水利水电工程中水闸施工技术分析

2023-10-15李胜林

中国科技纵横 2023年14期

李胜林

（中国水利水电第九工程局有限公司，贵州贵阳 550000）

0 引言

水利水电工程在我国民生建设方面极为重要，而水闸施工质量又会直接影响到水利水电工程的实际质量。科学、严谨的水闸工程可以更好地发挥水利水电工程的应用价值，使其挡水、排水效能更佳，可以合理控制工程内部水位情况，在一定程度上降低洪涝灾害的危害。因此，各施工单位在开展水利水电工程建设时，必须对水闸施工进行严格的质量控制，确保工程建设的施工技术应用正确，减少水闸施工中可能存在的质量隐患，同时提高对水闸施工技术人员的操作监管力度，保障水利水电工程顺利运行。

1 水利水电工程中水闸施工重要性

1.1 提高水资源利用率

在水利水电工程中，水闸结构主要用于泄水、挡水、调解水势。水闸是一种水木构筑物，可以在水利水电工程中调节水量，也能够泄洪、排涝，是水利水电工程的重点建设项目。水闸由底板、闸墩、胸墙、工作/交通桥、启闭机等原件构成，水闸的上游连接段，主要是让水平顺地流进闸室，而下游连接段，能够对闸室内的水流做出流向引导，确保通过水闸的水均匀扩散，以此降低水流的动能。因此，在水利水电工程建成后，水闸施工可以有效控制水势，并提高水利水电工程的电能转换效率，实现水资源的合理利用。虽然我国地大物博，河流面积较大，但实际上，我国水资源分配并不均衡。因此，在水利水电工程建设过程中，选用合理的水闸施工技术可以进一步提高水资源利用率。

1.2 促进水利水电工程可持续发展

我国南方沿海地区水利水电工程中的水闸施工相对普遍，水闸可以有效利用在水利水电工程中可能被浪费的水资源，将这类资源集中，并在必要的时候投入使用，能进一步提高水资源的有效利用率。水闸通常处于坝或各河流两道位置，便于从河流上游直接截获水源。合理的水闸施工可以协调河流内部不同位置的水量，实现水资源的合理应用，这种水资源可应用于农作物灌溉、水产养殖等多个行业。因此，高质量的水闸施工，能够充分发挥水利水电工程的优势，促进水利水电工程的可持续发展[1]。

2 水闸施工基础流程及注意事项

2.1 水闸施工基础流程

施工单位需要对水利水电工程整体建设要求进行分析，并对周边地质环境、水文地貌等内容开展细致的勘察作业，并以此为依据，优化水闸施工方案，对各环节的工艺衔接点进行合理调整。施工人员应先完成水闸排水部位的施工，随后进行基坑开挖，建设消力池，最后再完成上游盖等位置的施工。按照上述流程方能建立起合规、合理的水闸施工工程体系，可最大限度保障水闸工程施工质量。

2.2 水闸施工注意事项

2.2.1 施工前准备

水利水电工程中的水闸建设需要考虑多方面的影响因素，要求工作人员从施工前、施工中、施工后的全过程入手，完善监督管理，确保水闸施工的整体质量。在正式施工前，施工人员需要认真分析工程设计图纸及水利水电工程建设的质量要求。与此同时，开展针对施工现场的地质勘测，做好实地考察，确保图纸中的建设标准、要求与现场实际条件相符。工作人员可按照设计图纸有序施工。图纸确认无误后，要求工作人员完善施工前期的材料、设备检验，确保所有建材质量达标、机械设备可正常运转。最后，确保承建单位具有较高的技术水平，满足工程建设的基本要求，根据工程建设的实际情况开展施工前培训，并完成技术交底。

2.2.2 验收工艺流程

在水利水电工程建设过程中，为确保水闸施工顺利开展，施工单位必须明确水闸施工基本技术流程，设计科学的水闸施工方案，明确各工艺环节衔接方式，确保施工方案、工艺流程具有可行性。要求施工人员严格遵守工艺流程、施工操作规范，保证施工质量[2]。

2.2.3 优化水闸闸室结构稳定性

在施工过程中，施工人员必须重视水闸闸室的稳定性，选用科学、专业的管控措施，保证水闸闸室结构的稳定性。水闸闸室需要连接河流上下游，若稳定性不足，水位必将发生变化，水闸闸室自身结构也可能会受到损坏，致使水利水电工程存在较为严重的安全隐患。因此，施工人员必须选用合理的施工技术，避免水闸闸室出现结构倾斜或断裂，保护闸室安全。

3 水利水电工程中水闸施工技术详解

3.1 临时围堰

施工人员首先需要考虑施工地区的气候条件、潮汐等因素影响，明确施工现场水位、风浪等各项数据参数，合理设计临时围堰施工方案与围堰施工计划。在迎水侧施工时，施工人员需铺设雨花布，建设防浪墙；内侧坡角处，可选用袋装石子加设反滤层，以提高围堰整体的坚固程度。在围堰填筑时，施工人员可以使用两台挖掘机，结合工程现场要求及当前施工进度，选用单侧填筑或两侧同时填筑法完成围堰填筑工程[3]。采用分层上土法，每一层土石厚度应为30cm 左右，并在填筑后立即开展压实处理。当该层土壤紧密度达到设计要求后，方能开展下一层填筑作业。通常，在围堰填筑过程中，施工人员选用的填料粒径应小于5cm，做好填料含水量检查，确保填料质量符合工程标准。最后，在项目竣工前，施工人员需拆除临时围堰，并做好围堰建材的分类处理。水上部分的围堰拆除后，可将各类建材用于回填，水下部位则需根据工程要求，运输到指定地点，避免在现场长时间堆积。

3.2 基础开挖、处理

水闸土方开挖施工时，施工人员需对现场进行勘测与调研，要求技术人员深入现场完成实地考察，确保场地符合水闸施工需求后方可开工。开挖时，施工人员应按照施工图纸中的标注，放出标高控制桩，并按照预设计划，完成现场定位工作。施工时，应根据现场的实际情况选择规格、功率适宜的挖掘机，采用倒退施工方式完成开挖作业。在基坑护坡、边坡、底板处预留防护层，以保证工程质量。先用挖掘机完成基底处理，基底预留20cm 左右，改用人工方式继续开挖，确保挖掘深度的精准性，完成人工找平作业。开挖时，施工人员需按顺序，从上到下完成土方挖掘，坚决不允许掏挖[4]。开挖施工应分段进行，并逐层设置临时排水沟或做出排水坡。现场施工人员应关注基坑排水性能，确保开挖顺利。若基坑内部存在积水，则需立即进行积水处理。若挖掘基坑的过程中遇到岩层，则可使用浅孔爆破法完成岩层处理。开挖过程中产生的各类废料，需由专业人员经手，运输至特定点位。

在土方挖掘过程中，施工人员需要重点关注基坑支护作业质量，以“开槽支撑、先撑后挖”的基本原则完成支护作业。施工人员应选用规格合适的工字钢用以支护，提高支护稳定性，工字钢角度需控制在45°左右。根据现场实际情况调整支护参数，以提高土方施工支护质量。另外，在开挖现场，操作人员需谨慎操作挖掘机设备或人工开挖设备，避免在挖掘过程中，设备与支护支撑产生碰撞，影响支护效果。土方挖掘至固定标高后，需立即撤去支护，并开展垫层浇筑，减少基坑无支护支撑的时间，确保工程建设质量。

土方开挖完毕后，需要进行水闸基础处理工序。施工人员需结合水闸闸室特征，调整施工方式。在基础处理时，常选用硅酸盐水泥完成固结灌浆处理。灌浆前，需施工人员进行压水试验，并在灌浆现场进行监督、监测，一旦发现漏浆现象，则需立即处理，降低漏浆对工程整体质量的影响。灌浆时，孔间距、排间距应为3m 左右，深入基坑的深度为4m 左右。通常，水利水电水闸工程施工工期较为紧凑，因此，施工人员多选择在闸墩立模期间完成固结灌浆作业，灌浆孔应设立在闸墩外围，方能提高灌浆效果。

3.3 水闸整体结构施工

3.3.1 闸室施工

水闸闸室底板的混凝土施工时，首先要对闸室底板地面进行冲洗，确保地面干净、整洁，再将闸底板上部积水完全排出。闸室底板施工过程中选用的混凝土，应做到精细化配比，选用科学合理的拌和方式。在拌和时，检查混凝土坍落度，要求其坍落度符合工程标准，拌和时间应为90s 左右。实际浇筑前，施工人员需制作底板模板，选用竹胶板提高模板整体效果。

水闸闸室底板混凝土浇筑面积较大、范围较广，为提高浇筑效果，施工人员可以使用分层浇筑或阶梯浇筑法，减少混凝土初凝阶段对工程质量的影响。施工人员需要根据现场情况，对混凝土覆盖时间进行精密计算，确保混凝土浇筑具备连续性。浇筑时，施工人员可以选用水平分层施工法。浇筑后开始振捣作业，振捣至混凝土表面无连续性气泡方可停止。另外，施工人员还需保证混凝土表层光滑度，在振捣结束后，使用木质直尺，在混凝土表面开展找平作业。混凝土浇筑24h 后，应对混凝土表面进行洒水养护，确保混凝土施工效果。

进行水闸墙结构的浇筑作业时，施工人员需结合水闸墙结构的实际情况及混凝土性质，选用合理的施工方案。下部建筑浇筑时可选用分层浇筑，而上部则需使用锥顶分段法浇筑，墙结构顶部的锥形结构可采用一次性立模浇筑法。另外，水闸的混凝土浇筑作业不应中断，以免水闸闸室混凝土结构内部存在结构缝，影响闸室混凝土结构刚度[5]。

在水闸闸室主体大面墙施工过程中，施工人员需确保水闸墙岩体结构带不受影响，当水闸墙整体的岩体结构断面达到合理尺寸后，可以加设锚杆支护，维持工程整体稳定性，以保护岩体结构。

3.3.2 闸墩施工

开展闸墩施工时，施工人员需先做好闸墩浇筑准备，随后完成立模处理。浇筑前，可以先确定好闸孔中心线、边线、控制线，并完成高程测量，以提高立模参数精准性。模板制作完成后，需标注出门槽位置线、工作位置线等。正式浇筑前，需先在地面铺设一层5 ～10cm 厚度的水泥砂浆。浇筑时，可采取分层平铺法完成施工，分层平铺浇筑时，各层混凝土厚度应控制在50cm 以内。在混凝土分层浇筑完成后，应将振捣棒插入混凝土浆液中，再根据浇筑面积确定振捣时间、振捣强度，直至混凝土表面较为平整、无明显气泡与下沉状态后，方可停止振捣作业。

立模处理时，应优先处理闸墩两侧的模板。模板组装时，应控制好模板尺寸，在接缝处选用海绵或其他嵌合型材料进行密封处理，防止出现漏浆情况。相邻的两块模板必须使用螺栓连接，模板内侧需均匀涂刷隔离剂，避免混凝土与模板内部出现黏结情况。另外，施工人员可在规定间距内对模板下口位置设置锚桩，中间位置则需通过断钢管完成连接处理，避免模板下口位置在混凝土浇筑作业中发生位移。模板拆除作业时，施工人员需严格按照施工设计图纸、工艺流程完成拆除作业，保障混凝土凝结完毕，其内部结构强度符合工程设计要求后方能拆除模板。拆除时应小心、谨慎，确保棱角位置的尖角形混凝土不会出现损伤。

3.4 闸门施工

在水闸施工中，闸门工艺较为复杂。施工人员在安装闸门之前，需要做好钢结构闸门以及各配件的尺寸校验，确保其尺寸符合工程现场情况后，方能开始安装。在运输钢闸门结构时，需做好防护，并在钢闸门入场后及时查验闸门情况，确保闸门无破损、性能试验合格后，才可投入使用。在闸门拼装时，需严格按照设计图纸的规定进行，选用合理的焊接技术完成钢闸门焊接工作。在水闸闸门门叶制作过程中，允许存在公差值。门叶焊接完毕后，施工人员必须对门叶的形状及稳定性进行校验。

闸门与预埋件安装完毕且质量符合工程标准后，可以进行水封安装，提高闸门整体的密封效果。在闸门水封安装前，需要施工人员根据水封长度需求，提前做好黏合，再开始钻孔。钻孔时，需严格遵守施工规范，确保闸门水封、压条与门体孔洞位置相符。随后，施工人员可以在水封位置处浇水，湿润水封，降低水封摩擦力。闸门整体安装完毕后，无水情况下进行开闭检验，确保闸门质量符合工程标准。