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水闸主体结构施工与水利工程技术探讨

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：赵亚轩

[导读] 摘要：水闸工程是水利建筑工程建设的重要内容，直接影响到水利工程项目的整体质量，也是水利建筑工程能否在施工期间顺利运行的关键所在，水利建筑工程是关系到国家民生的项目，一旦工程在运行期间出现问题，会直接影响到下游居民对日常用水的饮用。

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        摘要：水闸工程是水利建筑工程建设的重要内容，直接影响到水利工程项目的整体质量，也是水利建筑工程能否在施工期间顺利运行的关键所在，水利建筑工程是关系到国家民生的项目，一旦工程在运行期间出现问题，会直接影响到下游居民对日常用水的饮用。为此，本文针对以往水利工程建设项目存在的质量问题，分析问题根源所在，并使用水闸工程管理，保障水利工程施工作业项目顺利进行。
        关键词：水闸；主体结构施工；水利工程
        引言
        目前，在国内水利水电工程项目中，水库的水闸设计至关重要。水闸主要应用在蓄水灌溉、发电以及排水等工作。但由于水闸工程结构相对复杂，设计人员在进行水闸设计时，需要结合周围环境条件，实现科学合理的水闸布局。
        1水闸工程施工技术的意义
        对于水利工程来讲，水闸施工技术，既是非常重要的组成部分，又具有着特殊性。因此将水闸施工技术应用到水利工程中，对于防洪、引水、发电、分流等，都发挥着非常重要的作用。不仅实现了水资源的充分利用与优化配置，还保护了生态环境，实现了社会经济的可持续发展，帮助水利企业取得更多的社会效益与经济效益。因此就需要高度重视水闸施工技术，才能加快中国水利工程的建设与发展步伐。
        2水闸特点分析
        通常所说的水闸，即为挡水建筑物，也是排水建筑物。一般均建立在平原地区，这类地区具有所覆盖层厚、地基压缩性大、抗滑能力弱、承载能力差等特点，因此，水闸设计中，首要，要保持水闸稳定性。水闸凭借闸门阻挡水流，闸上游、下游所形成的水头差，会借助闸基、两岸渗流在底部形成渗透压力，抵消水闸有效重量，此时会对闸室和两岸连接建筑物的稳定性造成威胁，极有可能出现渗透变形等情况，使水闸安全难以得到保证。
        3水闸工程的作用
        水闸工程连接水利建筑工程上游段、闸室以及下游段。在水闸施工阶段上段主要用于水流导引，将水流引入闸室从而避免水流分叉间，间接地保护了河床以及两岸地基，防止水域冲刷岸边致使地方出现水土流失的问题，还可以在闸室作用下，对岸边以及河床起到良好的防护，拥有极好的防渗效果，闸室处于水闸中段，可以对流量以及水位起到良好的控制作用能够防渗。在水闸中段通过流量的控制，配合闸墩、闸门、底板、工作桥等结构进一步提升防渗效果。下游连接段可以消除过闸水流残余的流水，出闸的水流经过引导使其均匀地流散，从而可以防止水流流速过快，冲击河床以及两岸土基，防止闸基在超强的水流冲击下被掏空。
        4影响水闸施工的因素
        4.1冲刷注意事项
        水闸下游存在两种情况，一种是水量极少、水位很浅，还有一种情况是根本没水。开闸泄水后因为水位差，导致水流流速大幅度提升，从而便会因为流速的加快带来极大的载荷量，随着水流倾泻对下游造成严重的冲击，在水流冲击下其冲刷范围逐渐增大，有掏空闸基的可能性，一旦闸基掏空便会使水闸失去作业，从而造成严重的失水事故。另一方面，在水闸两岸土壤的牢固程度并不足以承受巨大水流冲击，因为大部分水闸两岸其沿途均是软弱的岩层或是土层，其抵抗水流冲击的能力有限，无法抵抗开闸泄水在水位差作用下形成的冲击水流，同时在闸基掏空后，会进一步提升水流的冲击力，容易导致水利工程两岸的水土流失过于严重。
        42渗流因素
        在水闸挡水期间，若产生渗流情况，便会在水闸底部位置出现一种向上的扬压力，使水闸抗滑稳定性大打折扣，降低水闸挡水效果。若两岸、闸基均为土基基础，出现渗流时必定会带走一些细颗粒，继而导致闸口翻砂鼓水，严重情况下甚至会掏空两岸和闸基。侧向渗漏问题出现后产生水平压力，两岸连接建筑物会严重受损，从而降低水闸稳定性。
        4.3沉陷因素
        水闸建设在软土地基便会在开闸泄水或水闸挡水阶段存在很多隐患，由于水闸安设在软土地基，便会因为地基稳固性不足，使地基受到水闸压力的作用出现沉陷现象，水闸相应地段的力学结构也发生变化，致使底板与地基的载荷分布不均，在此情况下会因为呈现沉陷情况，导致水闸难以发挥防水的效用。

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        5水利工程水闸施工主要内容
        5.1施工前期的准备工作
        一般包括三个方面，一是准备施工设备和施工材料，检查施工材料的质量；二是检查水闸施工图纸，施工现状与施工图纸是否一致，对施工方案进行可行性分析，确保施工计划的合理性和科学性，保证工程进度；三是提高施工团队的素质，招聘施工人员时要对其施工技术进行考核，并开展施工技术培训，提高施工团队的整体技术水平和施工质量。
        5.2开挖工作
        在准备工作结束后，就要展开开挖施工。在开挖过程中，必须要根据施工图纸的要求，进行开挖断面的选择。应当严格根据中腰线来进行开挖，并且做好土方防护工作，避免出现坍塌、掉块等现象，节约更多的施工材料与成本。
        5.3混凝土工程
        首要确保的是混凝土原料的质量。在混凝土原材料采购方面，要以水闸施工的施工要求为准，核查混凝土原材料的试验报告单与实际质量是否一致，控制原材料质量和确保水闸施工的安全性。其次是对混凝土进行配置，要以水闸的性能、规模以及库容为参考指标，确保混凝土原材料的精确配比。配置混凝土的注意事项：由于施工地气候、施工设备以及物流条件的影响，实验室的混凝土原材料配比实际的水闸施工存在匹配差异。因此实验室的混凝土原材料配比应该从施工地的实际情况出发，在混凝土流速以及水含量方面做出科学合理的改进，保证混凝土的性能和强度能达到水闸施工的要求。最后就是进行混凝土的浇筑。水闸的凝土施工以“斜面分层浇筑”的施工方法为主，以孝溪水库为例，施工地的水土现状、环境以及气候都是施工时需要考量的指标，内外温差能引起的温度压力，压力过大就会在混凝土上形成贯穿裂缝的现象，进而降低水利工程水闸施工的安全性，影响施工质量和进度。
        5.4金属结构施工
        水闸工程的金属结构，是保障整个水闸质量的关键。因此在金属结构施工中，就需要从以下几个方面开展：第一，将金属结构运输到施工现场时，必须进行质量检测，然后制定合理的安装计划与流程。第二，要根据施工图纸来展开施工，并且进行密切检测。及时找出问题，分析原因，提出解决策略，防止出现变形与损坏现象。
        5.5导流及截流工程
        水闸与水库的上下游密切相关，水闸施工的导流方案更是与水库安全息息相关。导流方案主要包括分段围堰和全段围堰，在地势平坦的主河道岸边修建围堰，设计、修建围堰要注意施工地的地质和地形的优劣，进而影响水闸实际施工。修建围堰首先是利用木桩加固的工序，接下来借助黏土处理的施工方法增强抗冲刷能力。以孝溪水库的水闸施工为例，施工队伍在施工前进行截流方法的研究；在水闸截流工程的进行中，要保证截流材料充足，解决因截流模拟与水闸施工材料差异而导致的一系列问题。
        结束语
        当前，国内水利水电工程项目数量不断增加，社会各界对水利水电工程项目质量提出了较高要求，水闸工程是其中重要组成部分。因此，做好水闸设计和管理工作甚是关键。文章通过分析水闸特点和作用，从水闸设计地址选择、类型选择、高度选择、前期准备、质量保证等几个方面，着手进行水闸设计，并着重分析设计细节，提升水闸施工质量和水平，旨在推动整个项目的可持续发展。
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