水庫除險加固中水閘設計分析

摘 要：隨著水利工程建設的快速發展，水庫除險加固工程受到了人們的廣泛關注。水閘是水庫工程中的重點部位，直接關系到水庫工程的正常使用。水閘也是有使用年限的，所以我們應該對其進行除險加固處理，使水閘能夠滿足水庫工程的需要，文章主要對水閘底部容易出現的問題進行闡述，并提出了如何控制好混凝土的質量。

關鍵詞：水閘；底板；混凝土

水閘在水利工程建設中一直被廣泛應用，而隨著使用年限的增多，其底部容易出現問題，這也是水利工程單位必須加以重視的問題。但是一直也沒有找到很好的解決辦法，這也給水利工程帶來很多的麻煩和危害。所以我們應該在設計水閘的時候，就要根據實際地理環境和水文條件，施工情況等為基礎進行合理布局。

1 底板混凝土配料的控制

在生產混凝土之前，應該對生產設備進行維護和保養，看其計量是否準確，特別注意的是材料的配合比盡可能控制在水泥、混合料、水為百分之二左右；砂、石為百分之三左右，而外加劑則是百分之一左右，這些材料都是可以通過自動控制系統計量的，而對于減水劑來說，要使用天平進行稱量，準確無誤后裝袋備用。根據施工實際的需要選擇最佳的和混凝土配比單，按照規定的投料順序進行，不可以隨意的變化順序，而且邊投料邊進行攪拌，在攪拌機內的攪拌時間不應該少于兩分鐘，盡可能地避免出現混凝土離析現象。

為了保證混凝土的施工質量，我們應該對混凝土出料情況進行嚴格把關，隨時測量拌合物的溫度及坍落度，避免運送生料，保證混凝土的澆筑工作順利進行。由于底板的混凝土澆筑工程比較大，用量很多，如果只是使用人工運輸的話就會很耗時，所以我們可以使用混凝土輸送泵運送。在安裝泵管的時候，每隔一段時間就要使用鋼管進行固定，而且保證管道卡箍的地方不能出現漏氣問題。在輸送之前應該先用清水把壁管濕潤了，然后再使用水泥砂漿進行潤滑，保證混凝土的正常運輸。

為了保證澆筑混凝土的質量，我們應該在施工現場設置專門的指揮人員。通過對講機實現溝通和聯系，控制好澆筑的速度和時間，并且保證在整個澆筑的過程中都能夠連續進行。施工單位應該安排專門人員對混凝土的溫度進行測定，在澆筑之前應該清理好現場，保證倉內沒有雜物，各項施工材料都符合相關的規范要求，等到一切都準備好了以后，并在監理單位對現場驗收合格之后在進行混凝土的澆筑。澆筑底板之前，應該對施工區域進行均勻劃分，按照一定順序進行澆筑，同時保證一定的厚度，上下層的混凝土澆筑時間不應該超過下層混凝土的初凝時間。

混凝土的振搗也是十分關鍵的一步，在振搗的時候應該從下端開始，逐漸向上轉移，振搗要到位并要保證混凝土的質量。在最底部混凝土初步凝結之前放置一臺泵進行混凝土的防滲施工。在澆筑完成之后，我們使用振動器對混凝土進行振搗，在振搗的同時應該注意操作的時候應該是快插慢拔，按照順序進行，避免出現遺漏現象。值得注意的是在每個插點上振搗的時間應該保證混凝土表面不再出現氣泡為好。

2 水閘底板混凝土的分析

當前情況來看，混凝土底板結構工程是允許有一定的裂縫，而且裂縫的寬度也有著明確的規定。不同國家和地區在不同的環境下所要求的混凝土裂縫的寬度是不一樣的。而我國相關的法律規定，寬度為零點二到零點三毫米的裂縫是允許的。在對待裂縫的態度上主要存在著允許和限制兩種。如果結構所處的環境能夠提供結構一定的變形機會，一旦變形得到了滿足，就不會產生約束應力了，進而也不會產生裂縫了。

相對來說，如果在全自由狀態下，結構可以在任何情況下都不會產生約束應力，所以我們應該給結構創造一些自由變形的條件。這就是我們所說的允許條件。但是在實際的施工中，這種狀態是幾乎不存在的，因為很少工程能夠達到完全自由的狀態，所以我們只需要盡可能地減少約束，使大部分的變形釋放出來，進而產生較小的約束應力。在全約束的情況下，為了避免伸縮縫不開裂，我們可以選擇具有足夠強度和抗拉性的。這種情況叫限制條件。通常來說，這種限制條件必須具備足夠的強度，而允許條件則必須具有充分的變形條件。一般來說，混凝土工程不出現裂縫幾乎是不可能的。但是我們應該把這種情況降到最低，在各個方面的研究都處于基礎階段，期待進一步完善。

3 水閘底板外部環境的控制

水泥水化產生大量的水化熱，在1～3d內可放出熱量的50%，甚至更多，當混凝土達到最高溫度后隨著熱量的散發又開始降溫，直到與環境溫度相同。底板為大體積混凝土，熱量傳遞的同時更易在內部積存，導致了內部溫度高于外部溫度，內部出現峰值溫度。升溫階段結束后，是散熱階段。內外混凝土散熱條件不同，外部混凝土和外界環境接觸，散熱條件好，熱量容易散發，內部混凝土散熱條件差，于是在降溫階段又造成了外部混凝土溫度低于內部混凝土溫度。這樣在升溫和降溫階段都使底板內外混凝土形成了同一方向的溫度梯度。導致了其變形的不一致。內部膨脹受到外部的限制，或相應地外部收縮受到內部約束，于是在外部混凝土中產生了拉應力。當外部混凝土拉應力達到其極限拉應力，裂縫就會產生。裂縫初期很細，隨著時問發展繼續擴大、變深，甚至貫穿。除了混凝土水化引起的溫度作用外，運行期環境溫度變化也會產生作用。特別是遇到寒潮襲擊、表面溫降特別大時，裂縫發展更為嚴重。從以上分析可以看出，影響內外溫差的主要因素有混凝土水泥用量、水泥品種、澆筑入模溫度及環境溫度等。

混凝土內的水分，少部分提供了水泥水化的需要，少部分泌出流失，大部分水分是在澆搗完畢后慢慢蒸發掉的。隨著水泥的凝結、硬化，混凝土中的水分在未飽和空氣中慢慢散失，引起混凝土體積縮小、變形，這種變形稱為干縮。由于混凝土的水分蒸發及含濕量的不均勻分布，形成濕度變化梯度。其水分蒸發總是從外向內，由表及里。表層混凝土的水分蒸發程度和速度總是大于內部，表層混凝土收縮的程度亦大，其變形會受到內部混凝土的限制，在表層混凝土中也產生拉應力，使得表層混凝土總的拉應力加大，產生干縮裂縫，但干縮一般只發生在表層。混凝土的配合比和組成是影響干縮的主要因素，一般水泥用量多，水灰比大，則干縮也大。骨料密度大，級配好，彈性模量高，骨料粒徑大，可以減小混凝土的干縮。其次，混凝土的養護和環境對干縮也有很大的影響。

混凝土即使沒有水分蒸發，其各組成部分的化學反應也會產生自生體積變形。在底板約束影響范圍內，膨脹型自生體積變形會產生預壓應力，有利于防裂，收縮型自生體積變形則不利于防裂。混凝土的自生收縮一般在拆模之前完成，雖然其量值不大，但如果同其他收縮疊加在一起，就會使表面拉應力增大。

除了外界因素外，導致混凝土自身體積發生收縮的因素還包括水灰比例、材料的化學成分，水灰比例導致對混凝土自身收縮的影響和對干縮的影響是相反的，當水灰比例超過零點五的時候，就可以直接忽略干縮和收縮；當水灰的比例小于零點三五的時候，就必須考慮自身收縮和干縮對混凝土的影響了。

引起水閘混凝土問題的因素有很多，并不是單獨一個要素所引起的。通過文章的闡述，我們能夠了解到，有時候雖然解決了一種影響因素，但是同時可能會產生另外一種影響因素，所以作為工程人員應該認真負責的對待每一道工序，把不利因素降到最低。

參考文獻

[1]賀仁臣.水庫除險加固中水閘設計分析[J].今日科苑.