水利施工中水闸施工技术的实施难点与有效控制

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  摘要:随着水利施工项目的不断增加,水闸作为水利施工中非常重要的组成部分,其在进行设计与施工的时候,必选结合实际情况,予以有效控制。怎样实现水闸设计的合理性、经济性、安全性,提高水闸施工质量,是设计人员急需解决的重要问题。本文在分析水闸组成及水闸施工特点的基础上,阐述水闸施工的实施难点与有效控制。
  关键词:水利施工;水闸施工技术;难点;控制
  水闸施工是一项较为常见的水利施工,主要包括堤围、各种水闸、电排站等水利工程项目。现阶段,我国水闸施工规模较为落后,运行效率较差,施工技术与质量难以控制,经常出现一些施工安全事故。为此,在水利工程水闸施工中,一定要克服施工技术难点,对施工质量进行有效控制,确保水利工程整体施工质量达标。
  一、水闸组成
  水闸主要是由闸室、上游、下游连接组成。闸室作为水闸主体,内设闸门、闸墩、工作桥等。闸门作用就是控制闸流量与挡水,闸墩作用就是支撑闸门、工作桥等组件与分隔闸孔。闸室分别与其它构筑物或者上游、下游连接段予以连接。上游连接段主要就是在两岸设置翼墙与护坡,在河床设置铺盖、防冲槽、护堤,使水流可以平稳的进入闸室,避免水流对河床的冲刷,进而保护两岸。下游连接段主要包括护坦、防冲槽、消力池、护坡等,对出闸水予以引导,使其可以均匀扩散,并且减缓流速,降低过闸水的剩余作用,避免水流对河床与两岸产生冲刷作用。
  二、水闸施工特点
  在设计闸室的时候,必须具备足够的抗滑稳定性,水闸关门挡水时,闸室需要承受上游、下游的水位差压力,非常可能导致闸室出现滑动。同时,在上游、下游水位差作用下,水沿着上游闸基,绕过两岸连接构筑物向下游渗透,产生一定的渗透压力,会对两岸连接构筑物与闸基产生不利影响,尤其是建设在土基上的水闸,因为土体的抗渗稳定性较差,非常容易出现渗透变形的情况,导致施工不安全。所以,在建设水闸的时候,必须综合考虑地质条件、两岸连接构筑物、水位差等因素,保证两岸及闸基具有良好的抗渗稳定性,进而确保施工质量达标。在开门泄水的时候,闸室总宽度一定要满足设计流量需求。闸孔径可以按照闸门形式与使用要求进行确定。由于过闸水流速比较大,形态比较复杂,两岸与河床非常容易受到冲刷,所以,必须采取有效的防冲消能策略。针对建设在平原区域的水闸而言,地基主要为软土地基,承载力较小,压缩性较大,在水闸自动作用与外荷载作用下,非常容易出现沉陷的现象,导致翼墙或者闸室出现下沉、倾斜的情况,甚至出现结构断裂不能正常运行的问题。所以,在设计翼墙、闸室结构、尺寸的时候,必须充分考虑地基条件,保证其受力均匀,有效控制其承载力,妥善处理地基,避免出现沉陷问题。
  三、水利施工中水闸施工技术的实施难点与有效控制
  (一)导流施工
  在水闸导流施工中,主要包括两个部分:一是,围堰挡水。根据水闸施工的实际情况,按照先下后上、先重后轻的原则展开施工,对闸底板、消力池、围区侧底板、翼墙底板进行优先施工,之后进行胸墙、上部结构施工。二是,基坑排水。在水闸底板施工中,借助现有围堤水闸进行早期排水,同时在底板施工前期修筑小隔堤予以挡水,在基坑周围设置排水沟,并且设置集水坑,采用潜水泵明排形式,在水闸与护坡具备通水条件之后,按照工期进度要求,进行开挖控制。
  (二)基础施工
  在水闸基础施工中,主要包括两个部分:一是,基础开挖。在土方开挖施工之前,需要进行放样测量,对开挖线进行标示,施工中禁止出现超挖现象。在边坡、底板处预留保护层,采取自上而下的人工开挖,预留50cm的保护层,同时修筑边坡,达到设计高程;按照有关技术规范标准开挖边坡,使其达到设计高程。在挖掘基坑的时候,选用1m?的挖掘机进行。二是,基础处理。平原区域的土基埋藏厚度比较大,导致地基承载力较小,在传统设计中,不适合选用天然地基作为持力层,需要予以人工加固或者运用桩基础,然而,通过这样的处理之后,不仅会增加施工成本,还不会达到理想效果。所以,在软粘土地基上部运用整体刚度较好的箱涵式结构,选用天然地基与桩基础共同作用的水闸,不仅可以达到加固效果,还可以取得良好的經济效益。在施工中,为了避免出现机械作用力不平衡的情况,影响水闸使用效果,可以在闸侧墙下部打入松桩,两侧对称填土,保持平衡。
  (三)闸室底板混凝土施工
  针对闸室底板混凝土施工而言,可以采用分缝分块浇筑。首先,在闸室施工中,可以穿插进行闸室底板混凝土施工、消力池施工、护坦混凝土施工。在施工前,对土基开挖面进行清理,在验收合格之后,展开闸室底板混凝土施工。在混凝土浇筑之前,需要清理建设基面,并且排除积水,在质量验收合格之后,才可以正式施工。在侧模混凝土浇筑施工中,可以选用组合钢模,部分选用木模,用杉原木、方木、钢管等予以加固,保证其具有足够强度与刚度的条件下,予以有效施工,避免出现变形现象。在安装钢筋之后,对安装平面位置予以确定,有效控制高程,在质量检验合格之后,进行焊接与绑扎。在底板混凝土施工中,当混凝土强度达到设计要求之后,才可以进行拆模,之后截除多余的拉杆,用水泥砂浆抹平,避免钢筋锈蚀,确保施工质量达标。
  (四)闸墩施工
  在闸墩施工中,主要包括两大难点:一是,闸墩模板安装。保证闸墩模板具有足够的刚度与强度,这样才可以保证混凝土一次浇筑达到设计高程。在此基础上,闸墩模板安装选用“铁板螺栓、对拉撑木”立模支撑法。在水闸施工中运用此种方法,具有施工方便的特点,但是需要消耗大量的钢材与模板,为此,需要慎重选择。二是,闸墩混凝土浇筑。在浇筑混凝土之前,需要开展清仓工作,堵塞所有小孔。通过此施工过程,不仅可以实现每块底板闸墩混凝土的均衡提升,还可以解决流态混凝土入仓不足。在落差超过2m的时候,流态混凝土就会出现下落现象,产生离析,为了解决这个问题可以在仓内每隔2-3m设置一组溜管,进行分段浇筑,将浇筑厚度控制在30cm上下。   (五)止水施工
  止水施工质量对水闸工程整体施工质量有着直接的关系,所以,一定要采取可靠的施工技术,确保止水施工质量达标。在立模时,采用定型模板对止水带予以固定,在进行浇筑的时候,需要安排专门人员进行值班,避免出现止水带移位的现象。用橡胶止水制作水平止水片与垂直止水片,避免出现接头;同时,止水带进行整段使用,并且运用自制专用模具配合强力胶予以焊接或者粘连。
  结束语
  总而言之,相较于其它工程施工而言,水闸施工难度更大,对水利施工效益影响也比较大,所以,要对施工实践进行不断的思考与探索,勇于创新,积极引进一些先进施工技术与施工材料,明确其施工特性,结合施工现场的具体情况,对施工方案予以改进与优化,尽可能提高施工质量,实现水利水闸施工的经济效益与社会效益。
  参考文献:
  [1]刘扬,周景峰,黄运玉,等.水闸施工技术在水利工程中的应用分析(2900)[J].城市建设理论研究(电子版),2013(11).
  [2]赵伟.水闸施工技术难点及控制[J].城市建设理论研究(电子版),2013(01).
  [3]李甲荣,曾斯亮.水闸工程施工实践与技术探讨[J].中国科技博览,2012(14).
  [4]陈锐锋.浅谈水闸设计时问题分析及应用[J].城市建设理论研究(电子版),2014(17).
  [5]平自平.石方爆破开挖技术在某海堤水闸基坑施工中的应用探讨[J].黑龙江水利科技,2011(02).
  摘要:随着水利施工项目的不断增加,水闸作为水利施工中非常重要的组成部分,其在进行设计与施工的时候,必选结合实际情况,予以有效控制。怎样实现水闸设计的合理性、经济性、安全性,提高水闸施工质量,是设计人员急需解决的重要问题。本文在分析水闸组成及水闸施工特点的基础上,阐述水闸施工的实施难点与有效控制。
  关键词:水利施工;水闸施工技术;难点;控制
  水闸施工是一项较为常见的水利施工,主要包括堤围、各种水闸、电排站等水利工程项目。现阶段,我国水闸施工规模较为落后,运行效率较差,施工技术与质量难以控制,经常出现一些施工安全事故。为此,在水利工程水闸施工中,一定要克服施工技术难点,对施工质量进行有效控制,确保水利工程整体施工质量达标。
  一、水闸组成
  水闸主要是由闸室、上游、下游连接组成。闸室作为水闸主体,内设闸门、闸墩、工作桥等。闸门作用就是控制闸流量与挡水,闸墩作用就是支撑闸门、工作桥等组件与分隔闸孔。闸室分别与其它构筑物或者上游、下游连接段予以连接。上游连接段主要就是在两岸设置翼墙与护坡,在河床设置铺盖、防冲槽、护堤,使水流可以平稳的进入闸室,避免水流对河床的冲刷,进而保护两岸。下游连接段主要包括护坦、防冲槽、消力池、护坡等,对出闸水予以引导,使其可以均匀扩散,并且减缓流速,降低过闸水的剩余作用,避免水流对河床与两岸产生冲刷作用。
  二、水闸施工特点
  在设计闸室的时候,必须具备足够的抗滑稳定性,水闸关门挡水时,闸室需要承受上游、下游的水位差压力,非常可能导致闸室出现滑动。同时,在上游、下游水位差作用下,水沿着上游闸基,绕过两岸连接构筑物向下游渗透,产生一定的渗透压力,会对两岸连接构筑物与闸基产生不利影响,尤其是建设在土基上的水闸,因为土体的抗渗稳定性较差,非常容易出现渗透变形的情况,导致施工不安全。所以,在建设水闸的时候,必须综合考虑地质条件、两岸连接构筑物、水位差等因素,保证两岸及闸基具有良好的抗渗稳定性,进而确保施工质量达标。在开门泄水的时候,闸室总宽度一定要满足设计流量需求。闸孔径可以按照闸门形式与使用要求进行确定。由于过闸水流速比较大,形态比较复杂,两岸与河床非常容易受到冲刷,所以,必须采取有效的防冲消能策略。针对建设在平原区域的水闸而言,地基主要为软土地基,承载力较小,压缩性较大,在水闸自动作用与外荷载作用下,非常容易出现沉陷的现象,导致翼墙或者闸室出现下沉、倾斜的情况,甚至出现结构断裂不能正常运行的问题。所以,在设计翼墙、閘室结构、尺寸的时候,必须充分考虑地基条件,保证其受力均匀,有效控制其承载力,妥善处理地基,避免出现沉陷问题。
  三、水利施工中水闸施工技术的实施难点与有效控制
  (一)导流施工
  在水闸导流施工中,主要包括两个部分:一是,围堰挡水。根据水闸施工的实际情况,按照先下后上、先重后轻的原则展开施工,对闸底板、消力池、围区侧底板、翼墙底板进行优先施工,之后进行胸墙、上部结构施工。二是,基坑排水。在水闸底板施工中,借助现有围堤水闸进行早期排水,同时在底板施工前期修筑小隔堤予以挡水,在基坑周围设置排水沟,并且设置集水坑,采用潜水泵明排形式,在水闸与护坡具备通水条件之后,按照工期进度要求,进行开挖控制。
  (二)基础施工
  在水闸基础施工中,主要包括两个部分:一是,基础开挖。在土方开挖施工之前,需要进行放样测量,对开挖线进行标示,施工中禁止出现超挖现象。在边坡、底板处预留保护层,采取自上而下的人工开挖,预留50cm的保护层,同时修筑边坡,达到设计高程;按照有关技术规范标准开挖边坡,使其达到设计高程。在挖掘基坑的时候,选用1m?的挖掘机进行。二是,基础处理。平原区域的土基埋藏厚度比较大,导致地基承载力较小,在传统设计中,不适合选用天然地基作为持力层,需要予以人工加固或者运用桩基础,然而,通过这样的处理之后,不仅会增加施工成本,还不会达到理想效果。所以,在软粘土地基上部运用整体刚度较好的箱涵式结构,选用天然地基与桩基础共同作用的水闸,不仅可以达到加固效果,还可以取得良好的经济效益。在施工中,为了避免出现机械作用力不平衡的情况,影响水闸使用效果,可以在闸侧墙下部打入松桩,两侧对称填土,保持平衡。
  (三)闸室底板混凝土施工   针对闸室底板混凝土施工而言,可以采用分缝分块浇筑。首先,在闸室施工中,可以穿插进行闸室底板混凝土施工、消力池施工、护坦混凝土施工。在施工前,对土基开挖面进行清理,在验收合格之后,展开闸室底板混凝土施工。在混凝土浇筑之前,需要清理建设基面,并且排除积水,在质量验收合格之后,才可以正式施工。在侧模混凝土浇筑施工中,可以选用组合钢模,部分选用木模,用杉原木、方木、钢管等予以加固,保证其具有足够强度与刚度的条件下,予以有效施工,避免出现变形现象。在安装钢筋之后,对安装平面位置予以确定,有效控制高程,在质量检验合格之后,进行焊接与绑扎。在底板混凝土施工中,当混凝土强度达到设计要求之后,才可以进行拆模,之后截除多余的拉杆,用水泥砂浆抹平,避免钢筋锈蚀,确保施工质量达标。
  (四)闸墩施工
  在闸墩施工中,主要包括两大难点:一是,闸墩模板安装。保证闸墩模板具有足够的刚度与强度,这样才可以保证混凝土一次浇筑达到设计高程。在此基础上,闸墩模板安装选用“铁板螺栓、对拉撑木”立模支撑法。在水闸施工中运用此种方法,具有施工方便的特点,但是需要消耗大量的钢材与模板,为此,需要慎重选择。二是,闸墩混凝土浇筑。在浇筑混凝土之前,需要开展清仓工作,堵塞所有小孔。通过此施工过程,不仅可以实现每块底板闸墩混凝土的均衡提升,还可以解决流态混凝土入仓不足。在落差超过2m的时候,流态混凝土就会出现下落现象,产生离析,为了解决这个问题可以在仓内每隔2-3m设置一组溜管,进行分段浇筑,将浇筑厚度控制在30cm上下。
  (五)止水施工
  止水施工质量对水闸工程整体施工质量有着直接的关系,所以,一定要采取可靠的施工技术,确保止水施工质量达标。在立模时,采用定型模板对止水带予以固定,在进行浇筑的时候,需要安排专门人员进行值班,避免出现止水带移位的现象。用橡胶止水制作水平止水片与垂直止水片,避免出现接头;同时,止水带进行整段使用,并且运用自制专用模具配合强力胶予以焊接或者粘连。
  结束语
  总而言之,相较于其它工程施工而言,水闸施工难度更大,对水利施工效益影响也比较大,所以,要对施工实践进行不断的思考与探索,勇于創新,积极引进一些先进施工技术与施工材料,明确其施工特性,结合施工现场的具体情况,对施工方案予以改进与优化,尽可能提高施工质量,实现水利水闸施工的经济效益与社会效益。
  参考文献:
  [1]刘扬,周景峰,黄运玉,等.水闸施工技术在水利工程中的应用分析(2900)[J].城市建设理论研究(电子版),2013(11).
  [2]赵伟.水闸施工技术难点及控制[J].城市建设理论研究(电子版),2013(01).
  [3]李甲荣,曾斯亮.水闸工程施工实践与技术探讨[J].中国科技博览,2012(14).
  [4]陈锐锋.浅谈水闸设计时问题分析及应用[J].城市建设理论研究(电子版),2014(17).
  [5]平自平.石方爆破开挖技术在某海堤水闸基坑施工中的应用探讨[J].黑龙江水利科技,2011(02).
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