水利水電工程中水閘施工技術(shù)與管理研究

劉啟鑫

（東莞市水電建筑安裝工程有限公司,廣東 東莞 523000）

基于我國市場經(jīng)濟近年穩(wěn)步增收的社會發(fā)展新態(tài)勢,各行業(yè)發(fā)展均得到了有力帶動。我國水利水電工程領(lǐng)域也是如此,切實收到了長足進步。對于水電工程來講,其不僅是保民生的重要舉措,也是迎合我國資源持續(xù)利用新理念的有效法寶。而因水閘是水利水電工程的核心構(gòu)成部分,所以需加深對水閘施工技術(shù)的研究層次,與時俱進地革新水閘施工管理新思想。為水閘的優(yōu)質(zhì)施工創(chuàng)造出便利、安全的作業(yè)環(huán)境,多方位保障水閘修建效果,以此實現(xiàn)我國水利水電工程施工質(zhì)量的大幅強化。

1 水閘的概念

常規(guī)情況下,水利水電工程中的水閘往往由兩部分構(gòu)成,即閘室與連接段。其中,連接段可分為上、下游兩類[1]。對于上游連接段而言,其與閘室互通互聯(lián),能夠引導(dǎo)水流順利流入閘室,避免閘室被大量水體沖擊塌方。而下游連接段則主要起到“舒緩作用”,其可與河床一同抵抗、降低下游水流的自體動能。

水閘閘室通常由交通橋、閘門、底板等部件組成。交通橋是閘門開啟、關(guān)閉的關(guān)鍵依托,也可成為銜接交通的載體。閘門可完成對工程水體的阻隔。而閘室底板則為水閘閘室的基礎(chǔ)支撐,站在力學(xué)角度考量,底板能夠承載閘室,將上層結(jié)構(gòu)應(yīng)力荷載均勻傳遞于地基,且具有一定防滲、防潮的功能效用。

2 水利水電工程中水閘的施工技術(shù)

2.1 基坑施工

2.1.1 開挖放坡

本文研究某水利公司的防洪水閘施工,在水閘基坑部分施工前,需要做好臨時圍堰施工。從今年年初至8 月中旬,該施工項目水位位于4.2 m～4.8 m之間,在考慮到其它外部因素影響情況下,將外圍堰頂部設(shè)計為5.3 m。外圍堰頂部施工需要注意用進占法填筑,再進行兩側(cè)同時填筑。填筑后分層上土逐層壓實,并做好涂料含水的檢查工作,再用推土機壓實,然后就可以進行接下來的工程環(huán)節(jié),進行開挖放坡。當(dāng)基坑開挖深度在4 m以內(nèi)時,可采取放坡開挖這一手段,維持土坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；而處于基坑深度需超出4 m的作業(yè)條件時,則應(yīng)采用多級平臺式的分層開挖。并將其平臺寬度精準(zhǔn)把控在1.5 m以上,為后續(xù)水閘施工提供便利要素。

2.1.2 支護開挖

在具有支護結(jié)構(gòu)的水閘基坑開挖過程中,應(yīng)著重關(guān)注以下幾項施工要點：

1）應(yīng)依照設(shè)計工況,對應(yīng)規(guī)劃土方開挖的流程、方法,并側(cè)重“開槽支撐、先撐后挖”以及“分層開挖、嚴(yán)禁超挖”這些根本性施工原則的嚴(yán)格秉持；

2）僅可在現(xiàn)場作業(yè)條件允許的情況下,開放開挖車輛在基坑支護中的行走權(quán)限；反之,則需禁止這些施工設(shè)備的行走操作,預(yù)防設(shè)備超重壓垮基坑結(jié)構(gòu)；

3）應(yīng)用機械設(shè)備完成支護基坑挖土?xí)r,應(yīng)謹(jǐn)慎操作挖土設(shè)備,避免其碰撞工程樁、立柱、支護支撐、圍護墻等構(gòu)件,保證基坑施工安全；

4）需在水閘支護基坑的坑底預(yù)留200 mm～300 mm厚度的基土,并施以人工找平的施工技術(shù)實現(xiàn)坑底整平,預(yù)控坑底土體出現(xiàn)擾動等不良現(xiàn)象；

5）當(dāng)水閘基坑面積較大為一級基坑時,則需運用土方分塊、對稱分區(qū)掘進、分區(qū)安裝基坑支護的施工技術(shù)。并在土方已挖至預(yù)定標(biāo)高后,迅速開展墊層澆筑工作,著力降低基坑無支護支持的時間。在突出施工安全的前提下,確保后期施工作業(yè)的有序推進。

2.2 底板施工

2.2.1 計算底板

計算水閘底板數(shù)值可使用的技術(shù)方法有：彈性地基梁法、倒置梁法等。這些算法的計算原理皆為通過水流的垂直方向完成單寬板條的截取,并將其引申為底板計算對象,在簡化處理后開展的平面計算。

在水利水電工程的中型,或是大型水閘施工中,當(dāng)處于地基為緊密砂土狀態(tài),或Dr≤0.5的情況下,因基坑形變易調(diào)整,所以可針對性選用反力直線這種分布計算法；而在地基屬性為黏土,或Dr＞0.5時,則以彈性地基梁法的引用為宜,保證計算結(jié)果精準(zhǔn)性[2]。

2.2.2 建設(shè)底板

在我國水利水電工程的水閘閘室澆筑工作中,常操作起重機,或是自卸汽車為施工輔助工具,實現(xiàn)調(diào)運及入倉等施工任務(wù)。而這是因為這兩種機械設(shè)備的操作無需特殊搭建腳手架,能夠在節(jié)省水閘施工經(jīng)濟成本的基礎(chǔ)上,提高施工作業(yè)效率。

由于水閘閘室持有的重量大,且沉降量突出等特性,為避免底板澆筑中突發(fā)不均勻沉降等施工問題,可優(yōu)先考慮應(yīng)用“穿插施工”這一技術(shù)。謹(jǐn)慎平衡沉降量與底板施工進度,著重清除使用中的不利影響,盡力保障水閘總體施工進度穩(wěn)定推進。

2.3 閘墩施工

在水閘閘墩修建中,可采取門機入倉的施工形式,搭配分層平鋪法完成施工。在“分層”中,需將各層級把控在50 cm內(nèi)。并在正式澆筑混凝土前,預(yù)先鋪設(shè)一層5 cm～10 cm高的水泥砂漿。隨后,將振搗棒插入混凝土中,依照振搗面積確定振搗時間。兼顧分層振搗的施工手段,直至混凝土表層呈現(xiàn)出水平狀態(tài),且不再發(fā)生明顯的氣泡、下沉。

在閘墩立模作業(yè)中,應(yīng)準(zhǔn)確設(shè)計控制線,以邊線為基準(zhǔn),確定其高程距離。而因閘墩的長時間應(yīng)力承受,所以其在使用運轉(zhuǎn)中較易出現(xiàn)開裂等問題,成為水利水電工程穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的安全隱患。對此,為規(guī)避這些開裂現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)以混凝土自然干縮、外界約束力等方面的細(xì)致分析為著眼點,依照水閘閘墩綜合施工實況,對應(yīng)選擇水泥類別、施工技術(shù),注重混凝土水灰比的提升,并可通過適量增添外加劑等措施保證混凝土施工質(zhì)量。

3 水利水電工程中水閘的施工管理

3.1 施工前的管理

為促進水閘施工工作順利完成,在施工前期準(zhǔn)備中應(yīng)高度關(guān)注以下幾方面的管理：

1）展開水閘施工區(qū)的實地調(diào)研工作。采集施工區(qū)及其周邊的土質(zhì)、交通、生態(tài)、水域、地貌等多樣現(xiàn)況信息,對應(yīng)設(shè)計細(xì)化性水閘施工方案,而方案具體內(nèi)容應(yīng)覆蓋施工進度、施工流程、施工機械、施工材料等。并以前瞻視角,預(yù)測可能發(fā)生的施工風(fēng)險、安全事故,提出針對性防范、規(guī)避策略。

2）加強水閘施工隊伍的建設(shè)。一方面,應(yīng)拓展施工人員的培訓(xùn)渠道,定期組織其參加領(lǐng)域權(quán)威人員主講的專業(yè)化、系統(tǒng)化的教育培訓(xùn),整體提高其職業(yè)道德素養(yǎng),增長其對各類前沿性施工技術(shù)的認(rèn)知全面性,逐步強化施工隊伍職業(yè)能力；另一方面,應(yīng)引進“高、尖、精”的專業(yè)施工人才,由其帶領(lǐng)施工隊伍高質(zhì)量完成日常水閘修建任務(wù)。

3）嚴(yán)格規(guī)范施工建材、設(shè)備的采購。為防止劣質(zhì)施工建材、機械設(shè)備進入水閘施工區(qū),應(yīng)在施工物質(zhì)的采購、租賃這一源頭處施以把控。在物資采購中,應(yīng)優(yōu)先選擇供貨能力強、信譽等級高、市場影響力大的供應(yīng)商建立合作關(guān)系,確保水閘施工可源源不斷的得到優(yōu)質(zhì)物資的有力支撐；而在機械租賃中,應(yīng)按照施工區(qū)綜合現(xiàn)況,如場地面積、土質(zhì)強度、施工需要等因素,選擇型號、作用、性能、效應(yīng)、性價比均契合的機械設(shè)備,保障施工任務(wù)可高效率完成。

3.2 施工中的管理

3.2.1 開挖工程

水閘施工質(zhì)量與土石方開挖的深度、面積、形狀等方面緊密相關(guān)。如開挖面積過大時,則需對應(yīng)加大混凝土的使用量,難以節(jié)省施工成本；而開挖面積過小時,則無法保證水閘強度,催化水閘不能有效完成運行任務(wù)。因此,在開挖工程中,應(yīng)以分析施工區(qū)綜合實況為落腳點,結(jié)合施工設(shè)計方案確定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)有序進行開挖工作。

3.2.2 混凝土工程

在水閘施工的混凝土澆筑作業(yè)中,應(yīng)在選用高質(zhì)量原材料的前提下,科學(xué)開展配比、振搗試驗。在配比試驗中,需謹(jǐn)慎確定砂土、水、添加劑、黏合劑等材料的使用比例,確保調(diào)配的混凝土可符合水閘實際施工需要[3]；而在振搗試驗中,則需確定振搗設(shè)備的最佳振搗頻率、振搗用時、振搗技術(shù),保證可在短時間內(nèi)迅速收獲均勻、無氣泡的混凝土,為后期的混凝土施工提供準(zhǔn)確的參數(shù)憑據(jù)。

3.3 施工后的管理

水閘后期維護管理作為延長水利水電工程年限壽命的關(guān)鍵措施,需得到重點注意。對此,可采取定期巡視、檢驗、養(yǎng)護、維修水閘的辦法,及時、精準(zhǔn)地捕捉水閘在運行中滋生出的隱患問題,并在第一時間制定出補救處理方案,最大化增強水閘這一水利水電工程核心樞紐的運行效果。

4 結(jié)語

綜上所述,處于我國城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略在各地踐行日趨深入的大環(huán)境下,水利水電這一民生性工程遍地開花,切實為社會穩(wěn)定運行提供了有力保障。而為了多角度發(fā)揮水利水電工程的優(yōu)勢作用,還應(yīng)重點聚焦其水閘部分的施工質(zhì)量,確保工程重要構(gòu)件的修建效果。對此,應(yīng)立足實際,深度剖析水閘施工技術(shù)的操作重點,以及全面優(yōu)化水閘施工的管理策略。以施工管理有效為基礎(chǔ),充分彰顯水閘施工技術(shù)的積極性應(yīng)用價值。從而全面加強水閘施工質(zhì)量,為水利水電工程優(yōu)質(zhì)修建效果的獲取創(chuàng)造良好鋪墊,整體提高我國資源利用效率,驅(qū)動我國社會長遠(yuǎn)發(fā)展。