水閘加固施工技術(shù)應(yīng)用分析

唐亞洲

（鹽城市運(yùn)東船閘管理所，江蘇鹽城223200）

0 引言

基于社會(huì)的發(fā)展需要，新時(shí)期水利工程建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量與規(guī)模不斷增加，這對(duì)于提高地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)安全穩(wěn)定具有重要意義。水閘施工是水利工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，水閘施工的質(zhì)量與水利工程的整體效用息息相關(guān)，一旦水閘施工出現(xiàn)偏差，將直接影響后續(xù)環(huán)節(jié)。由于水閘施工具有施工復(fù)雜、難度大、環(huán)節(jié)多、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在實(shí)際施工中易出現(xiàn)穩(wěn)固度不足等現(xiàn)象，不僅會(huì)阻礙工程進(jìn)度，還會(huì)使水利工程的質(zhì)量大打折扣。為此，在水閘施工中一定要強(qiáng)化水閘加固施工技術(shù)的應(yīng)用。

1 水閘的重要性分析

水閘是指對(duì)江河流域的水量、水位進(jìn)行調(diào)控的水工建筑，是水利工程中重要的工程項(xiàng)目。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展與水利工程技術(shù)的優(yōu)化，目前自動(dòng)化水閘已經(jīng)在水利工程中得以普及，主要表現(xiàn)為集閘門(mén)、啟閉設(shè)備、測(cè)流設(shè)備、控制設(shè)備、供電設(shè)備于一體，集閘門(mén)啟閉、流量計(jì)量、遠(yuǎn)程控制、通信功能于一體，同時(shí)結(jié)合了對(duì)閘門(mén)開(kāi)度、渠道水位、瞬時(shí)流量的測(cè)量和時(shí)段水量的計(jì)算，通過(guò)計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程渠系閘門(mén)測(cè)控，或在給定流量、水位或開(kāi)度下實(shí)現(xiàn)了閘門(mén)的輸配水量自動(dòng)調(diào)節(jié)，以及渠道測(cè)水?dāng)嗝婊蛑遍_(kāi)口測(cè)控流量的自動(dòng)化。由此可見(jiàn)，隨著社會(huì)發(fā)展，水閘也得到了優(yōu)化升級(jí)，可以自動(dòng)化排水、給水，協(xié)調(diào)流域內(nèi)水位、水量的平衡，極大程度地降低了洪澇災(zāi)害的發(fā)生[1]。在實(shí)際應(yīng)用中，水閘的價(jià)值、效用更加突出，能夠優(yōu)化傳統(tǒng)閘門(mén)控制中存在的不足。

此外，水閘還能在一定程度上實(shí)現(xiàn)河道管理，降低水運(yùn)壓力。水閘可以通過(guò)關(guān)閉與開(kāi)啟對(duì)河道內(nèi)的船只方向，使河道內(nèi)的船只有序行駛。與此同時(shí)，水閘在具備了擋水、泄水等作用的基礎(chǔ)上，還具有旱季儲(chǔ)水功能，便于旱季農(nóng)田灌溉。

2 水閘的分類(lèi)與作用

我國(guó)水利工程種類(lèi)豐富，根據(jù)不同的水利工程需求，水閘也被劃分為不同類(lèi)型，分別適用于不同的工程條件，具體包括擋潮閘、節(jié)制閘、分控閘、進(jìn)水閘等，其具體特性與作用如下分析。

2.1 擋潮閘

擋潮閘主要被建設(shè)在江河流域的入?？谖恢茫饕糜陬A(yù)防海水倒灌及泄洪。根據(jù)近年來(lái)對(duì)擋潮閘應(yīng)用成效的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過(guò)設(shè)置擋潮閘可以有效降低海水倒灌的發(fā)生率，在流域內(nèi)水位快速增長(zhǎng)時(shí)能夠及時(shí)排洪，而在流域內(nèi)水位極速下降時(shí)，還可以將水有效地儲(chǔ)存在江河中，以便用于農(nóng)業(yè)灌溉。此外，若在擋潮閘中設(shè)置了通航孔，那么擋潮閘還能夠具有通航作用[2]。

2.2 進(jìn)水閘

在建設(shè)進(jìn)水閘時(shí)，一般會(huì)設(shè)置斗門(mén)、農(nóng)門(mén)與水閘。相較于擋潮閘突出的擋水、排水功效，進(jìn)水閘更側(cè)重于水源利用，如發(fā)電、灌溉等。進(jìn)水閘在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)將水流逐級(jí)引遞，使高一級(jí)的渠道水始終向低一級(jí)的渠道水流動(dòng)，從而通過(guò)高差形成一定的沖擊力，實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電。同時(shí)，在進(jìn)水閘設(shè)計(jì)時(shí)還會(huì)充分考慮地質(zhì)因素，盡可能將閘口與農(nóng)田相對(duì)應(yīng)，以便為農(nóng)田灌溉提供便利條件。

2.3 分洪閘

分洪閘的功能具有較高的針對(duì)性，主要用于泄洪，即在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)江河流域內(nèi)的水位進(jìn)行有效調(diào)控，使下游的水位始終保持在標(biāo)準(zhǔn)水位下，避免出現(xiàn)洪峰等問(wèn)題。梅雨季節(jié)，一旦下游水位快速上漲，分洪閘會(huì)立即開(kāi)啟，將下游內(nèi)的水源及時(shí)引入預(yù)設(shè)湖泊，以此防控洪澇隱患。

2.4 節(jié)制閘

節(jié)制閘主要被建在渠道系統(tǒng)分水口的下游段，其在洪水期與枯水期均有較高的應(yīng)用價(jià)值。在洪水期，可以通過(guò)調(diào)控節(jié)制閘對(duì)渠道系統(tǒng)內(nèi)水位與水流量進(jìn)行把控，而在枯水期，則可以通過(guò)開(kāi)關(guān)節(jié)制閘來(lái)調(diào)控江河流域內(nèi)的水位，確保水運(yùn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 水閘加固的施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 定位放樣

在水閘加固施工前，需要先確定基坑中心的位置，以便后續(xù)基坑開(kāi)挖。因此，要做好基坑的定位放樣工作[3]。在基坑放樣測(cè)量前需要做好準(zhǔn)備工作：一是確定施工圖紙；二是全面明確圖紙內(nèi)容與具體要求；三是校準(zhǔn)放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

當(dāng)實(shí)際放樣點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)與預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)相符合后，才可開(kāi)展基坑放樣測(cè)量。首先，選擇合適且參數(shù)校準(zhǔn)完畢的測(cè)量工具，這里以TS06 型全站儀為例，該設(shè)備的精準(zhǔn)度較高，獲取的數(shù)據(jù)值更加精準(zhǔn)、可靠。其次，應(yīng)用TS06 型全站儀在導(dǎo)線(xiàn)“a”點(diǎn)設(shè)站，并設(shè)后視另外一條導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)為“b”點(diǎn)，與此同時(shí)，需要對(duì)“a”“b”點(diǎn)設(shè)置明顯標(biāo)記，以便后續(xù)觀察。其三，應(yīng)用極坐標(biāo)放樣法在“a”“b”導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上計(jì)算出基坑中心點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算后，在基坑中心點(diǎn)設(shè)置標(biāo)記，確定該點(diǎn)為基坑中心點(diǎn)并不再更改。

3.2 根據(jù)基坑樣線(xiàn)開(kāi)挖

在基坑放樣測(cè)量結(jié)束后，需要根據(jù)確定的基坑中心點(diǎn)開(kāi)展基坑挖掘。在挖掘過(guò)程中，應(yīng)以基坑中心點(diǎn)為核心向四周開(kāi)挖，挖掘時(shí)還應(yīng)確保基坑具有一定的傾斜弧度，以預(yù)防泄水給施工帶來(lái)阻礙[4]。

3.2.1 合理處理地基

一是提高外荷載力與地基承載力，從而有效降低地基施工后的沉降，進(jìn)而降低總沉降量；二是提高地基施工地的軟土層強(qiáng)度，使地基沉降現(xiàn)象集中在施工階段，進(jìn)而避免地基施工結(jié)束后再次出現(xiàn)沉降問(wèn)題；三是增加地基排水固結(jié)率，在增加施工預(yù)壓期的同時(shí)，增加軟土層的水固結(jié)率；四是對(duì)整體地基進(jìn)行頂壓，確保地基面平整，從地基外側(cè)向中心夯實(shí)，并用推土機(jī)對(duì)夯實(shí)后的地基進(jìn)行平整度修整，而后對(duì)地基夯實(shí)完成后的效果與夯實(shí)前進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)夯實(shí)后的地基是否符合水閘地基標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的位置進(jìn)行重新夯實(shí)。

3.2.2 閘墩施工

根據(jù)施工圖紙的要求制定合理且符合標(biāo)準(zhǔn)的閘墩高度、厚度、強(qiáng)度及光滑度，以此確保后續(xù)閘門(mén)槽處的鋼筋貼合度符合要求，進(jìn)而保證工程的進(jìn)展。

3.2.3 安裝閘門(mén)與啟閉機(jī)

閘門(mén)與啟閉機(jī)是水閘的重要構(gòu)成部分，是確保水閘功能正常使用的關(guān)鍵。因此，在進(jìn)行閘門(mén)與啟閉機(jī)的安裝時(shí)，需要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。首先，應(yīng)確保閘門(mén)與啟閉機(jī)相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量，監(jiān)理人員需要對(duì)所有設(shè)備零件的參數(shù)、規(guī)格與采購(gòu)合同進(jìn)行仔細(xì)核查。其次，在實(shí)際安裝過(guò)程中應(yīng)根據(jù)圖紙有序安裝。

3.2.4 搭建模板

模板是澆筑后的結(jié)構(gòu)、尺寸、位置等設(shè)計(jì)的具體體現(xiàn)，在模板搭建時(shí)，一是需要確保模板自身的強(qiáng)度、剛性與穩(wěn)定度，二是在模板澆筑時(shí)一定要避免漏漿等問(wèn)題的發(fā)生[5]。

3.2.5 修筑圍堰

從宏觀視角與實(shí)際效用來(lái)說(shuō)，圍堰技術(shù)的根本作用是阻斷水源與施工現(xiàn)場(chǎng)相接觸，在二者之間設(shè)立屏障，從而在確保流域正常使用功能的同時(shí)，保證能夠在圍堰內(nèi)進(jìn)行排水、開(kāi)挖基坑、修筑建筑物等工作。隨著我國(guó)圍堰技術(shù)的不斷深入，圍堰結(jié)構(gòu)逐漸豐富，包括過(guò)水圍堰、混凝土圍堰、過(guò)水土石圍堰、鋼圍堰等。每種圍堰的結(jié)構(gòu)所適應(yīng)的地域要素均不相同，因此為切實(shí)發(fā)揮圍堰的結(jié)構(gòu)效值，在水閘施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)圍堰的結(jié)構(gòu)特色與施工現(xiàn)場(chǎng)的地域特點(diǎn)，選擇最佳的圍堰結(jié)構(gòu)。

3.2.6 科學(xué)把控基坑排水施工

在水閘加固施工中，科學(xué)地把控基坑排水的根本目標(biāo)是阻斷水源流入施工現(xiàn)場(chǎng)，從而確保施工現(xiàn)場(chǎng)始終保持干燥，為地基的順利建造提供基礎(chǔ)，確保工程質(zhì)量。為保證基坑的排水效果，在實(shí)際基坑排水施工中，應(yīng)要求施工人員保持工程整體的耐沖擊力與腐蝕性，從而有效落實(shí)基坑排水施工的成效。通過(guò)基坑排水施工方式可以發(fā)現(xiàn)，基坑排水有兩種形式，分別是經(jīng)常性排水與一致性排水[6]。

4 水閘加固施工技術(shù)的應(yīng)用

基于城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入，水利工程的重要性愈發(fā)突出，不僅能夠充分挖掘水資源的價(jià)值效用，還能夠滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)以及群眾日常生活需求。因此，隨著社會(huì)的發(fā)展，水利工程規(guī)模日益擴(kuò)大，水利施工的質(zhì)量與整體性能已成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。其中，水閘作為常見(jiàn)的水工建筑物，加強(qiáng)對(duì)其施工的管理，切實(shí)保障水閘的功能效用尤為重要。為此，現(xiàn)將水閘加固施工技術(shù)的應(yīng)用做如下總結(jié)。

4.1 鉆孔旋噴施工

鉆孔：施工人員應(yīng)遵循施工要求，在實(shí)際鉆孔時(shí)確保鉆孔位置與預(yù)期位置之間的誤差在1～2cm 內(nèi)。在鉆孔施工時(shí)，需要提前清潔孔內(nèi)空間，以防孔內(nèi)存在異物。鉆頭每鉆入5cm 需要分析一次鉆孔，確保鉆孔方向的準(zhǔn)確性。

旋噴：首先應(yīng)確保相關(guān)設(shè)備到位，將旋噴鉆桿、高壓泵、水泥攪拌機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連接；其次，要開(kāi)展模擬試噴，確保旋噴壓力為20MPa，高壓泵流量75L/min，當(dāng)水泥漿比例為1∶1 時(shí)進(jìn)行實(shí)際施工；最后，進(jìn)行旋噴注漿，此環(huán)節(jié)應(yīng)提高注意力，在發(fā)現(xiàn)泥漿將注滿(mǎn)孔洞時(shí)，需要及時(shí)以25cm/min 的提升速度與25r/min 的提升旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)鉆桿。需要注意的是，加固施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)在首次旋噴注漿結(jié)束的24h后，再開(kāi)展一遍回灌[7]。

4.2 灌漿施工

清潔處理：對(duì)作業(yè)區(qū)以及周?chē)幕覊m、顆粒石頭等異物進(jìn)行清除，可采用毛刷等工具進(jìn)行清除。

配置膠液：在混凝土裂縫壓力注膠修補(bǔ)前30min內(nèi)，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求配置膠液，配置完成的膠液需要在2h 內(nèi)灌注到縫隙中，以防膠液失效。在膠液配置過(guò)程中，需要不斷地向同一方向攪拌，攪拌完成后放置陰涼處備用。

選擇注漿方法：長(zhǎng)樁高壓噴射為水閘加固施工技術(shù)的常用方法，根據(jù)裂縫的實(shí)際情況選擇最恰當(dāng)?shù)淖{方法。開(kāi)展水閘加固施工時(shí)，需要結(jié)合專(zhuān)業(yè)潤(rùn)滑油從裂縫的一端向另一端注漿，或從裂縫兩端向中心注漿，并開(kāi)展多次補(bǔ)灌。

檢查施工質(zhì)量：水閘加固結(jié)束后，應(yīng)觀察漿液是否存在下沉現(xiàn)象，若存在則需要進(jìn)行補(bǔ)灌，若沒(méi)有則標(biāo)明施工合格，可以開(kāi)展表面修復(fù)。

4.3 止水設(shè)施施工

沉降縫與溫度縫設(shè)置，是水閘加固施工中止水設(shè)施施工中的重要內(nèi)容。更準(zhǔn)確地說(shuō)，沉降縫與溫度縫中的填充材料，才是起到止水效果的主要材料，在設(shè)計(jì)沉降縫與溫度縫時(shí)，應(yīng)將其設(shè)計(jì)為2cm 寬的水平或鉛直形式?？p隙中的主要止水材料一般是瀝青杉板、泡沫板、瀝青油毛氈等物質(zhì)，應(yīng)在其上層進(jìn)行混凝土澆筑。因?yàn)榛炷猎跐仓r(shí)極易出現(xiàn)裂縫，所以在澆筑時(shí)應(yīng)做好施工準(zhǔn)備，避免裂縫影響止水設(shè)施的施工質(zhì)量。

以某水利施工為例，其設(shè)計(jì)了2 種混凝土配比方案，在實(shí)際施工中可以借鑒該工程的混凝土配比方案數(shù)據(jù)。方案1 的水灰比、水、水泥、砂、石子、粉煤灰、HMC-1 的用料量分別為：0.53kg/m、132kg/m、195kg/m、820kg/m、1165kg/m、65kg/m、3.392kg/m。方案2 的水灰比、水、水泥、砂、石子、粉煤灰、UC-2 的用料量分別為：0.53kg/m、146kg/m、215kg/m、828kg/m、1072kg/m、70kg/m、3.453kg/m。該工程的兩種方案中的混凝土水化熱測(cè)試結(jié)果為：方案1 下的水泥+粉煤灰+HMC-1 結(jié)構(gòu)7d 后的水化熱量為172.3J/kg，30d 后的水化熱量為252.2J/kg；方案2 下的水泥+粉煤灰+UC-2 結(jié)構(gòu)3d、7d、30d 后的水化熱量分別為155J/kg、208J/kg 與278J/kg。

4.4 做好施工的安全管理

管理到位、規(guī)章制度到位、管理機(jī)構(gòu)到位、宣傳教育到位、責(zé)任分解到位、跟蹤檢查到位、總結(jié)工作到位是水閘加固施工現(xiàn)場(chǎng)的“七到位”安全管理要求，也是確保水閘加固施工整體成效的關(guān)鍵?；诎踩谝坏脑瓌t，在水閘加固施工中，應(yīng)落實(shí)好安全生產(chǎn)、質(zhì)量管理制度、組建安全事故防治領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)安全施工監(jiān)管工作、落實(shí)嚴(yán)懲嚴(yán)罰管理機(jī)制，調(diào)動(dòng)所有建設(shè)人員的安全事故防范能動(dòng)性、采取多元化宣教手段，將施工人員由“施工安全”的心態(tài)轉(zhuǎn)變成“我要施工安全”的心態(tài)，將安全管理任務(wù)細(xì)化到每位管理者身上，形成安全質(zhì)量監(jiān)督管理網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)做好質(zhì)檢工作，仔細(xì)檢查細(xì)節(jié)工程，排查存在的安全隱患，深化抓整改工作，找出施工中潛在的漏洞并總結(jié)、汲取相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以此實(shí)現(xiàn)全方位水閘加固施工的質(zhì)量監(jiān)管體系[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程在各地區(qū)逐漸開(kāi)展，成為利民、便民的重要工程，能夠切實(shí)推動(dòng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)的發(fā)展，維護(hù)江河流域兩岸居民的生產(chǎn)、生活，并起到防控、防汛等作用。由此可見(jiàn)，水利工程建設(shè)具有較高的價(jià)值和意義，而水閘作為水利工程中重要的建設(shè)環(huán)節(jié)之一，其功能是確保水利工程能夠充分發(fā)揮其價(jià)值、效用的關(guān)鍵。因此，在進(jìn)行水閘加固施工中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注易發(fā)生的穩(wěn)固性不足的問(wèn)題，以此提高水閘的穩(wěn)固度，進(jìn)而在實(shí)際應(yīng)用中起到調(diào)控水位、水量等的作用。