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【摘要】本文以水闸主体结构的概述为基础,着重分析了水闸运行期结构安全的主要问题,以实际为出发点对水闸主体结构的施工方法进行了探讨。
【关键词】水闸,主体结构,施工技术
一、前言
随着科技水平的不断提高,社会经济的快速发展,人们对水闸主体结构的施工技术的要求也越来越高。因此,我们要加强先进理论与先进技术的学习与应用,不断进行水闸主体结构的施工技术的研发和探讨,使电水闸主体结构的施工技术更加适用、可靠与经济。
二、水闸主体结构的概述
水闸,按其所承担的主要任务,可分为:节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。按闸室的结构形式,可分为:开敞式、胸墙式和涵洞式。开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅,适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸,节制闸、分洪闸常用这种形式。胸墙式水闸和涵洞式水闸,适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位,即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同,为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水,挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。
水闸由闸室、上游连接段和下游连接段组成。闸室是水闸的主体,设有底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、工作桥、交通桥等。闸门用来挡水和控制过闸流量,闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是闸室的基础,将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递,兼有防渗和防冲的作用。闸室分别与上下游连接段和两岸或其他建筑物连接。上游连接段包括:在两岸设置的翼墙和护坡,在河床设置的防冲槽、护底及铺盖,用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免遭水流冲刷,并与闸室共同组成足够长度的渗径,确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。下游连接段,由护坦、 海漫、 防冲槽、两岸翼墙、护坡等组成,用以引导出闸水流向下游均匀扩散,减缓流速,消除过闸水流剩余动能,防止水流对河床及两岸的冲刷。
三、水闸运行期结构安全的主要问题
1、混凝土碳化
混凝土碳化问题是水闸混凝土结构存在的主要问题之一,也是水闸混凝土结构产生老化破损的重要诱因。闸墩、闸底板、闸门等构件混凝土碳化深度总体较小,结构较为完好。排架柱、轨道梁、启闭机大梁等梁柱构件混凝土碳化深度相对较大,部分超过钢筋保护层厚度,导致外部混凝土脱落,钢筋锈蚀外露,结构破损严重。
2、钢筋保护层侵蚀
混凝土结构的钢筋保护层侵蚀也是水闸混凝土结构存在的主要问题之一。闸墩、闸底板、翼墙等构件钢筋保护层厚度普遍满足设计与规范要求。闸门、排架柱、轨道梁、启闭机大梁等构件实测钢筋保护层厚度普遍偏小,不满足现行规范要求。
3、钢筋锈蚀
混凝土结构的钢筋锈蚀问题也是水闸混凝土结构存在的主要问题之一,是加速破坏水闸混凝土结构的重要因素。排架柱、轨道梁等梁柱混凝土中的主筋与箍筋锈蚀情况较为普遍,当混凝土碳化深度超过保护层厚度时,钢筋表面碱性钝化膜便被破坏,导致钢筋与外界酸性潮湿环境接触发生锈蚀。一旦钢筋发生锈蚀,锈蚀产生的体积膨胀导致混凝土涨裂,从而加速钢筋锈蚀,锈蚀过程无法控制。有的水闸结构部位甚至处于严重锈蚀甚至锈损状态,对钢筋混凝土结构的承载能力和耐久性将产生严重的影响。
四、水闸主体结构的施工方法
1、水闸混凝土施工
水闸主体结构施工主要包括闸身上部结构以及底板、闸墩、止水设施和门槽等方面的施工内容,其中混凝土工程是水闸施工的主要环节。
水闸混凝土施工要求:水闸混凝土必须根据所在部位的工作条件,分别满足强度、抗冻、抗渗、抗侵蚀、抗冲刷、抗磨损等性能及施工和易性要求,对于水闸混凝土的施工,应从材料选择、配合比设计。温度控制、施工安排和质量控制等方面,采取综合措施,防止产生裂缝和钢筋锈蚀。
施工原则:混凝土工程的施工宜掌握以闸室为中心,按照“先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次”的原则进行。
(一)、先深后浅
相邻两部位建基面深浅不一时,若先施工浅部位的混凝土,则在浇筑
深的部位时,可能会扰动已浇部位的基土,导致混凝土沉降、走动或断裂。
(二)、先重后轻
是为了给重的部位有预沉的时间,使地基达到相对的稳定,以减轻对
邻接部位混凝土产生不良影响。如邻接两岸挡土墙的消力池、铺盖混凝土边缘部位开裂。
(三)、先高后矮
只要是为了平衡施工力量,加速施工进度。处于闸室中心的闸底板及
其上部的闸墩、胸墙和桥梁,高度较大、层次较多、工作量较集中,需要的施工时间也较长,在混凝土浇完后,接着还要进行闸门、启闭机安装等工序,因而必须集中力量优先进行。其他如铺盖、消力池、翼墙等部位的施工,则可穿插其中进行,以利施工力量的均衡。
(四)、先主后次。
指先主体部位,后次要部位,既是基于施工安全的考虑,亦从节省投
资、缩短工期着眼。但如遇到流砂、渗水特别严重的地基时,为避免地基破坏,节省地基处理费用,可以打破常规,抓住主要矛盾,先集中力量突击下部工程,以后再进行上部墩、墙和桥梁的施工。
2、水闸平底板的施工
水闸底板有平底板与反拱底板两种,平底板为常用底板。平底板的施工总是底板先于墩墙,反而拱底板的施工一般是先浇墩墙,预留联接钢筋,待沉降稳定后再浇反拱底板。 水闸平底板的混凝土浇筑,一般采用逐层浇筑法。但当底板厚度不大,拌合站的生产能力受到限制时,亦可采用台阶浇筑法。
平底板混凝土的浇筑,一般先浇上、下游齿墙,然后再从一端向另一端浇筑。当底板混凝土方量较大,且底板顺水流长度在12m以内时,可安排两个作用组分层通仓浇筑。首先两组同时浇筑下游齿墙,待齿墙浇平后,将第二组调至上游齿墙,另一组自下游向上游开浇第一坯底板。上游齿墙组浇完,立即调至下游开浇第二坯,而第一坯组浇完又掉头浇第三坯。这样交替连环浇筑可缩短每坯间隔时间,加快进度,避免产生冷缝。
3、水闸止水设施的施工
为了适应地基不均匀沉降和伸缩变形,在水闸设计中均设置温度缝和沉降缝,并常用沉降缝代温度缝。缝有铅直和水平两种,缝宽一般为1.0~2.0cm。缝中填料及止水设施,在施工中应按设计要求确保质量。
沉降缝填料的施工:沉降缝的填充材料,常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板多种。其安装方法有以下两种。
一种是将填充材料用铁钉固定在模板内侧后,再浇混凝土,这样拆模后填充材料即可贴在混凝土上,然后立沉陷缝的另一侧模板和浇混凝土。如果沉降缝两侧的结构需要同时浇灌,则沉降缝的填充材料在安装时要竖立平直,浇筑时沉降缝两侧流态混凝土的上升高度要一致。
另一种是先在缝的一侧立模浇混凝土,并在模板内侧预先钉好安装填充材料的长铁钉数排,并使铁钉的1/3留在混凝土外面,然后安装填料、敲弯铁尖,使填料固定在混凝土面上,再立另一侧模板和浇混凝土。
五、结束语
通过对新时期下,水闸主体结构的施工技术的分析,进一步明确了水闸主体结构的施工方向,为水闸主体结构的优化完善奠定了坚实基础,有助于水闸主体结构的施工技术水平的提高。
参考文献
[1]李为杜.混凝土无损检测技爿咖上海:同济大学出版社,2005
[2]丁士昭.水利水电管理与实务.中国建筑工业出版社,2011.
[3]张誉,蒋利学。张伟平,等.混凝土结构耐久性概论[j].上海:上海科学技术出版社,2003
[4]柏宝忠壬以仁.影晌水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策田.水利水电技术,2004
【关键词】水闸,主体结构,施工技术
一、前言
随着科技水平的不断提高,社会经济的快速发展,人们对水闸主体结构的施工技术的要求也越来越高。因此,我们要加强先进理论与先进技术的学习与应用,不断进行水闸主体结构的施工技术的研发和探讨,使电水闸主体结构的施工技术更加适用、可靠与经济。
二、水闸主体结构的概述
水闸,按其所承担的主要任务,可分为:节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。按闸室的结构形式,可分为:开敞式、胸墙式和涵洞式。开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅,适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸,节制闸、分洪闸常用这种形式。胸墙式水闸和涵洞式水闸,适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位,即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同,为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水,挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。
水闸由闸室、上游连接段和下游连接段组成。闸室是水闸的主体,设有底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、工作桥、交通桥等。闸门用来挡水和控制过闸流量,闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是闸室的基础,将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递,兼有防渗和防冲的作用。闸室分别与上下游连接段和两岸或其他建筑物连接。上游连接段包括:在两岸设置的翼墙和护坡,在河床设置的防冲槽、护底及铺盖,用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免遭水流冲刷,并与闸室共同组成足够长度的渗径,确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。下游连接段,由护坦、 海漫、 防冲槽、两岸翼墙、护坡等组成,用以引导出闸水流向下游均匀扩散,减缓流速,消除过闸水流剩余动能,防止水流对河床及两岸的冲刷。
三、水闸运行期结构安全的主要问题
1、混凝土碳化
混凝土碳化问题是水闸混凝土结构存在的主要问题之一,也是水闸混凝土结构产生老化破损的重要诱因。闸墩、闸底板、闸门等构件混凝土碳化深度总体较小,结构较为完好。排架柱、轨道梁、启闭机大梁等梁柱构件混凝土碳化深度相对较大,部分超过钢筋保护层厚度,导致外部混凝土脱落,钢筋锈蚀外露,结构破损严重。
2、钢筋保护层侵蚀
混凝土结构的钢筋保护层侵蚀也是水闸混凝土结构存在的主要问题之一。闸墩、闸底板、翼墙等构件钢筋保护层厚度普遍满足设计与规范要求。闸门、排架柱、轨道梁、启闭机大梁等构件实测钢筋保护层厚度普遍偏小,不满足现行规范要求。
3、钢筋锈蚀
混凝土结构的钢筋锈蚀问题也是水闸混凝土结构存在的主要问题之一,是加速破坏水闸混凝土结构的重要因素。排架柱、轨道梁等梁柱混凝土中的主筋与箍筋锈蚀情况较为普遍,当混凝土碳化深度超过保护层厚度时,钢筋表面碱性钝化膜便被破坏,导致钢筋与外界酸性潮湿环境接触发生锈蚀。一旦钢筋发生锈蚀,锈蚀产生的体积膨胀导致混凝土涨裂,从而加速钢筋锈蚀,锈蚀过程无法控制。有的水闸结构部位甚至处于严重锈蚀甚至锈损状态,对钢筋混凝土结构的承载能力和耐久性将产生严重的影响。
四、水闸主体结构的施工方法
1、水闸混凝土施工
水闸主体结构施工主要包括闸身上部结构以及底板、闸墩、止水设施和门槽等方面的施工内容,其中混凝土工程是水闸施工的主要环节。
水闸混凝土施工要求:水闸混凝土必须根据所在部位的工作条件,分别满足强度、抗冻、抗渗、抗侵蚀、抗冲刷、抗磨损等性能及施工和易性要求,对于水闸混凝土的施工,应从材料选择、配合比设计。温度控制、施工安排和质量控制等方面,采取综合措施,防止产生裂缝和钢筋锈蚀。
施工原则:混凝土工程的施工宜掌握以闸室为中心,按照“先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次”的原则进行。
(一)、先深后浅
相邻两部位建基面深浅不一时,若先施工浅部位的混凝土,则在浇筑
深的部位时,可能会扰动已浇部位的基土,导致混凝土沉降、走动或断裂。
(二)、先重后轻
是为了给重的部位有预沉的时间,使地基达到相对的稳定,以减轻对
邻接部位混凝土产生不良影响。如邻接两岸挡土墙的消力池、铺盖混凝土边缘部位开裂。
(三)、先高后矮
只要是为了平衡施工力量,加速施工进度。处于闸室中心的闸底板及
其上部的闸墩、胸墙和桥梁,高度较大、层次较多、工作量较集中,需要的施工时间也较长,在混凝土浇完后,接着还要进行闸门、启闭机安装等工序,因而必须集中力量优先进行。其他如铺盖、消力池、翼墙等部位的施工,则可穿插其中进行,以利施工力量的均衡。
(四)、先主后次。
指先主体部位,后次要部位,既是基于施工安全的考虑,亦从节省投
资、缩短工期着眼。但如遇到流砂、渗水特别严重的地基时,为避免地基破坏,节省地基处理费用,可以打破常规,抓住主要矛盾,先集中力量突击下部工程,以后再进行上部墩、墙和桥梁的施工。
2、水闸平底板的施工
水闸底板有平底板与反拱底板两种,平底板为常用底板。平底板的施工总是底板先于墩墙,反而拱底板的施工一般是先浇墩墙,预留联接钢筋,待沉降稳定后再浇反拱底板。 水闸平底板的混凝土浇筑,一般采用逐层浇筑法。但当底板厚度不大,拌合站的生产能力受到限制时,亦可采用台阶浇筑法。
平底板混凝土的浇筑,一般先浇上、下游齿墙,然后再从一端向另一端浇筑。当底板混凝土方量较大,且底板顺水流长度在12m以内时,可安排两个作用组分层通仓浇筑。首先两组同时浇筑下游齿墙,待齿墙浇平后,将第二组调至上游齿墙,另一组自下游向上游开浇第一坯底板。上游齿墙组浇完,立即调至下游开浇第二坯,而第一坯组浇完又掉头浇第三坯。这样交替连环浇筑可缩短每坯间隔时间,加快进度,避免产生冷缝。
3、水闸止水设施的施工
为了适应地基不均匀沉降和伸缩变形,在水闸设计中均设置温度缝和沉降缝,并常用沉降缝代温度缝。缝有铅直和水平两种,缝宽一般为1.0~2.0cm。缝中填料及止水设施,在施工中应按设计要求确保质量。
沉降缝填料的施工:沉降缝的填充材料,常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板多种。其安装方法有以下两种。
一种是将填充材料用铁钉固定在模板内侧后,再浇混凝土,这样拆模后填充材料即可贴在混凝土上,然后立沉陷缝的另一侧模板和浇混凝土。如果沉降缝两侧的结构需要同时浇灌,则沉降缝的填充材料在安装时要竖立平直,浇筑时沉降缝两侧流态混凝土的上升高度要一致。
另一种是先在缝的一侧立模浇混凝土,并在模板内侧预先钉好安装填充材料的长铁钉数排,并使铁钉的1/3留在混凝土外面,然后安装填料、敲弯铁尖,使填料固定在混凝土面上,再立另一侧模板和浇混凝土。
五、结束语
通过对新时期下,水闸主体结构的施工技术的分析,进一步明确了水闸主体结构的施工方向,为水闸主体结构的优化完善奠定了坚实基础,有助于水闸主体结构的施工技术水平的提高。
参考文献
[1]李为杜.混凝土无损检测技爿咖上海:同济大学出版社,2005
[2]丁士昭.水利水电管理与实务.中国建筑工业出版社,2011.
[3]张誉,蒋利学。张伟平,等.混凝土结构耐久性概论[j].上海:上海科学技术出版社,2003
[4]柏宝忠壬以仁.影晌水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策田.水利水电技术,2004