水利工程中水閘加固施工技術的應用分析

萬吉祥

（宿遷市水利局，江蘇 宿遷 223800）

在水利工程建設中，加強工程基礎工作具有重要作用。施工過程中如果發生滲漏，就會破壞地基，造成水流或土壤流動等問題，破壞閘門。如果水閘結構出現裂縫等變形問題，將影響其承載力，因此，必須嚴格控制加固施工技術的應用質量，確保加固效果。在水利工程的質量控制和日常維護中，有關人員應積極應對有害閘門對水利工程的不利影響[1]。在研究和確定水閘的具體情況后，根據水閘的特殊性能選擇合適的加固方法是非常重要的，通過加固方法可以恢復水閘原來的功能。因此，文章對加固水閘的工作展開了詳細的分析與研究。

1 水閘病險問題分析

1.1 閘室病險問題

閘室是水閘的主體工程，包括閘門、閘墩、閘底板、交通橋、工作橋、檢修便橋和啟閉設備。其病險問題主要為以下兩點：（1）由于水位上升、運行情況變化、地震改善、防漏等原因，閘室整體穩定性達不到規范要求[2]。（2）由于建筑物老化、病害的影響和設計規范的變化，使建筑物的強度受到破壞，承載力降低。

1.2 翼墻與岸墻病險問題

水閘的岸墻和翼墻是水閘與兩岸的連接線，主要用于擋土、吸水和均勻水流[3-4]。常見病害和改造措施如下：（1）翼墻結構異常，分布角度過大，水流情況差，截水能力高，導水長度不足，防滲透效果差，導致翼墻滲水。（2）岸墻、翼墻受地下水位、上下游水位、側向荷載增加、地震水平增加、排水設施尖銳度及防破壞等因素影響，最終引起墻體的不穩定和不安全。

1.3 防護與消能病險問題

（1）消力池比較淺，甚至根本沒有消力池。下游往往不能形成淹沒式水躍，造成下游河床過度磨損，造成消力池破壞、海漫、護坡被沖毀。（2）低礫石不平衡引起的局部侵蝕。（3）護岸功能因墊塊凹陷、基底脫落、侵蝕、排水不暢、養護不善而發生坍塌破壞。

1.4 其他病險問題

適應性防護排水設施：虹吸管道設施由水平阻尼和垂直支撐設施組成。碎石層一般放在壩底，排水部分常與濾層結合使用。如果建筑物的排水體由混凝土或鋼筋混凝土組成，通常稱為澆鑄水閘。混凝土水閘的常見病害主要有裂縫、滲漏、侵蝕、碳化等。

2 水利工程中水閘加固施工技術的應用實例分析

2.1 案例概述

宿遷市黃河故道續建工程位于宿遷市境內。該工程的主要任務是通過新建五河分洪道等后續工程，擴大原黃河漫灘的擴建范圍，提高洪水管理和瀑布標準。全面參與黃河故道防洪、瀑布、水資源等活動，為社會經濟發展作出貢獻。宿遷市黃河故道后續工程施工1標主要建設內容為五河分洪道工程洋河新區境內（K1+900～K4+600）工程，新開河道1.72km（該標段不含跌水），疏浚河道4.60km，加固堤防2.75km，河道護砌5.44km；改建宗墩控制閘；新、拆（改）建跨河橋梁4座、泵站2座、涵閘20座；拆除涵閘1座；新建橋底護砌2座，泵站進水口護砌3座。該工程中模板支架工程主要為宗墩控制閘及沿線建筑物模板制安。其中宗墩控制閘段底板頂面高程9.70m，檢修橋梁底高程15.90m，模板支架搭設高度取6.20m。

2.2 水閘加固處理

在此次分層加固工程中，根據水頭水平、水頭結構、土壤性質、自然情況、施工設備和施工方法等因素，經過廣泛的分析測定，確定了土壤密度。根據碾壓試驗確定的數據，仔細使用碾壓尺寸來控制密封程度。分層加工示意圖如圖1所示。

圖1 分層加工示意圖

為防止充填過程中出現漏壓等情況，必須在每個部位設置標志，并懸掛上下接縫。建筑物的每一層都必須配備一個高度桿管理網絡，以便將指定的地板厚度引入土壤中。某些碾壓操作仍必須滿足規定的要求。滾壓機應與軸線平行，滾壓長度應大于100m，相鄰工作面重疊滾壓寬度應符合要求。推土機碾壓采取進退錯距法，輪跡應搭接輪寬的1/3，行走速度為2檔；機械碾壓不到的部位，應輔以小型設備夯實。夯實采用連環套打進，夯跡搭壓寬度不小于1/3夯徑。根據碾壓試驗所確定的參數，作為壓實作業控制的指標，不得隨意改變指標。碾壓機械行走方向應以達到最佳自碾效果為原則設計，施工道路與道路距離大于50m。對于新填土與舊邊坡之間的接縫，培坡處理要求將接縫開挖成臺階，以促進新舊層的緊密結合。

在鋪料之前，支撐壓實的土壤表面。材料厚度應符合施工區碾壓試驗結果的要求，并調整高度控制孔，以控制土壤厚度。土壤厚度一般控制在（25±5）cm，土塊最大粒徑不宜超過10cm。當材料填充瀝青時，材料必須在設計表面外至少有一定的裕度，機器鋪面寬度必須至少為30cm，鋪料過程中采用推土機整平。相鄰施工段（面）盡可能均衡作業、統一鋪土、統一碾壓，如圖2所示。

圖2 施工方案示意圖

在特殊情況下，如果需要分步施工，則從底部沿水平層分層填筑。當新的和現有的接縫被填充時，隨著填充表面的增加，斜坡被切割成適當的質量層。然后，控制接縫曲線的含水量，使接縫和土壤分布均勻并壓實。當表面接縫垂直于表面軸線時，應跨縫搭接碾壓，其搭接寬度符合要求。

2.3 現場檢驗

根據示意圖，通過不同填料試驗確定所需含水量，根據所需含水量確定不同土料范圍的含水量，并選擇合適的碾壓設備。若含水量過高或過低，應采取措施加以解決。用來填充工程的黏土，在填土前，應將局部受荷土和擬用土送至實驗室進行壓實試驗。根據已選出的壓實機械，通過現場試驗，確定平臺土料壓實的鋪土厚度，壓實遍數及壓實土料的最優含水率，確保在加載和壓縮后達到設計密度，確保壓縮裝置符合建筑要求。選擇適當的建筑密度、土壤厚度、含水量范圍、壓縮方法和壓縮配合比，確定質量控制的技術參數和試驗方法。試驗場地選擇靠近水源、地面密實、地勢平坦開闊、有足夠錯車回轉的場地，一般布置60m×5m的條帶形，然后將此條帶分成四段，每段長15m，各段含水量依次為w1、w2、w3、w4，其誤差為±1%。再將每段沿長邊等分為4塊，確定n1、n2、n3、n4段內各塊碾壓遍數，最后根據碾壓試驗結果，提出正式施工時的碾壓參數。如試驗時若質量達不到設計要求，則分析原因，繼續試驗，直到合格為止。土料壓實試驗場地布置如圖3、圖4所示。

圖3 土料壓實試驗場地布置示意圖

圖4 土料壓實試驗場地布置現場圖

2.4 水閘加工施工結論

通過宿遷市黃河故道后續工程施工，對老舊水閘進行了加固，杜絕了水閘滲漏、坍塌等病害。水利工程是一項便民工程，可以滿足水電、農田灌溉、防洪減災等方面的需要。宿遷市黃河故道后續工程根據壓實試驗和施工經驗，提出了加固水閘的施工方案。現場檢驗人員首先要了解水閘的情況，根據具體需要選擇正確可靠的方法，切實加強水閘的穩定性。監督水閘的使用，采取技術措施保護水閘，最終確保水閘防護系統的安全性和穩定性。

3 結束語

在分層加工施工過程中，存在各種施工方法和常見問題，相關人員要針對各種問題采取相應措施。例如，發生泥漿泄漏時，應根據泄漏的實際情況選用黏土、砂等材料，并將泄漏點密封好。在這一過程中，黏土的使用實際上加固了岸墻，不僅具有良好的密封效果，而且在充填中起著重要作用。砂和水結構的使用會對填料造成破壞，因此必須保證填料工作的質量和可靠性。為了保證水閘的強度，需要正確診斷常見問題并制訂相應的防治方案，以便在出現問題時進行有效管理。