细化性水闸施工方案,而方案具体内容应覆盖施工进度、施工流程、施工机械、施工材料等。并以前瞻视角,预测可能发生的施工风险、安全事故,提出针对性防范、规避策略。

2）加强水闸施工队伍的建设。一方面,应拓展施工人员的培训渠道,定期组织其参加领域权威人员主讲的专业化、系统化的教育培训,整体提高其职业道德素养,增长其对各类前沿性施工技术的认知全面性,逐步强化施工队伍职业能力；另一方面,应引进“高、尖、精”的专业施工人才,由其带领施工队伍高质量完成日常水闸修建任务。

3）严格规范施工建材、设备的采购。为防止劣质施工建材、机械设备进入水闸施工区,应在施工物质的采购、租赁这一源头处施以把控。在物资采购中,应优先选择供货能力强、信誉等级高、市场影响力大的供应商建立合作关系,确保水闸施工可源源不断的得到优质物资的有力支撑；而在机械租赁中,应按照施工区综合现况,如场地面积、土质强度、施工需要等因素,选择型号、作用、性能、效应、性价比均契合的机械设备,保障施工任务可高效率完成。

3.2 施工中的管理

3.2.1 开挖工程

水闸施工质量与土石方开挖的深度、面积、形状等方面紧密相关。如开挖面积过大时,则需对应加大混凝土的使用量,难以节省施工成本；而开挖面积过小时,则无法保证水闸强度,催化水闸不能有效完成运行任务。因此,在开挖工程中,应以分析施工区综合实况为落脚点,结合施工设计方案确定的参数标准有序进行开挖工作。

3.2.2 混凝土工程

在水闸施工的混凝土浇筑作业中,应在选用高质量原材料的前提下,科学开展配比、振捣试验。在配比试验中,需谨慎确定砂土、水、添加剂、黏合剂等材料的使用比例,确保调配的混凝土可符合水闸实际施工需要[3]；而在振捣试验中,则需确定振捣设备的最佳振捣频率、振捣用时、振捣技术,保证可在短时间内迅速收获均匀、无气泡的混凝土,为后期的混凝土施工提供准确的参数凭据。

3.3 施工后的管理

水闸后期维护管理作为延长水利水电工程年限寿命的关键措施,需得到重点注意。对此,可采取定期巡视、检验、养护、维修水闸的办法,及时、精准地捕捉水闸在运行中滋生出的隐患问题,并在第一时间制定出补救处理方案,最大化增强水闸这一水利水电工程核心枢纽的运行效果。

4 结语

综上所述,处于我国城镇化发展战略在各地践行日趋深入的大环境下,水利水电这一民生性工程遍地开花,切实为社会稳定运行提供了有力保障。而为了多角度发挥水利水电工程的优势作用,还应重点聚焦其水闸部分的施工质量,确保工程重要构件的修建效果。对此,应立足实际,深度剖析水闸施工技术的操作重点,以及全面优化水闸施工的管理策略。以施工管理有效为基础,充分彰显水闸施工技术的积极性应用价值。从而全面加强水闸施工质量,为水利水电工程优质修建效果的获取创造良好铺垫,整体提高我国资源利用效率,驱动我国社会长远发展。