水利工程水闸除险加固施工工艺研究

发表时间:2020/12/31   来源:《工程管理前沿》2020年10月第29期   作者: 胡兵
[导读] 水利工程中的水闸发挥着重要作用,其在使用过程中,随着年限的增加,会伴随着隐患,因此需采取科学合理的除险加固措施
        胡兵
        霍邱县治淮指挥部办公室  安徽省六安市 237400
        摘 要:水利工程中的水闸发挥着重要作用,其在使用过程中,随着年限的增加,会伴随着隐患,因此需采取科学合理的除险加固措施。除险加固施工工艺要统筹分析相关因素,确保加固方案的安全、经济并符合相关要求,保证结构的安全性、适用性和耐久性,确保水闸除险加固后可以充分发挥工程效益。

        关键词:水利工程;水闸除险;施工工艺
        
1 水闸的病险分析
        水闸在使用中会伴随着多种问题,会存在多种病险,病险水闸的种类归纳为以下几个方面:
        水闸的防洪(挡潮)标准难以满足要求,如提闸过水时,泄流排涝能力不足,单宽流量超过了下游河床的抗冲刷能力。闸室因顶高程受限,会引发河水倒灌。部分水闸的建成年代已久,当时还缺少统一的标准,由于当时客观条件的制约,水文资料模糊或者不准确;防洪规划调整,局部地区出现了下沉现象,闸室高程难以满足防洪防潮的需要。闸室的稳定性难以满足安全的要求。部分水利工程发生区域性沉降,闸体发生不均匀沉降,这导致闸室本体的抗滑、抗倾以及抗浮安全系数难以满足的规范要求,闸基发生破坏,工程的安全性和稳定性发生变化。闸室的消能防冲设施发生老损。由于管理体制的不完善,许多病险水闸存在闸下没有设消能防冲设施或设施发生损毁现象。水闸的闸基连接段发生渗流破坏。闸基和堤防护坡出现基础淘空、管涌、流土等现象,引发渗透。部分水闸受当时技术与经济条件的制约,混凝土构件的标准不高,配筋量较低,再加之当时施工工艺的限制,发生碳化、开裂、脱落等现象,为此,针对水闸要检查强度与碳化情况,以确定混凝土结构的老化破损程度。
2 水利工程水闸除险加固的施工方法
2.1 土方开挖
        针对土方开挖,可以采用分层分级自上而下的方式,还要结合土质的特点放坡,平台面积要留足。每层的开挖深度加以控制,以防发生坍坡现象。在开挖施工中,要依据测量进行放样,开挖边坡要依据设计的工艺,以防止坍方的危险。为了保证基坑施工的可靠性,还要保证排水效果。排水可以采用潜水泵。在闸室周边开挖,以保证排水效果,还要设置足够容积的集水坑,便于基坑的水全部汇到集水坑。水闸土方开挖时,先开挖闸室段,再开挖上下游连接段,特别针对现状村庄道路边坡开挖过程中的边坡稳定,先设置沉降观测点,分层分级开挖,最后对开挖面进行防护,防止坍塌滑坡。
2.2 闸底板、铺盖、护底、护坦施工
        施工方案要考虑到工程的结构特征,还要结合进度。施工中可以先浇筑闸室底板,然后完成铺盖、护底、护坦,这些工序要依次穿插完成,跳块浇筑,最后浇筑闸墩,还要依据设计要求对底板墩墙的分缝部位加以处理。基础砼的侧模要保证加固效果。针对直线型构件,如闸室闸墩与顶部的砼结构,可以采用木模,用钢管作为围令加以支撑,并使用对拉螺栓来加固。针对异形构件要采用特殊方法,以保证牢固。针对水闸砼底板的施工,可以采用混凝土,砼的浇筑采用台阶式法,直接泵送到位。砼入仓后要平仓,使用振捣器加以振捣密实。闸底板必须采用一次浇筑方式,中间不能发生停顿。

针对水闸闸室段底板施工浇筑存在高度差,为保证结构稳定不设置施工冷缝,采取一次性浇筑成型。模板支护采用吊模法支护,使用上下双排螺杆进行拉结加固,每间隔 0.5m 设置一道拉杆。同时使用钢丝拉结底板内部钢筋进行固定保证模板稳定性。
2.3 闸墩施工
        闸墩砼的浇筑要保证密实,在施工中要对质量加以重点控制。为了消除结构发生变形,针对闸墩浇筑要保证不同闸墩的同步立模,并且要一次浇筑到位。完成立模后,要使用模板对称加以支撑,模板可借助拉杆、拉条等保证加固效果。浇筑操作时,分料入仓要缓慢,还要振捣密实。在砼浇筑中,顺着闸墩挂上重铅锤,可以观察浇筑中闸墩的偏移情况,可以发现偏差并及时加以处理,有利于确保工程质量。
2.4 针对闸门槽的二期砼施工
        施工前,要在放置埋件设备的堆场内检查要安装埋件的数量,还要对尺寸加以测量,对埋件加以清扫等。如果发现尺寸超标或存在缺陷要采取措施消除变形超差或制造缺陷存在的影响。针对金属结构的施工,在安装二期埋件前,要检查一期混凝土插筋情况,测量预留二期混凝土的尺寸,在施工过程中要控制高程,安装门槽埋件前,要检查一期混凝土的预留槽情况,对于一期施工中混凝土存在的预埋件要加以调直,如果预埋件存在缺损或不符合设计要求,要进行补埋。
        为了保证施工质量,混凝土一期与二期的结合面,要实施凿毛处理。环境温度会对混凝土的结构与施工质量产生影响。施工中对于温度没有加以控制,或者控制效果不好,混凝土结构受到内外部温差的影响,易产生裂缝,严重时会有变形发生。混凝土结构物本体的强度受到影响。在混凝土施工中,在施工中要分析混凝土的类型,以确定温度控制方法,还要结合施工区域的环境条件,以发挥高性能混凝土的优势。在水闸工程中,为了保证混凝土结构的性能,不同工序的温度要严格测量,要有把控措施。
2.5混凝土的养护
        砼浇筑完成后不承重的侧面模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而损坏为要求,一般在十二小时以上。承后果模板应砼强度达到跨度的大小、梁的形式等按有关规范要求确定拆模。一般跨度为2米及小于2米的,砼强度要达到50%,跨度大于2米至8米的要达到75%,大于8米的砼强度要达到100%,悬避梁、板要达到100%。模板拆除后,要根据施工的环境温度来调整砼养护时间,气温高时养护时间相对较短,气温低时所需时间较长。砼的养护在野外主要是洒水养护,为了保湿,砼外露面一般覆盖保温保湿材料。养护时间根据气温高低确定。一般夏季高温蒸发量大,养护时间不低于2周,冬季气温低蒸发量小,养护时间可相对调整。浇水频率可根据现场确定,养护的砼外露面所浇的水干了,表面颜色变白前就要洒水养护。只有很好的养护才能保证砼的强度及其外观质量。
结束语
        除险加固是保证水利工程水闸安全稳定运行的有效措施。部分水利工程由于年代久远,常年在高负荷运行状态下,构件发生了老化。对水闸实施除险加固,要结合实际,制定出合理的施工方案,立足于经济性、安全性、可靠性,为水闸的可靠使用创造有利的条件。
参考文献
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