水利工程中水閘加固施工技術研究

劉明稀

(惠州市水電建筑工程有限公司，廣東 惠州 516000)

在水利工程建設過程中，加強工程基礎工作對整個工程的建設起著重要作用。如果在施工過程中發生滲漏，會導致地基的損壞，并引起水和土壤流動等若干問題，并因此損壞閘門。如果水閘結構有裂縫或出現其他變形問題，將對其承載能力產生影響。因此，嚴格把關加固施工技術的應用質量以確保其加固效果成為了施工過程中的重中之重。在水利工程質量檢測和日常的維護中，相關負責人員要積極預防和處理潛在有害閘門對水利工程產生的不利影響。通過檢查確定水閘的具體情況后，針對每個水閘不同的的特殊性能選擇適合的加固方法和手段是一道非常重要的工序。通過多種加固方法可以恢復水閘的初始功能。因此，本文對水閘加固工作的開展進行了詳細的研究和分析。

1 水閘加固施工技術

1.1 閘室結構加固施工

在加固水閘結構的施工過程中，有必要在沉降小的一側打出密集的鉆孔，并分批清理鉆孔中的淤泥，以減輕地基的局部荷載，并將軟土地基移至該側。從而增加了閘室的沉降，實現了位移修正的效果。加固施工技術的原理是減少應力并糾正位移。在實際施工過程中，要注意不要挖出基底內部的土，更不要挖出硬土和井眼深處的土。高壓噴射灌漿技術可用于加固水閘裂縫的施工過程。該方法可有效提高地基的強度和承載力，與此同時還具有減少土壤含水量，防治滲流的優點。

1.2 地基加固

隨著水閘長時間運行，還可能會出現地基泄漏的風險。采取加固措施時應遵循一定的原則，即應減少水利的滲透坡降和增加地基的滲透坡降，從而實現防滲的效果。在通常情況下，可以通過上游防滲透鋪蓋的延長、下游排水設施的修補、過濾設施或者使用灌漿技術對地基進行加固。可以通過加深和擴展側壁并進行灌漿處理來實現側向防滲透。如果是噴射灌漿工藝，則工藝流程應更加嚴格，同時應加強對操作的管理，并應著重強調鉆孔和噴射施工兩部分，以免對加固效果產生影響[1]。

1.3 閘門加固施工技術

過去，許多水利工程中的閘門都是由鋼筋混凝土制成的，存在設計上的缺陷，而且由于長期使用，老化現象也更加嚴重。因此，在閘門的加固施工過程中，有必要再條件允許的范圍內盡可能及時的更換老舊閘門，并轉為使用新型的合金鋼結構閘門。很多小規模的水閘只配備有主閘門，沒有備用閘和檢查槽。一旦主閘門損壞，就必將發生嚴重的安全事故。所以在加固施工過程中，應配置有備用閘門和檢查閘槽，以確保即使主閘門損壞的條件下。水閘仍然可以不受影響正常工作。

1.4 地基加固施工技術

基礎防滲加固施工的基本原理是減少水利滲透坡降，提高地基防滲透坡降，從而達到防滲效果。基礎閘門下的防滲修復措施主要包括修復下游排水設施、擴大上游防滲透鋪蓋、修復下游過濾排水設施，利用灌漿技術加固地基等；側向防滲可采用灌漿技術，擴展和加深側壁等措施。

1.5 混凝土的加固施工技術

鑒于混凝土的碳化和鋼筋的腐蝕程度不同，有必要針對不同部位的碳化狀況進行相應的處理。施工期間，首先應清理碳化物，然后用優質混凝土進行加固；而對于鋼筋腐蝕情況，則應優先除去表面腐蝕，然后再涂防銹涂層。處理侵蝕損壞則取決于當前情況。面對更嚴重腐蝕的表面時，應先對其表面進行清潔，然后使用適當的修補材料進行維修和保護。

2 水利工程中水閘加固施工實例探討

2.1 案例概述

眾所周知，水利工程具有防洪、排澇、灌溉、排污和提供航運等一系列特殊功能。本文以南部3條河涌(蓮塘布河、冷水坑河、河橋水)水環境綜合整治工程為例，白沙仔排水分區是惠州大堤(南堤)內最大的排水分區，總集雨面積63.72 km2，干流河長15.015 km，干流河床坡降0.002 1。白沙仔分區以西枝江老河道(即金山湖)作為主要的調蓄容積，其平均水面面積為1.19 km2。白沙仔分區內支流眾多，主要支流有蓮塘布水、冷水坑水、河橋水、金山河和橫江瀝，其中金山河水部分分流到橫江瀝排出西枝江。白沙仔分區內的澇水通過紅樓水閘和白沙仔排澇站排入西枝江干流，紅樓水閘設計閘底高程為8.59 m，凈寬20 m×高6 m；新開河未開通的情況下，紅樓水閘的閘上和閘下設計水位分別為14.49 m和14.04 m，設計流量338.56 m3/s；新開河開通的情況下，紅樓水閘的閘上和閘下設計水位分別為13.91 m和13.15 m，設計流量345.74 m3/s。白沙仔排澇站10 a一遇最大24 h暴雨1天排干的標準設計，設計排澇流量61 m3/s，總裝機容量5 200 kW。現結合該工程實際，對水閘在出現質量問題后采取的加固技術進行分析，總結該技術的具體應用以及在運用時的管理重點。

2.2 攪拌樁基礎處理

在加固過程中，使用攪拌樁進行處理。不考慮孔樁，地基處理需要注意以下幾點：(1)閘墩最大樁長應設為11.5 m；(2)水閘底板最大樁長應設為10 m；(3)在完成土方施工后，開始使用攪拌樁。在開挖面難以滿足操作要求的情況下可以將樁基工作面設置在0.5 m的鋪砂層上[2]。

2.3 施工技術要點

1)施工設備。水閘采用攪拌樁作業技術進行加固。由于此技術需要的工作量較大，在一般情況下，為了確保在施工期內完成工作，需要準備10臺深層攪拌樁機投入使用，該攪拌樁機的工作進度為300延長米/天。

2)施工場地。確保施工場地的平整是進行深層攪拌樁加固作業的首要前提。為了達到這一目標，在開展工作前，應當對場地中的各類雜物進行有效清理。對于凹陷處，可以采用粘土填充的方式來整平。此外，還應當在過軟的土地上進行機械加固。通過上述種種措施，來保證場地的平整和穩定。

3)施工前準備工作。深層攪拌樁加固作業的準備工作主要有以下幾點：(1)在操作之前，應當按照施工圖測量并布置好施工軸和孔的位置(誤差小于3 cm)，并采取適當的保護措施；(2)在作業前，應當根據實際的施工需要準備好施工設備，且提前對裝配好的機器進行試行，以確保設備的平整和穩定。

4)噴漿成樁。在進行深層攪拌樁加固時，具體操作步驟如下：(1)開展工作時確保噴漿量標準為6.5 kg/m，使攪拌機下沉；(2)將開展工作時的噴漿量標準提高至13 kg/m，使攪拌機攪拌噴漿提升；(3)施工時，確保噴漿量的標準為13 kg/m，使攪拌機攪拌噴漿下沉。此外，為了確保注漿泵的出口壓力在0.4～0.6 MPa，應當在施工過程中采用流量泵裝置來控制注漿的速度；為了保證攪拌提升和泥漿輸送的速度一致，應該將鉆桿的提升速度維持在0.6～0.9 m/min以內。固化劑和摻合劑的總量以及增長速度等信息可以使用自動記錄設備來整理。為了保證導向架與地面的垂直度偏差小于百分之一，可以通過起重設備來調整平整度。為了確保樁位置偏差不大于3 cm，可以使用定位卡。

5)提升攪拌。當樁頂的設計標高接近施工現場的地面標高時，必須提高樁頭的質量。在施工地面以下1 m處使用攪拌機進行噴涂時，應當采用耳慢速攪拌提起以露出地面。為了確保樁頭的水平性和緊湊性，在噴射混凝土的端口即將從地面露出時，應當停止提升并進行幾秒鐘的攪拌。

6)完成工程樁。為了能夠滿足施工要求，必須使前端操作機與后端共漿加強合作，確保接觸信號的平穩性以及攪拌機噴漿的提升數量和速度。如果發生了供漿中斷，則必須立即采取相應的措施來保證供漿的持續性。滿足施工要求的攪拌機噴漿下沉和提升后，則意味著工程樁的完成。在完工28 d后，將使用人工的方法挖掘樁頂上方0.5 m的部分[3]。

3 結語

綜上所述，在水利工程建設過程中，合理應用水閘加固施工技術、提高技術應用質量，可以顯著減少產品質量問題的發生。在具體操作過程中，應根據水閘基礎的實際情況選擇相應的處理技術，技術方案的制定要完整合理，并嚴格執行施工技術方案，確保最終使用質量。