水利工程中水闸施工技术分析与应用

2023-03-18霍开璟

黑龙江水利科技 2023年6期

关键词：土石水闸围堰

霍开璟

（宣城市金水水利工程有限责任公司，安徽宣城 242000）

水闸能够起到防洪涝灾害作用，可以确保区域内社会、生产活动，而且对发电、洪水、航运等都发挥着关键作用。考虑水闸在水利工程中具有不错经济价值和社会价值，具体施工期间，要梳理好施工作业，明确施工要点，保证施工顺利进行，提高水利工程质量。

1 水闸在水利工程中的作用

通过对水闸进行分析可以发现，水闸起到的主要作用如下：

1）科学管控河道：水利工程通常都会建立在河道上，而且会建设相应水闸，针对只能接受少量船只河道来说，水闸作用能够得到充分发挥。水闸投入应用后，可以利用闸道控制船只行走方向，而且可以保证船只运行保持规范，确保船只运行畅通，不会出现拥堵现象，减少各种事故风险发生，做好船只交通管理工作[1]。

2）防洪减灾：我国土地十分辽阔，不同区域的气候差异性较大。例如，南方区域与北方区域相比的降水量大，这也就导致该区域洪水灾害频繁发生。水利工程中水闸能够起到储水作用，而且可以达到存储洪水目的，待区域内降水量减少时，打开水闸泄洪，解决干旱问题，最大程度减少由于水量过多，或不足而对当地居民造成伤害，降低洪水发生几率，实现对人们生命财产的保护[2]。

3）科学调节水量：近几年，我国人口不断增多，人们对于能源的需求量不断加大，而我国具有丰富的优质水资源，通过对其的合理应用，可以发电，为人们提供电能，减少对不可再生能源的消耗量。特别是在水位相对较高地区，水资源具有较大势能，在这一情况下的，构建水闸，能够提高河流内水位，然后将水资源势能可以转变为电能，达到发电目的。

2 水利工程中水闸施工特点与施工流程

水闸是水利工程中的一项重要结构，其与其它水利工程不同，具有自身特点，具体施工作业开展时，要明确水闸施工特点，对施工流程进行明确，依据事先制定好的流程开展相应施工作业，做好施工梳理工作，这对于后续施工作业顺利开展能够起到一定促进作用。

2.1 水闸施工特点

水闸施工期间，需要针对水站情况进行全面分析，掌握水闸闸室结构，确保结构稳定。闸室作为水利工程中的一项重要结构，其与水利工程的下游、上游结构连接，若闸室稳定性差，受水利工程上下游水位差作用影响，结构容易遭受破坏，产生安全风险[3]。由此可见，基于水闸结构稳定性要求，水闸施工作业开展时，施工企业要加强对水闸施工技术的探讨，加强对水闸相应结构稳定性的分析，避免水闸在投入应用后，结构发生断裂、倾斜等不良现象。

2.2 施工流程

水闸施工作业开展时，为了保证整个施工作业顺利进行，提高水闸施工技术针对性，施工人员在采用施工技术初期节点，应当精确把控水闸施工流程，从而为后续水闸施工技术要点梳理，以及相应管理工作开展提供便利条件。总的来说，在水闸施工作业开展时，应当全面结合水利工程各项设计要求，针对制定的水闸施工方案进行优化，做好相应调整工作，保证施工方案具有指导性，因此，要率先完成水闸部分施工，在这一基础上，依次完成相应施工作业，提高水闸质量，确保水闸竣工后能够稳定运行。

3 水闸施工技术的具体应用

3.1 围堰施工

水闸施工是一项复杂工作，涉及内容较多，而围堰就是施工作业中十分重要的一项内容，该项施工内容会对水闸施工开展，以及竣工后水闸的运行情况造成直接影响，因此，具体施工作业开展时，做好该项工作意义重大[4]。围堰施工期间，常用的施工方法有以下3 种：

3.1.1 土石围堰法

围堰施工开展时，采用土石围堰法开展相应施工作业，该方法的一项重要优点就是施工成本低，施工作业可以就地取材，而且能够采用现有施工材料，这大幅度减低了施工投入，提高围堰施工的经济效益。通过对土石围堰进行分析可以确定，整体结构相对较为简单，而且具有较强的抗冲刷能力，从具体情况来看，土石围堰法是一种实用性较强的一种方法。如果在围堰施工中采用土石围堰法开展施工作业时，相关人员要进入实地做好相应考察工作，全面考虑风浪、水位、安全等各项因素，在此基础上，对围堰宽度、高度、坡度各项内容进行明确，确保围堰的合理性[5]。采取土石围堰法开展施工作业时，施工人员在开展填充作业时，要采取进占法开展，通过对挖机进行应用，依据施工现场情况和工程具体要求，完成填筑施工。具体填筑时，可以通过单侧方式进行，如果施工环境允许，也可以两侧同时进行，填筑时，施工人员要做好控制，保证填筑期间不会出现质量问题。填筑期间，如果填筑处于水平，要采取分层方式填充，采取逐层方式进行压实，需要施工人员注意的是，进行土石填充时，要检测土石填水量，保障土石填水量合理，并且要适当压实[6]。

3.1.2 膜袋砂法

施工人员使用袋装砂进行围堰施工的一种方法，膜袋砂法施工的优点主要体现在成本低、速度快、加固效果好等多个方面，并且在施工时，通过对大型机械进行应用，完成相应施工作业，而且通过对膜袋砂法开展施工，能够实现对河岸情况的保护，可以具有不错抗冲刷效果。采用膜袋砂法开展施工，对于施工材料，可以就地取材，直接利用施工现场砂土，完成相应施工作业，这不仅能够保证工程最终质量达到要求，而且能够降低建设成本，提高整个工程建设的经济效益。水闸施工中，如果采用膜袋砂开展围堰施工作业，为了确保施工顺利进行，提高工程质量，采用的牛皮砂粒径需要＞0.1mm，采用的腈纶纤维布伸缩率要超过32%，将其作为土工膜。开展施工作业时，要指派专人先清理河床表面存在的各种杂物，再利用牛皮砂，填充一层，厚度≥0.4m。完成牛皮砂填充后，安排专人对牛皮砂发生的沉降现象进行监测，监测期间，确保没有发生明显沉降后，填充磨砂袋。膜袋填充期间，为了提高填充质量，保证整个施工作业能够顺利完成，应当依次依据整理边坡、铺设膜袋、定位张拉、膜袋砂填充、填土加高顺序进行。填充膜袋砂作业要采取分层方式进行，填充作业期间，应当在下层不发生显著沉降后，开展上层填充作业，确保最终填充密实度能够达到要求。

3.1.3 钢板桩法

钢板桩法是现阶段水闸施工中最广泛、合理的一种方法，通过对预制钢板桩进行应用，完成相应施工作业。钢板桩尺寸多样，整体联锁形式相对较为简单，钢板桩法与其它围堰施工方法相比，能够循环应用，降低施工成本，提高经济效益。钢板桩法在具体应用期间的关键优点在于施工效率高、简单，成本低，止水效果好等优点。但是，钢板桩法在具体应用期间也存在一定缺点，主要体现在钢板桩自身刚度较小，而且具体施工时，受钢材种类的影响较为显著，也会受制造工艺影响，如果实际施工中采用的工艺无法满足要求，在生存时可能会出现安全问题，存在较大风险。近几年，我国钢材制造行业得到快速发展，制造的钢板桩质量提高显著，同时，施工作业中采用的技术也得到了大幅度改进，这也使钢板桩法成了水闸施工中围堰施工常用的一种方法。总而言之，不同围堰施工方法具有各自特点，在进行围堰施工方案选择时，应当依据水闸具体情况，全面结合水闸所在区域地质、水文等情况，选择出最佳施工方法。

3.2 土方开挖

开展土方开挖作业时，应当严格依据施工图纸上的具体要求，完成标高和放线，严格依据设计图纸上的要求，做好相应定位工作，保证施工顺利进行。开展土方开挖作业时，要采取安全措施进行保护，以免发生塌方现象。土方开挖作业要分层进行，做好排水渠设置，在这一基础上，逐层开展开作业，而且要处理好地层。土方开挖到底部时，应当采取人工方式挖掘，开挖要严格依据由上向下顺序进行，如果水闸所在区水位偏高，在施工时采取掏挖方式施工，容易发生塌方事故。土方开挖期间，要及时开展排水斜开挖作业，避免发生地下水大量聚集现象。如果施工场地内的土质含砂率偏大，应当设置临时平台，确保整个施工作业能够顺利开展。完成基础施工后，要回填施工，利用推土机开展碾压作业，平整施工场地。如果受施工场地限制，无法采用大型机机械施工，则采取人工方式回填，而且要采取打夯方式，压实施工场地，回填后，检测压实度，保证能够达到设计要求。

3.3 混凝土施工

混凝土施工前要安装模板，完成安装后，要绑扎和安装钢筋，安装钢筋前，要做好基础测量放样，确保安装平面位置、高度都准确无误。具体施工开展时，要先安装桁架立筋，再绑扎受力钢筋，在这一期间，要确保钢筋保护层具体厚度。搅拌混凝土期间，要控制好混凝土坍落度，确保坍落度符合设计要求，一旦发现坍落度不合理，必须及时调整。水闸施工期间，混凝土浇筑量一般都较大，考虑底板混凝土浇筑范围较大，为了避免由于混凝土过快凝结，而发生断层问题，浇筑作业要采取分层方式进行，浇筑时要通过计算确定浇筑速度，确保浇筑连续性和浇筑主梁。混凝土浇筑后，及时振捣，振捣深度深入混凝土下层不得＜10cm，与模板距离需要＞20cm，避免模板被破坏。