引言
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。
1 水闸原理及作用
1.1 原理
水闸一般由上游连接区、下游连接区和闸室三部分组成,闸室又包括闸门、闸墩、胸墙、启闭机、底板、交通桥、工作桥等,其中最重要的组成部分是底板。底板可以将作用于水闸的力由上至下传递到地基,起到防止渗漏的作用。河水湍急之时极容易冲刷河堤,存在一定的安全隐患,上游连接区的作用就是将河水引入闸室中形成分流,避免河床及坝堤的损坏。此外,上游连接段与水闸之间要设置防渗功能,水流通过闸室再流向下游连接段,起到减小流速,平缓水势的作用,可有效降低水灾的风险,确保水利工程的安全运行。
1.2 作用
(1)更好的管控河道。在水利工程建设的过程中,一般会建立相应的河道,并且设立相应的水闸工程,针对于只能接受少量船只通过的河道而言,该施工建设的作用也就发挥出来了。不仅能够通过对闸道的控制来控制船只的行驶方向,还能保障船只都能规范地运行,且不会出现拥堵情况,减少了事故发生风险,也更好的加强交通管理。(2)防洪减灾作用。由于我国领土辽阔,不同的区域气候也有着较大的差异。例如,南方区域的降水量相对比北方的较多,因此该区域的洪水问题也相对较为严重。而水闸的作用就是可以存储一定量的洪水,从而完成蓄洪的目的,待到该区域降水量减少的时候,可以通过泄洪的方式来解决干旱问题,减少水量过多过少对当地居民所造成的危害,从而减少洪水的发生概率,在一定的程度上有着保护人们安全的作用和意义。(3)有效地调节水量。随着我国人口数量的不断发展和完善,对于各个能源的需求量也在不断地增加,尤其是对于电力资源的需求量供不应求。而我国又是水资源较为丰富的国家,且水资源的合理利用能够产生相应的电力资源。尤其是较高的水位的水资源势能相对较强,通过设立相应的水闸,从而增高该河流中的水位,再将其有效地转换成电力资源,实现水发电的目的。该种能量转换的方式不仅能够有效地减少其他能源发电的过度消耗,还能凸显出环保、绿色的理念,同时该种方式的发电效率也相对较高。
2 水闸施工技术要点
2.1 导流与截流
导流方案的设计需要结合施工地的实际情况。围堰需要设置在河道岸边,但这个位置的地理环境往往不适用于修建围堰,因此,施工部门选择的围堰要具有抗性强、强度大且结构简易的特点,浆砌石围堰较符合这一要求。工作人员首先要确定导流过程,利用木桩固定其基础部分,再用粘土来稳固围堰,还可以在围堰的近水一侧设置防渗膜,或者堆放土袋来稳固导流工作。常用的导流技术有全段法和分段法,全段围堰又由隧洞技术、明渠技术和涵管技术三种组成。截流技术可以借鉴以往的成功经验,科学合理地设计堵截过程,还可以利用现代化技术制作截流模型,通过实验来决定最终的施工方案。截流时经常会在外界因素的影响下出现不同程度的沉降和位移,致使施工材料不足。因此,要在预备阶段考虑到这些因素,防止原料不足延误施工期。除此之外,施工人员要加强河堤保护,这是截流工作的重点内容,还要根据抛投材料的水体深度和流动速度落实截流工作,确保工程的稳定可靠。
2.2 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0.1mm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1.5m。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。
2.3 结构施工
对于该工程施工来说,其最为重要的就是工程的整体构造,在进行水闸施工的过程中,其整体的构造基本上都是运用专业的金属原料建设的,因此,整个金属的构造设计对于工程的质量有着直接的影响。混凝土的浇筑施工也需要根据该构造框架来完成,若是没有相应的金属原料将其支撑起来,混凝土也无法达到相应的质量标准。因此,在对该结构进行设计的过程中,一定要严格地按照规定展开施工,必须保障该设计方案可行才能进行后续的施工。此外,该工程中的各个环节都必须根据工程设计展开施工,且所选用的金属原料也必须要符合工程质量的,其规格和尺寸也必须要符合设计的要求,从而更好地保障工程的质量。
2.4 混凝土施工
第一,在铺设钢纤维混凝土材料之前,应当首先对水闸施工的部分结构表层进行洒水,并严格控制洒水的时长和周期。一般会选择每隔三小时进行一次洒水工作,在施工结束之后停止洒水处理。在这个过程当中,施工工作人员应当采用专业的设备对水闸施工项目整体进行找平工作,保证水闸的结构整体满足平整性和稳定性的要求。第二,在保证水闸整体结构表面平整之后,开展振捣和摊铺的环节。这个环节需要通过人工处理的方式帮助混凝土结构能够具有更好的均匀度和稳定性。在施工的边缘区域应当使用振捣棒进行摊铺,而水闸施工中间区域则需要使用振捣器械来完成整体摊铺处理。在这个过程当中一般会使用平板振捣器作为主要设备,这一设备的优势主要是整体振动频率较高,能够在很大程度上提高水闸构件的密实程度,且能够保证最后的成型效果,进而保障混凝土表面整体密实程度和稳定度。同时该设备还能够避免混凝土在振捣过程当中出现拥包的问题,所谓拥包指的就是混凝土的表面出现结构性隆起。这些问题通常是因为在混凝土用料选择时数量配比不够准确,或是基层部分并没有被充分压实,因此需要施工人员在同一位置缩短停留时长来控制振捣的时间,防止在振捣过程当中出现漏振或者是过振问题。
2.5 金属结构施工
金属结构施工主要是指闸门安装、门槽预埋件安装和水封安装。金属闸门通常在工厂内预制,采取整片或分片运输至现场,然后进行安装。金属水闸运送至现场后,要进行质量检测,防止在运送过程中出现问题,保证水闸的施工质量。门槽预埋件要安装在闸墩内的型钢或钢轨上。在安装过程中,必须严格按照图纸要求进行,并且做好施工工艺控制。表面提前进行处理,防止因为制造工艺或铁锈导致尺寸的偏差,影响工程质量。采用现场焊接工艺进行施工时,一定要做好质量控制,防止因为焊缝问题或焊接变形导致接头处的施工误差。水封是对闸门进行密封的设施,完成闸门安装和门槽预埋件后,需要进行质量检测,检测无误后开始水封的安装。水封一般采用橡胶材质,在工厂完成预制,运送至现场后进行装配,一般采用钻孔施工的形式。水封的材质和形状需要根据闸门实际情况进行选择,严格按照设计要求进行施工。
3 水闸施工技术管理措施
3.1 完善安全管理体系
安全管理是水利水电工程施工管理的核心内容之一,在工程项目建设过程中,要始终把安全放在第一位,切实提高自身对安全管理制度和安全管理措施的重视程度,提前做好安全预防工作,避免工程施工期间发生任何安全事故。具体可从以下几点内容展开工作:第一,工作人员应从思想层面上对安全管理有一个全面的了解和认识,时刻强调预防工作的重要性,不断加强安全管理力度,组织实施各种安全教育培训活动,借此提高工程生产效率;第二,提高工作人员的安全责任意识,使其能够自觉遵守安全生产规范标准,一旦发现任何违反安全生产操作流程的,应立即阻止并给予严肃处理。进一步强化水利水电工程施工现场安全管理工作,定期展开安全隐患排查治理工作,尽可能降低安全事故发生概率,为水利水电行业的健康发展创造良好的条件。
3.2 做好现场技术协调
在项目实施期间,需提高工程组织规划的实施效果,不但需依据现场的具体情况,也需妥善做好技术的准备和统筹工作,持续提高施工技术的应用效果。在编制施工方案期间,需针对技术进行必要的审核,保证施工技术与实际需求相符,不断提高工程的实施质量和效率。此外,还需在施工现场做好技术的协调工作。在具体施工期间,可能会应用到不同类型和性质的技术手段。上述技术手段具有一定实用性,尽量提高工程的实施质量。此外,还应保证工程的进度达到要求。最后,应对现场的施工技术进行调节,不但为技术的应用提供必要的客观环境,同时还应细致检查技术及相关的材料、设备等,尽量发挥出施工技术的最大功能,保证工程各程序均有序实施。
3.3 筛选施工材料
施工材料是影响工程质量的主要因素,优质材料可以使水闸坚固耐用。当前,材料市场鱼龙混杂,采购人员要具备敏锐的观察能力和辨识能力,选用正规厂家生产的材料,储存时要保持环境的阴凉干燥,避免外界因素改变材料的物理性质。还要加强施工机械的使用和管理,加强操作人员的专业技能培训,避免机械质量差或操作不当影响工程进度。还要确保配合材料的比例符合标准要求,严控施工材料和设备的质量。
3.4 施工过程管理
在水闸工程前期的挖掘施工过程中,由于挖掘的面积相对较大,因此土石挖掘施工对于整个工程的进度管理有着十分重要的作用,并且该步骤施工质量对于整个工程质量也有着较大的影响。因此,在施工过程中,必须严格根据设计标准进行,确保挖掘范围符合标准要求。一旦出现挖掘过度,那么就很容易出现各种事故,还需要进行相应的混凝土填充工作。该步骤完工之后,还需要根据设计对其进行验收工作,确保质量合格之后才能进行下一步施工。由于该施工中主要的原料就是混凝土,因此对原料的质检工作也是必不可少的,一旦发现质量不合格,就必须对其严格处分,这样才能更好地保障质量,强化制度威严。此外,相关的施工人员还需要重视混凝土的配比工作,必须保障每一个原料成分都在合理的指标中,要严格地按照规定进行配比,例如现场的骨料中一般存在一定的粒径颗粒,且其水含量也会相对较高,因此,在施工过程中还需要对该骨料以及水含量进行合理的调整配置,并且根据施工的外部环境、运输、设备等各种因素进行含水量的有效调整,保障配置的科学、合理。
4 结束语
综上所述,水闸技术可以为水利水电工程提供安全保障,相关单位要做好施工规划,严格管理施工流程,制定合理的质量控制措施,避免工程隐患影响其使用效果。在实际施工作业中更要结合当地的实际情况完善工程体系,确保水利水电工程的可持续性发展。
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