姜凤和
河北省南运河河务中心 河北 沧州 061001
摘要：本文对水利工程水闸的主要病险类型与成因进行分析，并结合实际案例阐述水闸除险加固的施工措施，主要包括土方开挖、闸墩施工、闸门槽施工、混凝土防碳化处理等方面。以期通过本文研究，使水闸加固施工效率得以提升，为相关工程提供借鉴参考。
关键词：水利工程；水闸病险；施工工艺
引言：
在水库大坝工程建设中，水闸发挥着不可或缺的作用，一旦水闸运行中出现异常，便会使整个水库面临极大安全隐患，由此产生巨大经济损失，为社会带来诸多负面影响。对此，应充分发挥除险加固施工工艺的作用，树立统筹施工观念，完善加固方案与内容，确保结构安全适用，取得更多社会与经济效益。
一、水利工程水闸病险分析
随着水闸应用年限不断延长，存在的病种与问题也随之增加。从总体来看，主要病险包括以下方面：一是混凝土老化，配筋数量不足，在长期使用中容易出现碳化、脱落、开裂等情况。对此，应针对水闸强度、碳化等进行检验，由此明确混凝土结构的老化程度；二是闸室结构破坏变形，个别区域水利工程出现局部沉降现象，受闸体不均匀沉降影响，本体抗滑、抗浮等安全程度与规定要求不相符合，甚至出现闸基破坏，使工程安全与稳定性受到严重威胁。闸室消防设施老化破损严重，因管理体制不完善，部分水闸设置的消防设施受损，闸基连接处未出现渗流破坏，堤防护坡位置管涌、基础淘空与流土等现象普遍，由此导致渗透产生；三是水闸防洪能力减弱，当提闸过水时，泄流排涝能力较低，单宽流量超出下游河床抗冲刷能力，闸室也因顶高受到限制，从而导致河水倒灌；部分水闸年限悠久，当时缺乏统一标准参照，水文资料不全面，加上当时技术水平较低，导致防洪防潮能力远远落后于现实要求。
二、水利工程水闸除险加固施工方法
以一个小型水库水闸为例，该水库水闸主要包括大坝、输水洞、溢洪道三项内容，水库坝体为砂砾涂料碾压成的粘土心墙砂壳坝，全长64m，顶部高程为324.7m，迎水坝坡度为干砌石护坡，底板平整度较差且无衬砌。本文对该项目水闸加固加固施工措施进行分析和研究。
（一）土方开挖
在土方开挖中，通过分层分级的方式由上至下开挖，还应遵循土质的特性放坡，预留充足的平台面积。每层开挖深度都要加强重视，避免出现坍塌情况。在实际开挖中，应遵循测量结果进行放样，根据设计工艺开挖边坡，避免塌方面积扩大。为确保基坑施工更加安全可靠、排水顺畅，还应开挖多个大容积的集水坑，将基坑中的水均汇集到集水坑之中。在土方开挖过程中，先挖掘闸室段，再对上下游连接段开挖，尤其是与道路相邻边坡开挖中更要确保边坡稳定，事先明确沉降观测点，在分级分层开挖，最后喷射素混凝土避免出现坍塌滑坡情况。
（二）闸底板、铺盖、护底施工
施工方案制定应与工程结构特点、进度相结合，在施工中可事先浇筑闸室底板，再开展铺盖、护底等施工，以上工序需相互交叉着操作，间隔着浇筑，最后浇筑闸墩，还应结合设计要求将底板墩墙裂缝处进行妥善处理。在基础砼侧模方面，更要增强加固程度，以顶部砼结构为例，可利用木模与钢管当作围令进行支撑，再利用对拉螺栓进行加固。对于异形构件来说，可采取特殊措施增强加固效果。待基础处理完毕通过检验后，将砼垫层摊铺起来，再安装模板、绑扎钢筋。对于砼闸与砼底板施工，可利用混凝土来完成，通过台阶式法进行砼浇筑，直接泵送到指定位置。在入砼后需要平仓，利用振捣器将其振捣密实；闸底板可采用一次浇筑模式，中间禁止停顿；在水闸室底板施工浇筑中带有高度差，为确保结构稳定可靠，不采用冷缝，而是一次性浇筑成型。
同时，实施吊模法支护，利用上下双排螺杆加固处理，每相距0.5m之处增设一道拉杆，并用钢丝拉结底板内部钢筋，使模板更加平稳可靠。
（三）闸墩施工
在水闸系统中，闸墩属于不可或缺的内容，要求砼浇筑严密可靠，确保表面质量不受损害。为避免和减少结构变形情况发生，在闸墩浇筑完毕后还应确保多种闸墩在相同的时间立模，确保一次性浇筑到位。待立模完毕后，再利用模板对称支撑，可发挥拉条与拉杆等部件的作用，提高加固效果。在浇筑过程中，应缓慢的分料入仓、振捣密实。在砼浇筑过程中，沿着闸墩挂上重铅锤，观察浇筑中闸墩是否发生位移，如若偏差处于合理范围内则无需处理，如若偏差过大则要及时干预，避免影响整体工程质量。
（四）闸门槽施工
该项施工以埋件埋设为主要内容，通常预埋部位的混凝土分为两个施工段，两期混凝土结合面应凿毛，并确保完美衔接。为了埋件安装便利，二期混凝土应尺寸精准，宽度超过50cm，强度等级相对更高，钢筋直径超过20mm，外露长度长于15mm，还要综合考虑预埋时锚筋与埋件的调整空间。该项环节主要可分为以下内容完成。
1.准备工作。该项环节主要包括设备准备、安装工作、技术交底等内容。因闸门埋件在安装前加工完毕，如若存储不当很容易发生变形，需要在运输、存储中妥善保管，并根据门槽高度搭设相应的脚手架，如若出现插筋露头、焊接长度不足等情况，应凿除混凝土，按照设计要求间距补埋钢筋[1]。
2.埋件安装。采用插筋绑条搭焊法，将绑条的一端与混凝土伸出插筋焊接起来，另一侧与埋件焊接。绑条采用19mm—25mm的钢筋加工成“L”与“I”两种型号，每根展开的长度区间为300—600mm，埋件每间隔0.5m加固一个断面。
3.混凝土浇筑。在混凝土浇筑前将门槽冲洗干净，可一次性安装完毕后预留进料口，混凝土先卸在平台上，再用人工送入模板中，每层厚度在40—50cm之间，采用二级混凝土坍落度为5—7cm之间，在浇筑后仔细振捣，拆模后洒水养护14天[2]。
（五）混凝土防碳化处理
在该河闸中闸墩与架排等混凝土结构在长期腐蚀下碳化严重，究其原因，主要是二氧化碳与水泥中碱性物质发生物化反应，导致材料组分性能发生较大变化，即混凝土中性化。针对这一问题，可采取以下处理措施：一方面，修补横纵梁裂缝，对于宽度低于0.5mm的裂缝，可沿着裂缝纹理设置一条宽度在10—20mm范围内的凹槽，直接伸入到钢筋位置，对钢筋表层污垢进行清理，清除混凝土表面的多余盐分，在必要的情况下还可以焊接为辅助，使建筑稳定性得以提升。然后在水闸表面涂抹化学剂，利用聚合物充填砂浆中的凹槽；对于宽度超过0.5mm的裂缝，则应立即采取措施进行修补；另一方面，针对混凝土结构脱落或钢筋外露之处，应在清理完钢筋保护层外表混凝土之后涂抹相应的化学剂，以此增强防腐性，待除锈后设立模板，浇筑C45混凝土。此外，还应利用碳纤维加固，因水闸长期在水环境下工作，加固处理十分必要，可在混凝土外面包裹碳纤维布，并对其进行涂层防腐处理。
结论：
综上所述，水闸作为水利工程的重点部位，与水库工程的应用状态息息相关。因其常年处于高负荷的水下工作中，构件老化等风险不断增加，急需结合施工环境、水文条件等实际情况制定优化措施，通过土方开挖、闸墩施工、闸门槽施工、混凝土防碳化处理等方式，使水闸实现除险加固的目标，确保其安全稳定的运行，满足防洪、灌溉、供水的需求，以最少的投入取得最大的经济回报。
参考文献：
[1]吴小军.水利工程水闸除险加固施工工艺研究[J].科学技术创新,2020(31):129-130.
[2]邓建英.水闸除险加固工程的施工技术分析[J].长江技术经济,2020,4(S1):17-18.