探析水利工程中水閘施工技術(shù)

黃郵信

摘要：文章結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗對水閘施工進(jìn)行簡要的分析，以期能在實際工作中有所幫助，提高水閘工程質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：施工流程；澆筑；防治措施

一、水閘的組成及施工流程

1、組成

水閘由上游連接段、閘室、下游連接段等部分組成。其中上游連接段是引導(dǎo)水流平穩(wěn)進(jìn)入閘室，具有防沖、防滲作用；下游連接段是消除下泄水流動能，與下游河床水流連接，防沖刷；閘室是水閘的主體部分，主要由底板、閘墩、胸墻、閘門、啟閉機(jī)等構(gòu)成；底板是閘室的基礎(chǔ)，將閘室上部結(jié)構(gòu)的重量及荷載向地基傳遞，具有防滲、防沖作用；閘墩是用來分隔閘孔和支承閘門、胸墻、工作橋、交通橋等；閘門是用來擋水及控制過閘流量。

2、施工流程

應(yīng)事先根據(jù)工程設(shè)計要求及工程特點來確定分項工程施工方案，采取先重后輕、先下后上的施工原則。例如某水閘工程的閘室屬于整體結(jié)構(gòu)，寬度較大，在基礎(chǔ)開挖之后及保證施工排水的情況下，優(yōu)先進(jìn)行閘底板、上游鋪蓋、消力池、翼墻底板的施工，再進(jìn)行閘室的胸墻及上部結(jié)構(gòu)的施工。

二、水閘主體結(jié)構(gòu)施工

水閘主體結(jié)構(gòu)主要指閘室，包括底板、閘墩、胸墻、閘門、啟閉機(jī)等。水閘施工中只有嚴(yán)格保證水閘底板、水閘閘墩、水閘止水設(shè)施等主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，才能保證整個水閘工程的施工質(zhì)量。

1、水閘底板施工

通常水閘底板分為平底板和反拱底板兩種形式，雖然兩者均采用混凝土澆筑，但具體的施工方法卻不同。

（1）平底板施工

1）劃分澆筑塊：考慮到溫度縫及沉降縫可分為多結(jié)構(gòu)塊，施工過程中應(yīng)最大限度地利用結(jié)構(gòu)縫來分塊。分塊時應(yīng)避免在彎距及剪力最大處分縫，并適當(dāng)考慮建筑物斷面變化及模板架立等因素。例如永久縫間距大，澆筑塊面積大，使混凝土的拌和、運輸、澆筑能力不足，可設(shè)置施工縫，將澆筑塊的面積劃小。

2）混凝土澆筑：澆筑時利用澆筑塊分別進(jìn)行澆筑。閘室地基處理后，軟基先鋪8～10cm混凝土墊層。澆筑前，先扎筋、立模、搭腳手架、清倉等。

3）逐層澆筑：如果澆筑平底板混凝土?xí)r，底板厚度小，可采用斜層澆筑法。

4）澆筑順序：通常采用先上后下的順序，從一端到另一端。如果底板混凝土方量大且底板順?biāo)L度不超過12 m，可由2個作業(yè)組進(jìn)行分層通倉澆筑，平行施工，為縮短澆筑時間，避免冷縫產(chǎn)生。

5）鋼筋混凝土底板的澆筑：上層鋼筋易被砸變形，澆筑時暫不綁扎。當(dāng)混凝土澆筑面達(dá)到上層鋼筋位置時再綁扎。

（2）反拱底板施工

1）施工順序：先澆筑岸墻及閘墩，后澆筑反拱底板。接縫鋼筋在墩墻底板預(yù)埋，為澆入反拱底板時使用。岸墻應(yīng)盡早夯填，保證閘墩岸墻地基預(yù)壓沉實。該方法對粘性土或砂性土均適用。

2）施工要點：由于采用了土模，基坑的排水工作顯得極其重要，尤其是砂土地基。在挖模之前，首先將基土夯實，再開挖，挖好土模之后，先鋪一層約10cm砂漿，待有強(qiáng)度后再加蓋保護(hù)。

2、水閘閘墩的施工技術(shù)

由于閘墩的高度大、厚度小，門槽處的鋼筋較密集，閘墩相對位置在施工中要求較嚴(yán)格，通常閘墩的立模板與混凝土澆筑是水閘施工中的主要問題。

（1）模板安裝

閘墩模板必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度，才能保證閘墩混凝土經(jīng)一次澆筑就能滿足要求。閘墩模板安裝通常采用立模支撐法，特別適用于中小型閘施工，缺點是耗用大量木材和鋼材，且工序繁瑣。另外，有條件的施工單位大多采用翻模施工法。

（2）混凝土澆筑

閘墩模板安好后，進(jìn)行清倉，清倉結(jié)束堵塞小孔之后，進(jìn)行混凝土澆筑。當(dāng)澆筑落差超過2mh，應(yīng)在倉內(nèi)每隔2～3m設(shè)置一組溜管，防止流態(tài)混凝土下落產(chǎn)生離析。倉內(nèi)把澆筑面分成幾個區(qū)段，分段澆筑和施工，每坯混凝土厚30cm左右。

（3）閘墩裂縫防治

閘墩部位易出現(xiàn)裂縫，給工程帶來了安全隱患。實踐表明，閘墩裂縫的產(chǎn)生與墩體內(nèi)外溫差、混凝土的干縮、外部約束等因素有關(guān)，通常是多種因素共同作用的結(jié)果。其中影響墩體內(nèi)外溫差的因素有混凝土水泥用量及品種、澆筑入模溫度及環(huán)境溫度等。影響外部約束的因素有閘墩分縫長度、底板與閘墩混凝土澆筑時間間隔。目前，通常采用的防治措施體現(xiàn)在材料、溫度控制、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等方面。

1）材料方面：為了降低水化熱，可選擇中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，并減少水泥用量。在混凝土中摻活性混合料，如粉煤灰，可降低混凝土最高溫度，并推遲達(dá)到最高溫度的時間。摻入粉煤灰的百分?jǐn)?shù)即為溫度和水化熱降低的百分?jǐn)?shù)。使用外加劑也是一種有效措施，如緩凝劑、減水劑、膨脹劑等。其中膨脹劑應(yīng)用于閘墩底部有外部約束的部位，避免內(nèi)部膨脹超過表面膨脹。另外，混凝土合理配比也是值得注意的問題。

2）溫度控制方面：盡量降低混凝土入倉溫度，現(xiàn)場新拌混凝土溫度應(yīng)控制在6℃左右。夏季可用冰片代替部分水進(jìn)行混凝土冷卻。澆筑時盡量選在春秋季，避免夏冬季澆筑。其次，應(yīng)降低混凝土的內(nèi)外溫差。例如，在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管，用地下水或人工冷卻水降低混凝土內(nèi)部溫度。在混凝土外部采取隔熱保護(hù)措施，調(diào)節(jié)外部溫度下降速度，降低內(nèi)外溫差。

3）施工工藝方面：由于泵送混凝土易產(chǎn)生溫度收縮裂縫，因此，在澆筑閘墩混凝土?xí)r不宜采用泵送。考慮到泵送混凝土工作效率高，可用于受約束小的閘墩上部，在閘墩底部采用常態(tài)混凝土。為了保證混凝土更好散熱，可采取分層澆筑混凝土，分層深度為1～1.5m。上一層混凝土在前一層混凝土初凝前澆筑完，最底層混凝土可與底板同時澆筑。另外，可適當(dāng)縮短分縫長度或者采取分段澆筑，預(yù)留1～2m后澆帶，等到各段收縮后，在后澆帶澆筑膨脹型混凝土。

4）養(yǎng)護(hù)方面：對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)可以在一定程度上減慢其變形速度。在模板未拆時，盡量減小環(huán)境風(fēng)速。拆模后，可從結(jié)構(gòu)頂部澆水或淋水，若在閘墩周圍裹上不透氣塑料膜則養(yǎng)護(hù)效果更好。

3、水閘止水設(shè)施的施工技術(shù)

（1）沉陷縫填料的施工

沉陷縫的填料有瀝青油毛氈、瀝青杉木板及泡沫板等。填料的安裝方法是首先用鐵釘將填料固定在模板內(nèi)側(cè)，再澆筑混凝土，拆模后填料就粘在混凝土面上，然后在另一側(cè)澆混凝土，此時填料牢牢地嵌入沉降縫內(nèi)。一種方法是同時澆筑沉陷縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)，安裝時沉陷縫填料應(yīng)豎立平直，同時保持沉陷縫兩側(cè)的流態(tài)混凝土高度一致。另一種方法是先在沉陷縫一側(cè)立模澆筑混凝土，在模板內(nèi)側(cè)預(yù)先釘上幾排長鐵釘，鐵釘?shù)?/3在混凝土外，之后安裝填料、敲彎鐵尖，固定填料在混凝土面上，再在另一側(cè)立模板、澆筑混凝土。

（2）止水施工

位于防滲范圍內(nèi)的縫都有止水設(shè)施，包括水平止水、垂直止水，常用的有止水片、止水帶。以止水帶施工為例，止水帶采用橡膠止水帶，需要注意的問題是止水帶的連接及固定。施工時應(yīng)根據(jù)施工縫位置盡可能減少連接接頭，必須連接時采用硫化熱的黏結(jié)方法。黏結(jié)時先利用刀片將止水帶凸出部分去掉，然后用銼將黏結(jié)面銼出新鮮面，并將新鮮面清理干凈，均勻涂抹硫化液體，風(fēng)干后將兩塊止水帶黏結(jié)，用橡膠錘錘打，保證黏結(jié)處全面接觸，減少空隙，然后將搭接部位夾緊，待膠凝結(jié)固化后，取走夾具。固定時用上下兩層鋼模將中間擠嚴(yán)實，鋼模外側(cè)用鋼管橫豎加固，內(nèi)側(cè)澆筑部分用鉛絲每隔1m與鋼模固定，保證澆筑時不發(fā)生彎曲變形。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶勇，董聰飛，徐莉美.水利工程中的水閘施工技術(shù)實踐應(yīng)用探討[J].河南水利與南水北調(diào)，2014，（12）：27—28

[2]舒國忠.水利工程中水閘工程施工技術(shù)分析[J].城市道橋與防洪，2014，（8）：244—246

[3]梁永仲.淺析水閘施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用 [J].水利天地，2013，（1）：37—38