水利工程中水闸加固施工技术的研究

发表时间:2020/10/10   来源:《建筑实践》2020年第16期   作者:赵卫忠
[导读] 经济的发展带动了水利行业的建设速度,在我国河湖、渠系、
        赵卫忠
        浙江文盛集团有限公司 浙江 绍兴 312000
        摘要:经济的发展带动了水利行业的建设速度,在我国河湖、渠系、堤防等水利工程中的一个建筑物就是水闸。水闸建设可以控制水位、流量,在防洪排涝、蓄水灌溉、水环境改善中具有不可替代的地位。水闸工程是水利工程中一项重要内容,其在水利工程建设中占据着重要位置。从水利工程中的水闸的应用情况来看,其主要起到泄水和阻挡水的作用,同时,通过对水闸进行合理应用,可以减少各种原因而引起的水灾等问题,但是在对水闸进行安装时,因为水闸结构复杂,因此,在实际施工期间,难以对管理工作进行合理控制,这可能会出现严重安全隐患,会对水利工程的应用造成不良影响。
        关键词:水利工程;水闸加固;施工技术
        引言
        水工单位在水闸工程建设,以及管理方面要具有系统性,进行施工的核心目的就是确保水闸工程质量能够达到相应的要求标准,同时,在该过程中,还要尽量降低工程在运行期间的电能消耗量,从而达到节约能源的目的。目前,我国大量的水闸建于上世纪90年代,由于施工质量、工程投资等问题,在长期使用过程中,水闸出现结构、机电老化等现象,水闸存在较为严重的安全隐患。在洪水来临时,这些水闸难以发挥其防洪排涝的作用,同时也极易整体破坏,严重威胁到下游居民的安全。水闸安全评价是一个复杂的系统工作,评价指标选取必须客观、全面;指标权重的确定必须安全合理。目前,水闸安全评价缺乏完整的理论体系。为了准确评价水闸安全,服务水闸除险加固工程,完善水闸安全评价体系具有十分重要的意义。
        1水闸工程对于水利水电工程的重要性
        加强水闸工程施工管理对于水利水电工程建设的长远发展起到一定的促进作用,可以提高水利水电工程质量,进而使人们的生活变得更加便利。水利水电工程自身具有特殊性,同时,其在应用期间也具有生态环保特点,因此,得到了广大人民的青睐。水利水电工程施工期间,施工单位要提高对水闸工程施工质量的重视,并且要依据水利水电工程的具体情况,对先进高效的水闸施工技术进行应用,做好相应内容的管理作业,从而从根本上提高水利水电工程质量。由此可见,水利水电工程建设过程中施工技术和管理对于工程建设来说一样重要,因此,在水利水电工程建设中,要同时注重技术和管理两项内容,进而使工程的作用能够得到合理发挥。
        2水利工程中水闸加固施工技术
        2.1工程概述
        某水闸工程位于浑河一级支流入河口附近,主要包括3孔钢筋混凝土涵闸,中孔为通航孔,净宽12.0m,两侧设净宽4.5m景观人行孔。设计6m×6m×2扇的横拉钢体门作为船闸闸门,启闭机类型为双作用集成平推式,建设的充水橡胶滚水坝长35m,直径1.5m。为满足环境保护与工程管理要求,建设液压式启闭房、充排水泵房和管理用房,水闸主要建筑物为3级,工程防洪设计标准100a一遇。该水闸属于集调节景观水位、沟通、防洪、控制、景观休闲、生态园林、游船通航等功能于一体的综合性工程。水闸左岸下游80.0m处设计水工护岸重力式挡土墙,施工材料为C25埋石混凝土,建成后与河道主槽衔接,临水侧护岸顶板、底板高程25.2m和16.0m。
        2.1 C25埋石混凝土重力式挡土墙方案
        挡水墙背水面顺坡比1:0.5,设计直立迎水面,顶宽1.0m;C30钢筋混凝土底板坐落于淤泥层上,水泥深层搅拌桩桩端置于砂卵石层上,桩长12.6m、桩径600mm,平面布置形式为矩形,桩间纵、横间距1.0m和1.2m,复合基础承载力经搅拌桩加固处理不低于160kPa。结合施工现场布置情况,临时基坑边坡稳定性差且为淤泥层,护岸挡土墙基坑开挖时必须实施边坡加固支护,否则将增大占地面积、后续回填量、基础开挖量以及基坑展开面,开挖边坡靠自然稳定比较平缓。

通过分析护岸挡土墙整体稳定性可知,利用水泥深层搅拌桩加固护岸基础范围的地基土无法满足抗滑稳定性要求,必须向挡土墙基础两侧扩大地基加固范围。因此,拟将4排水泥深层搅拌桩增设于护岸背水侧基础上,同时可在一定程度上防护基坑开挖边坡。当前,机械成桩为工程中最常用的制桩方式,桩长一般为18.0m,由于桩基垂直偏差与桩长密切相关,考虑到墙厚基坑边坡围护桩设计桩顶高程和水泥搅拌桩施工平台高程,拟将1排水泥深层搅拌桩增设于临水侧基础上。建成后,C25埋石混凝土重力式挡土墙夯填砂性土至墙顶高程25.2m。
        2.2大坝抗洪能力分析
        根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)及《混凝式土石坝设计规范》(SL2742001)中的规定:当坝顶上游设有防浪墙时,坝顶超过可改为对防浪墙顶的要求。但此时在正常运用条件下,坝顶应高出静水位0.5m,在非正常运用条件下,坝顶应不低于静水位。防浪墙的高程等于设计洪水位与正常运用条件的坝顶超高和校核洪水位与非常运用条件的坝顶超高的高者。根据规范要求,坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶的高程应高于坝顶超高与静水位之和。目前坝顶高程及防浪墙高程均满足规范要求。溢洪道于2014年5月25日泄洪冲损泄槽,混凝土底板和边坡受损严重,底板形成多处深坑,右岸边坡局部塌方,工程设备超期服役,建筑物因多年冻融风化等因素,裂缝与麻面严重,存在安全隐患,急需加固维护。为实现水闸运行安全,需建立实时监控系统,其中包括视频监视系统、水位监测系统、渠道流量测定系统,对水闸运行状态和运行参数进行监控,并通过远程监控系统进行分析与调控。
        2.3地基加固技术
        在工程施工期间,施工人员要从实际情况入手,提高对地基的情况的重视。具体施工作业开展过程中应当从以下几个方面入手:(1)对工程建设中地基施工的每一个流程进行全面控制,解决施工作业中的每一项问题,进而为工程施工作业开展期间的检修、保养等各项工作的开展提供便利条件,确保后续各项作业的顺利开展。(2)工程中地基施工结束后,要及时开展相应的调查作业,通过检验的工程才能启动,而对于没有通过检验的工程,要对引起问题原因进行分析,采取合理措施对问题进行处理后,再次检验,通过检验后才能正式启用。
        2.4节制闸方案过流能力计算
        泄洪工况下,考虑闸门全部开启,两侧桥头堡下实体堰参与泄洪,设计流量Q引=173m3/s,下游水位15.99m,水深H上=4.99m。
        
        高淹没度时,可采用公式:
        
        式中:Q为过闸流量,m3/s;B为闸孔总净宽,m;H0为计入行近流速水头的堰上水深,m;σ为堰流淹没系数;ε为堰流侧收缩系数;μ0为淹没堰流的综合流量系数;m为堰流流量系数,可采用0.385。假定过闸落差Δ=0.1m,则下游水深H上=16.09m,hs/H=0.98,则μ0=0.986。此时计算得Q1=173.29m3/s,满足要求。两侧实体堰过流能力计算按方案二公式计算得Q1=33.99m3/s,则Q总=207.28m3/s。
        结语
        水闸工程是水利水电工程中不可或缺的一项内容,其质量会对水利水电工程的质量造成直接影响。在水闸工程建设期间,施工单位中的工作人员要在对水闸工程情况进行全面分析基础上,选择一种合理的施工技术,对科学管理方式进行应用,进而提升水闸工程质量,促进水利水电行业的发展。
        参考文献:
        [1]陈泽宏.水利水电工程中水闸施工技术探析[J].建材与装饰,2020(4):298~299.
        [2]李红霞.水利工程建设质量与安全监督管理体系研究[J].建材与装饰,2018(33):283.
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