摘要：水闸是水利工程中常见而重要的水工建筑物，土建施工是水闸工程建设的基础环节，因此本文对导流与围堰、基坑开挖与地基处理、混凝土施工方面的技术要点进行了探讨。
关键词：水闸；土建施工；要点分析
水闸是水利工程中最常见的水工建筑之一，主要用于挡水、泄水和调节水库水位，多建于河道、湖岸、渠首等部位。水闸由上下游连接段、闸室组成。闸室是核心部位，主要由底板、闸墩、胸墙、交通桥、工作桥、闸门、启闭机等组成。可见，水闸工程建设分为土建施工、金属结构与机电安装两部分，前者是后者的基础，一般土建施工包括导流与围堰、基坑开挖、基础处理、混凝土工程、砌石工程、回填土、围堰与坝埂拆除等内容，本文对主要的施工技术进行了探讨。
1 导流与围堰施工技术
1.1 导流方案
水闸建于河道上，为了有利于基坑开挖施工，要在河床中修筑围堰挡水，同时将上游水导向下游。导游方式分为一次导流和分期导游，一般狭窄河道都采用一次导流方式，但也要根据河道自然条件、工程特性以及其他行业对水资源的需求而定[1]。选择导流方案时，要考虑导游方式、导流时段、导流标准、导流流量等要素，然后确定导流建筑物形式、布局、构造、尺寸，并制定导流修筑、拆除的方法。
1.2 围堰施工
围堰是临时建筑，既考虑修筑方便，也要易于拆除，同时还要符合经济性和安全性，目前多采用土石围堰、钢板桩土芯组合围堰、模袋砂围堰等形式。围堰方法分为全段围堰、分段围堰两种方式。以模袋砂围堰施工为例，采用土工布编织的模袋，通过砂船上的高压泵填充细砂构筑围堰，再抛块石形成护脚，人工砌筑干砌石护坡。当底板、边墙、闸墩混凝土施工完毕，机电安装及闸门、启闭机调试完成，即可利用反铲挖掘机拆除围堰。
2 基坑开挖与地基处理技术
2.1 基坑防渗
基坑开挖应在旱地施工，为了创造无积水开挖的有利条件，应提前做好防渗措施，常用的防渗措施有高压旋喷桩、深层搅拌桩、射水法防渗墙、拉森钢板桩等。以射水法防渗墙为例，用高速水流冲击破坏土层结构，同时利用卷扬机操纵成形器切割、修整孔壁，形成槽孔后利用导管法浇筑水下混凝土，单槽板混凝土连接后形成连续的防渗墙。
2.2 基坑开挖
基坑开挖分放坡开挖和支护开挖两种形式，放坡开挖是既经济又操作简单的开挖方法，但是有些工程不具备放坡开挖条件，例如近邻有其他建筑，此时只能采用支护开挖方式，例如采用排桩支护形式。土方开挖多采用反铲挖掘机倒退式开挖，挖出的土用自卸汽车运至指定地点堆放。开挖时，在护坡边坡、底板均应预留保护层，一般预留50cm[2]。保护层可在垫层施工前由人工挖除。开挖过程中可能遇到岩石，可通过浅孔爆破开挖石方。基坑开挖过程中还要及时抽排积水，以改善作业条件。
2.3 基础处理
当水闸地基存在可液化、可压缩、可震陷、承载能力低的地层时，必须处理地基才能满足水闸基础的承载力要求，一般可采用换填垫层法、强夯法、桩基础等措施进行处理。一般换填法适合3m以内软弱层；强夯法对岸坡及周围已有的灌注桩、防渗墙会产生不良影响；深层搅拌桩处理费用低，工效高，但需复核地基承载力是否满足要求；桩基强度好，但费用较高。应根据技术经济比较选择适宜的基础处理方法。岩基处理时常采用灌浆技术，以提高岩层的整体性；灌浆时应避免混凝土抬动或开裂、漏浆现象，所以应加强现场监测。
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3 混凝土施工技术
3.1 混凝土施工方案
混凝土工程是水闸土建施工的主要环节，往往超过工期的一半以上，所以必须重视施工方案的合理性，以加快施工进度。一般来说，在制定施工方案时，应当先浇筑深基础，后浇筑浅基础，这样有利于防止浅基础裂缝的产生；先先浇筑主要结构，后浇筑次要结构；先浇筑对上部结构影响大的部位。针对大体积混凝土容易出现裂缝的问题，应当制定专门的温控方案，特别是在设计混凝土配合比时充分考虑材料的选择，例如添加纤维材料、合适的外加剂等[3]。
3.2 闸底板混凝土施工
水闸底板有平底板和反拱底板之分，但以平底板居多，所以本文讨论平底板的施工。对于面积较大的底板，一般根据施工缝或结构缝分为许多浇筑块，每一个浇筑块仍有较大的方量，混凝土入仓时要搭设脚手架，也可采用活动脚手架。为了在仓面内提供支撑，需要设置许多预制混凝土柱，再在柱顶搭设木柱、斜撑、横梁等，这样就形成脚手架。浇筑完成后，拆除木质脚手架，预制混凝土柱埋入底板内并成为它的一部分。混凝土浇筑一般采用逐层浇筑法或斜层浇筑法，后者适用于底板厚度不大的情形。浇筑时，应先浇筑上、下游齿墙，然后再浇筑底板，底板从下游往上游方向浇筑。为了避免施工冷缝的出现，应合理安排浇筑班次，例如方量较大的底板采用连批滚法，安排2个浇筑班配合作业，在保障施工进度的同时工程质量也易于保证。而中小型水闸混凝土方量较小，一般底板与消力池同时浇筑，但由于消力池重量较轻，沉陷量相对较小，两者共同浇筑易引起沉陷缝内止水片撕裂或消力池开裂，所以最好分开浇筑。如果工期要求较严，可以将消力池一分为二，面积较大部分与闸墩混凝土一起浇筑，面积较小部分待闸室充分沉陷后再浇筑。为了确保两部分连成整体，施工缝内应额外增加连接钢筋。
3.3 闸墩混凝土施工
闸墩高度大而宽度小，门槽处钢筋密集，而且对位置尺寸要求较为严格，所以闸墩混凝土施工主要是立模和混凝土浇筑问题。闸墩模板可采用固定模板和滑模两种方式。滑模是效率较高的模板技术，但用于闸墩有特殊的要求，主要是因为水闸底板和闸墩构成“T”型结构，闸墩上部结构可以自由伸缩，但闸墩受到底板的牵制容易出现问题[4]。闸墩滑模由模板系统、提升系统和操作平台组成。模板系统包括模板、提升架和围圈，模板由钢板、角钢加工而成，提升架将操作平台与模板系统联系为整体，围圈用来固定模板。提升系统由千斤顶、爬杆和液压控制台组成。施工时通过液压千斤顶进行滑升，每次滑升高度与分层厚度一致。滑模施工要求混凝土流动性好，但坍落度不能太大，也不宜太小。闸墩混凝土采用固定模板时，一般采用“铁板螺栓、对拉撑木”的立模方法。这种方法先立闸墩两侧的平面模板，再立两端的圆头模板。固定模板的螺栓一端由圆钢制成，另一端为有两个圆孔的扁铁，这种螺栓叫做铁板螺栓。利用脚手架的横搭木作为对拉撑木，并通过铁板螺栓连接起来，用以承受混凝土浇筑时的挤压力，防止模板歪斜和变形。
3.4 止水设施施工
为了适应地基的不均匀沉降和伸缩变形，水闸中必须设置温度缝、沉陷缝。这种缝有水平缝和垂直缝，缝内要设置止水，相应也有水平止水和垂直止水。水平止水多采用塑料止水带，垂直止水一般采用金属片。另外还有水平与垂直方向接缝交叉。施工时应按大样图及其说明进行施工。
4 结语
水闸施工技术的合理应用是保障工程质量的关键环节，尤其土建施工是后续机电安装的基础，因此在土建施工中必须熟悉和把握施工技术，同时严格控制施工质量和操作细节，这样才能使整个工程目标顺利实现，从而发挥出水利工程防洪排涝、灌溉供水的巨大作用。
参考文献：
[1] 张晶晶. 水利水电工程中的水闸施工技术探讨[J]. 珠江水运，2016(1)：94-95.
[2] 王加忠，王苏静. 对水利工程水闸施工技术的探讨[J]. 河南水利与南水北调，2015(8)：15-17.
[3] 胡钰. 峡江水利枢纽泄水闸堰面混凝土施工技术[J]. 江西水利科技，2014,40(1)：8-10.
[4] 胡钰. 垂直滑模技术在水库闸墩施工中的应用[J]. 中国水运，2014,14(4)：194-195.
论文作者:梁振明
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：水闸论文; 围堰论文; 混凝土论文; 底板论文; 基坑论文; 模板论文; 土建论文; 《基层建设》2017年2期论文;