东平湖管理局东平管理局
摘要:作为水利工程最常见的建筑物,水闸工程的施工质量直接影响到整个水利工程的施工质量。根据目前的研究结果和施工经验,影响水闸工程施工质量的因素很多,但因工程实际情况不同,影响因素也不同。对于水利水电工程,水闸工程的施工质量还直接影响到电能的转换率;对于其他水利工程,也均采用水闸工程来进行蓄水和排水,因此水闸工程的施工质量直接关系到水利工程的正常运转。只有采用适当的水闸工程施工技术,同时对水闸施工过程进行严格的施工质量控制,才能保证整个水利工程建设安全有序地进行,才能提高水利工程的整体稳定性。因此,本文对水闸施工技术进行总结和研究,以期为水闸工程施工提供参考与借鉴。
关键词:水利工程;水闸
1 水闸施工技术方法
1.1 围堰施工
1) 土石围堰法。
利用土石来进行围堰施工,该方法施工成本较低,可就地取材,利用现有的材料进行施工,很大程度上降低了施工成本。土石围堰的结构简单,抗冲刷能力强,是一种实用的围堰施工法。土石围堰法施工时,要先进行实地考察,综合考虑水位、风浪大小以及安全因素等方面后,确定围堰的高度、宽度及坡度。土石围堰施工时,主要通过进占法进行填充,采用挖掘机,按照工程要求和现场施工的情况进行填筑施工,可以单侧进行,也可两侧同时进行。填筑达到水平面之后,需要分层进行填充并且逐层压实。填充的土石需要进行含水量检测,并进行压实处理。
2) 膜袋砂法。
利用袋装砂修建围堰的施工方法,膜袋砂围堰施工方法的优点很多,主要包括施工速度快、施工成本低、加固效果好,可以采用大型机械进行施工,可以有效保护河岸,有良好的抗冲刷效果。膜袋砂的材料可以就地取材,利用施工现场的砂土就可施工,降低了施工成本。水闸工程膜袋砂围堰优先选用粒径0.1 mm以上的牛皮砂,伸缩率大于32%的腈纶纤维布作为土工膜。先对河床表面的杂物进行清理,然后填充一层牛皮砂,厚度至少为1.5 m。牛皮砂填充完成后,对其沉降进行监测,无明显沉降后才能进行膜袋砂的填充。膜袋砂填充应严格按照以下顺序:整顿边坡、膜袋铺设、张拉定位、填充膜袋砂、填土加高。膜袋砂填充应分层进行,确保下层无明显沉降后,再进行上层填充,保证填充的密实度。
1.2 土方施工
在进行土方开挖施工时,应按照施工图纸上的具体要求先进行标高和放线,按照设计图纸做好定位工作。土方开挖时,应做好安全措施,防止出现塌方。土方施工应分层开挖,及时设置排水渠,在此基础上逐层开挖,同时不断对底层进行处理。土方施工进行到底部时,改用人工挖掘的方式继续开挖。开挖的顺序必须从上到下,在水闸施工位置水位一般较高,如果掏挖,容易造成塌方,产生安全问题。同时,在开挖过程中,应及时开挖排水斜坡,防止地下水聚集。当施工场地中土质含砂率较大时,应设置临时平台,保证施工安全。
1.3 混凝土施工
在进行混凝土施工前,首先应进行模板安装。模板安装完成后,需要进行钢筋绑扎和安装,安装钢筋前应进行基础测量放样,保证安装平面的位置准确以及高度无误。先进桁架立筋的安装,然后绑扎受力钢筋,注意控制钢筋保护层厚度。
混凝土施工时,需要提前做好混凝土的搅拌。搅拌过程中,需要严格控制混凝土的坍落度,保证混凝土坍落度符合设计要求,如果发现坍落度不符合要求,需要及时进行调整。水闸工程施工中,混凝土浇筑量通常较大,底板混凝土浇筑范围较广,为了避免混凝土因为过快的凝结而出现断层,应采用分层浇筑的方法,阶梯状安排施工进度,精确计算混凝土浇筑速度,保证浇筑质量和混凝土的连续性。浇筑完成后,及时进行振捣,振捣深度至少深入下层混凝土的10 cm范围,且距离模板的距离不宜小于20 cm, 以防破坏模板。因为混凝土体积较大,因此浇筑完成后,需要严格控制内外温度,通常混凝土内外温差不大于25℃。
2 水闸施工质量影响因素
2.1 管涌现象的预防和处理
管涌常出现在水闸工程基坑开挖过程中,管涌问题的成因主要是基坑底部的土层中有含水层,导致内外产生水位差,水位差产生的压力会作用在基坑内的土体,导致土体骨架空隙中的颗粒随着土体中的水流动,从而形成管涌,随着时间的增加,最终导致塌方事故。在基础开挖过程中,要时刻注意地下水水位,时刻检测地下水位水头,确定透水层的厚度和基坑底部土体的抗浮托能力。预防管涌的基本方法有两种,井点降水法和土体加固法。井点降水法是指在基坑周围设置二级井点的方式,使地下水水位线下降至基坑开挖底部以下,然后再进行开挖,井点的数量和深度要根据工程实际情况确定。土体加固法是在基坑开挖之前,对土体进行提前加固,防止出现渗水现象。土体加固的方法有很多,常用的方法有搅拌桩加固法和压密注浆加固法,通过土体加固可以使基坑底部的土体有较强的抗渗透能力,从而防止管涌发生。
管涌出现后,要及时采取处理措施,常用的处理方法有集水井强排水法、深井降水法和深层注浆法。集水井强排水法是在管涌出现之后,立即对涌口进行封堵,将基坑内的水排出,然后对基坑进行抢挖。深井降水法是在管涌现象出现后,停止基坑开挖,并对基坑进行回填处理;然后在基坑周围打深井进行抽水作业,使地下水水头降至基坑底部0.5 m以下,深井数量根据基坑开挖大小和地下水高度进行确定。注浆法适用于局部出现管涌的情况,当基坑开挖深度较深时,局部出现管涌现象,应立即停止开挖,并进行局部回填,用土石覆盖管涌点;然后采用注浆法对土体进行加固,浆体中可以加入早强剂加速凝结;浆体凝结后,需要先确认加固层的厚度,如果加固层满足要求就可以继续进行开挖。
2.2 消力池施工质量控制
消力池是水闸工程施工中的重要消能结构,承担着将下泄急流转变为平稳缓流的作用,防止下游水文环境被破坏,是重要的水工结构。对于超深消力池的施工,施工工艺更加复杂,涉及深基坑的开挖和大体积混凝土的施工,同时还要保证消力池的消能效果,这在很大程度上增加了施工难度。消力池的稳定运行对于水利工程有重要的作用,高速下泄的水流会对表层混凝土产生冲击破坏和空蚀作用,导致消力池发生破坏,因此为了避免上述情况发生,必须严格控制消力池的施工工艺。首先要控制材料品质,保证混凝土的施工质量,使消力池表层混凝土和内部混凝土能完全结合在一起。消力池的开挖深度应尽可能深,以保证水流的动能充分被消耗。消力池的长度应根据实际情况进行确定,以保证水流的动能消耗充分。
3 结 语
水闸工程是水利工程的重要组成部分,水闸工程对拦截洪水、调节流量都有重要的作用。鉴于水闸工程的施工相对复杂、施工质量的控制难度较大,本文针对水闸工程施工流程、特点、施工技术方法以及施工质量影响因素进行详细的研究和论述,同时还要加强水闸施工质量监管,完善水闸工程的施工工艺,确保水闸施工安全有序地进行,为水闸工程的安全运行提供保障。
参考文献
[1] 李栋.水利施工中围堰技术的运用与施工技术要点研究[J].工程技术研究,2017(5):41-42.
[2] 李迎九.钢板桩围堰施工技术[J].桥梁建设,2011(2):76-79,84.
[3] 韩家梁,郭世永.水利水电工程中水闸施工技术[J].中国新技术新产品,2021(13):105-108.