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水利水电工程中的水闸施工技术褚弘扬

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：褚弘扬

[导读] 摘要：作为基础的民生工程类型，水利水电工程一直以来对于施工环节都有着较高要求。

        枣庄市鸿运水利工程有限公司山东省枣庄市 277100
        摘要：作为基础的民生工程类型，水利水电工程一直以来对于施工环节都有着较高要求。在诸多的施工环节中，水闸施工不仅过程复杂且对于施工工艺同样有着较高的要求，因此极难控制其最终的施工质量。本文简述了水闸施工在水利水电工程中的重要意义，并就其主要应用的施工技术进行了深入分析，并提出了几点有效的管理措施。
        关键词：水利水电工程；水闸施工；技术与管理；
        1水闸工程基本作用及其构成
        在各大水库中，水闸是最为常见的一个建设部分，随着我国社会的发展各项施工技术的进步，水利水电工程建设中的水闸已经得到了升级，如我国的都江堰工程，锁室、连接区域、闸门三个部分是水闸最为常见的组成部分。首先，锁室的主要作用就是锁定和控制水库中的水，保证水库中的水流不出来，人们常将锁室称作为内闸门，内闸门与水库内部的水直接联系，所以是承受水压力的第一个部分，锁室结构建设的要求为牢固，抗压力强。其次，连接区域主要指的是锁室后面的一个区域，连接区域的基本作用为将水库内部的水和将要排放的水隔离，如果水闸仅是一个单纯的闸门，那么当海量的水经过闸门，任何抗压力强的闸门都承受不住海量水的压力，所以连接区域还能够强化水闸的泄水抗压能力。最后就是闸门，水闸的闸门一般显露在外部，作为水闸的第二道闸门人们常将其称为外闸门，通常情况下水闸连接区域的水会通过外闸门排泄，此外第二道闸门还具备二层保护的作用，当内闸门发生破损，失去抗压作用，那么外闸门能够替代内闸门实现水的排泄，所以外闸门同样具备重要作用。
        2.水利水电工程水闸施工技术
        多个子项目共同进行是水闸施工的基本特征，其中涵盖的混凝土、开挖以及结构工程等技术更是控制施工工艺与质量的核心内容，需要对其关键的控制点进行深入分析。
        2.1 开挖工程
        在进行水闸建设前应首先分析施工场地的开挖情况，通常需要在确定施工环节前进行。多数的水利水电工程分布于具有软弱地质特征的区域，再加上水闸作为特殊部件，长期处于河水浸泡的环境，一旦忽略了定期的养护或是没有采取合理措施进行处理很容易导致其性能受到影响。在开挖过程中，若是不能保证周围地层处理的及时性很容易增大边坡垮塌风险，甚至导致滑坡威胁到周边居民的生命安全。水闸对应的开挖工程与多种因素有关，因此在开挖前应充分考虑可能影响施工过程的不确定因素。在决定进行开挖前应以设计的工程施工量为基础对施工组织以及各个环节的任务量进行科学安排，并在完成基坑后对其进行适当的支护处理，以免影响周围土层稳定性增大垮塌风险。整个施工过程应以严格把控施工环节与施工参数为基本原则，强化施工管理为后续的施工过程打下坚实的基础。
        2.2 混凝土工程
        混凝土是工程项目中不可或缺的重要部分，而水闸施工中建设混凝土工程相较于其他工程项目来说，无论是组织方法还是施工工艺都有着些许差异。作为水闸施工中的主要材料，其质量与最终水闸结构稳定性以及应用效果有着密切关系，因此更应重点强调其质量的管理与监督，避免偷工减料的情况出现。多数应用于水闸施工中的混凝土材料需要增添一些添加剂用以提高混凝土材料的应用效果，应对其添加剂量进行严格控制。由于水闸施工所应用混凝土具有大体积特性，更应在确定施工前综合可能影响现场施工的各类因素，例如天气、地质遗迹水文变化等，从而确定最佳的混凝土浇筑时间。图2为即将浇筑的水利水电工程结构。
        2.3 结构工程
        水闸施工为钢筋立柱框架架构，虽然其刚度与强度较高，但在其与混凝土进行浇筑时很难与其紧密结合在一起。为提高其与混凝土之间的结合程度，应在闸门设置内支撑的同时进行浇筑，以提高二者的结合度，使其结构强度达到设计要求。另外需要依据结构尺寸条件选择适合的材料，严格控制规格是保证最终结构质量稳定性的关键因素。
        2.4 导流工程
        为避免水闸施工影响航道条件，因此多数采用导流法进行施工。而应用导流施工应充分周围的场地特征与水文条件，从而确定最终的导流工程施工方案。

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每个水利水电工程所在区域对于水闸的类型要求也不同，因此在进行导流工程施工时，不能照搬以往其他水利水电工程的结构设计图纸或施工方案，而应以实际施工条件为基础分析流域特征、水土环境等对施工的影响，继而制定出更为完善且符合设计要求的施工方案。
        3水闸施工技术在水利水电工程中的应用途径
        3.1 施工区域的开挖
        在施工区域的开挖阶段，要求开挖之前对施工现场进行全面分析，根据施工现场的实际情况，确定合理的开挖方案。在具体的施工过程中，需要对开挖端面进行严格的控制。如果开挖断面尺寸过大，则会在一定程度上增加混凝土的需求量，进而造成施工成本的增加。如果开挖断面过小，则容易对水闸施工的具体强度产生一定的影响，进而导致水利水电工程整体施工质量的下降。对此，在水闸开挖施工中，必须制定完善的施工方案，并合理组织施工人员进行开挖施工。
        从现阶段水利水电施工中水闸施工实际情况来看，在施工区域开挖环节常用的技术一般以岩基开挖技术为主。一般情况下，综合分析施工设计图纸的具体要求，确定实际的放出标高控制桩，在此基础上确定开挖线。为了保证开挖施工工序的顺利开展，可以选择分段实施的方式来实现，配合逐层布置临时排水沟。在开挖初期，可以借助机械进行，等到剩余20cm时，需要改为人工开挖方式。对于挖掘出的废料，要求及时配合自卸运输车完成相应的调运工作。如果在施工过程中，遇到施工现场存在含砂率较大的情况，为了提升施工的安全性，需要在现场额外增设两处临时平台[2]。
        3.2 混凝土施工控制
        混凝土施工环节，大多采取斜面分层浇筑施工方式来完成。具体施工过程中，对于不同的水利水电施工项目，按照施工要求和施工目标的差异，具体应用的混凝土施工方式也会有所不同。比如：对于全面分层浇筑施工方式的使用，要求沿着短边展开。在首层混凝土初凝前，可以开展下一层的混凝土浇筑施工，所以整体施工效率较高。为了最大程度上保证混凝土施工质量，需要对施工材料以及混凝土拌合、运输等环节进行控制。
        在原材料选择环节，需要确保试验报告单等齐全，水泥一般选择普硅32.5水泥，黄砂与碎石等应尽量在附近的料场选用。在混凝土拌合环节，以JZC-350型拌合机应用为例，其拌合时间一般需要控制在90s左右。同时水中的氯离子含量需要控制在200rug/L以内，硫酸盐含量需要控制在2200rug/L以内，pH值应该≥4。在混凝土运输环节，大多采取垂直运输体系。这一运输体系下，由于需要借助脚手架来实现，因此对于爬高超过2.5m的情况，总运输距离需要严格控制在150m以内。在承重模板与支架结构拆除环节，需要保证混凝土达到以下强度：（1）悬臂梁、悬臂板跨度≤2m70%；跨度>2m100%；（2）其它梁、板、拱跨度≤2m50%；2m<跨度≤8m70%；跨度>8m100%。
        在混凝土养护环节，要求根据实际情况对温度应力实施全面的控制。只有切实将内外部温度控制在25℃以内，才能有效降低混凝土开裂风险，并且总体养护时间需要保持至少14d。
        3.3 金属结构施工控制
        为了保证施工原材料的质量，需要在钢筋进场之前对其提交的各项质量证明材料实施全面检查，然后由现场监理工程师完成后续的验货任务。期间，要求结合金属结构施工要求，进行必要的取样送检。在钢筋加工环节，要求保证钢筋表面清洁且不存在损伤，如果钢筋表面存在颗粒或者老锈，则禁止对其使用。钢筋材料需要保证平直，在调直过程中，需要遵循以下规定：（1）对钢筋进行冷拉调直时，如果为I级钢筋，那么冷拉率需要保证在不超过4%；如果为II级或者III级钢筋，那么冷拉率需要保证在不超过1%。（2）加工尺寸应满足图纸规定与要求，完成加工后，验证偏差是否处在理想范围内。在具有的施工期间，要求以相关技术规范为依据，结合设计要求实施放样，进行下料加工。
        4.结语
        综上所述，对于水闸施工来说，无论是技术标准还是管理流程，都应进行持续的更新与优化。在实际施工过程中，应充分考虑到可能影响到施工效率与质量的施工细节，做好技术与人员管理工作，为后续水利水电工程的建设打下基础。
        参考文献：
        [1]蔡冬立.水利水电工程中水闸施工技术研究[J].建筑工程技术与设计，2017，（36）：1619.
        [2]荆小东.水利水电工程中水闸施工过程中存在的问题及对策[J].中国科技投资，2018，（16）：73.