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摘要:水利工程不同于其他工程,其工程对社会效益、经意效益包括生态环境的改变都有深远影响。本文介绍了水利工程中水闸的构成,结合工程实例探讨了水利工程中水闸施工技术要点。
关键词:水利工程水闸构成施工技术
中图分类号: TV 文献标识码: A 文章编号:
随着我国基础设施建设速度的加快,水利工程建设呈现出了繁荣发展的景象。水闸工程在整个水利工程施工过程当中占有十分重要的地位,对于水利工程总体质量具有十分重要的作用。为了确保水利工程整体功能的充分发挥,要做好水闸工程的施工工作。相关的施工人员在长期的施工实践当中应该注意积累相关的施工经验,不断的提升自身的专业素养,为我国水利事业的发展做出贡献。
一、水闸构成概述
水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段组成。
1、闸室是水闸的主体,包括闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。闸门用来挡水和控制过闸流量;闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥;底板是闸室的基础,用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基,并兼有防渗和防冲作用;工作桥和交通桥用来安装启闭设备、操作闸门和联系两岸交通。
2、上游连接段,包括两岸的翼墙和护坡以及河床部分的铺盖,有时为保护河床免受冲刷加做防冲槽和护底。用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免受冲刷,并与闸室等共同构成防渗地下轮廓,确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
3、下游连接段,包括护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡等。用以消除过闸水流的剩余能量,引导出闸水流的均匀扩散,调整流速分布和减缓流速,防止水流出闸后对下游的冲刷。
二、工程实例
1、工程概况
某水闸现阶段河道较窄,水质污染严重,淤泥厚,臭气重,河道旧闸破旧,运行能力差,所以河道整治与水闸重建显得尤为重要。本工程主要任务是重建坳颈涌水闸,级别为Ⅰ级,共4 孔,单孔净宽5m,闸室型式为开敞式整体式平底板,平面钢闸门配卷扬式启闭机,本闸采用底流消能型式,下游布臵消力池、海漫与防冲槽。根据工程施工的特点,本工程确保达到某市市级文明工地,按某市政府有关“净、畅、宁”工程要求进行文明施工。具体施工环节分析如下。
2、水闸工程的施工技术要点
(1)水闸基础施工
第一、混凝土灌注桩施工
① 成孔。为确保泥浆能保持孔壁平衡,钻机泥浆比重调整控制在1.2 左右,在淤泥层中应调整到1.3 左右。成孔时,还应注意清孔,同时,为避免清孔后在灌注混凝土的过程中出现局部坍塌,导致缩径的产生,在清孔时要做到清渣而不清泥。
② 灌注。灌注过程中,为使导管能承受其自重和盛满混凝土的重量,导管应具备足够的抗拉强度。导管最下端一节导管长度要长一些,一般为4m,其底端不得带法兰盘。内径应一致,内壁须光滑无阻。同时,严格控制导管埋深与拔管的幅度与速度,导管不宜埋入混凝土过深,也不可过浅。及时测量混凝土浇灌深度,严防导管拔空。
第二、钢筋混凝土底板施工
综合各种因素,可将输水廊道分3 层施工。第一层浇至廊道底板:为使第二层侧墙底部浇筑混凝土时不漏浆,浇第一层底板混凝土时,侧墙架立10cm 的悬空模板并形成标准的廊道底板抹光面的浇筑高程线。第二层浇至侧墙顶部:采用定型加工的大模板,与下层模板连成整体,模板安装位置与设计边线偏差控制在2mm,而且把廊道两边的侧墙模板连成整体,确保廊道的结构宽度偏差最小。第三层浇筑廊道顶板:沉重排架是控制模板在混凝土浇筑过程中不下沉的关键因素,為此应专门加工承重钢管。为保护廊道底板,钢管下部焊方型钢板。
第三、预应力混凝土闸墩施工
预应力闸墩工程采用后装后张法施工。即在预制场地锚索组装、现场预埋钢管成孔,待混凝土浇筑完成并达设计要求强度后,进行穿束、张拉锁定。其主要工艺流程为:锚索制作一锚索运输吊装一锚索管灌浆一锚头混凝土封堵。
(2)水闸墙施工
第一、刷大断面
为使原岩体不受破坏,采用风镐剥离刷大(不得使用爆破),当刷大的断面达到设计尺寸后,对周边围岩采用高强度管缝式锚杆支护,并在顶部挂金属网,金属网的面积根据具体工程实况而定。同时,金属网必须紧贴岩面,网与网搭接长度不得少于200mm,然后方可进行喷射混凝土。
第二、临时支护
一般工程中,锚杆采用43×1,800mm 管缝锚杆,间排距为800mm×800mm,允许偏差±150mm。锚杆尾端应露出300mm,并且要用砂浆将锚杆孔封堵密实。锚杆应垂直巷道轮廓,最小角度≥75°。临时支护的喷浆厚度为100mm。喷浆前彻底清除浮矸、浮尘,露出稳定岩石,并清洗围岩。
第三、墙体浇筑
结合混凝土实际供给能力、混凝土初凝时间、水闸墙形状和每层混凝土浇筑量的综合考虑,笔者建议采用“下部水平分层、锥顶分段”的浇筑方案,即按600 mm 厚度由下向上水平分层施工,当施工至平直段的下帮顶部时,按纵向将锥形部分分为两节,每节内亦按600 mm 一层高度施工,当下一层施工完,在初凝养护后,开始施工上一层。对顶部锥形不可分层部分一次性立模浇筑。
(3)、闸室施工
第一、预应力锚索的施工
①预应力锚索的布置。根据闸室结构布局,锚索的布置一般采用直束形式,即闸墩锚索在立面上沿弧门水推力合力方向呈扇形布置,其扩散中心角约14°,锚索上游端锚固于弧门面板前大体积混凝土内。同时,为满足施工需要,在上游端部预留锚井和交通道。下游端为张拉端,锚固于预应力大梁上。
② 锚索护管的预埋和清理。首先,在混凝土浇筑时对闸墩主锚索预埋护管进行造孔。均采用承压式接头对所有连接进行焊接,保证钢管内壁光滑平顺。然后,以一根直径5mm的钢绳在锚索护管内作为锚索安装穿束时的牵引绳。将2 根1.5 英寸的灌浆钢管安装在护管环形段的最低部位,其中一根为备用管,灌浆管预埋引至闸墩顶部。最后,在装索前,必须将护管中的残留杂物和水彻底清除。
③ 锚索安装。将制作好的主锚索钢转盘运至坝前,通过缆机吊运上坝放置在安装平台上。保持梳孔器的孔位与锚头上的钢绞线孔位一致。锚索牵引头需绑扎牢固,系上专门的钢丝网罩,网罩连接在锚索护管中的牵引绳上,牵引绳的另一端由低速卷扬机牵引。在锚索牵引过程中应尽量保证低速、连续、稳定地进行。牵引后的锚索在两端预留规定尺寸,及时套上锚盘和夹片,张拉一股钢铰线进行定位。
④ 灌浆。采用自下而上的循环灌浆法,分四次完成灌浆,即:第一次,上游竖井进浆口进浆,下游两回浆管回浆,待回浆管口出浆浓度比重≥1.80g/cm3 时,关闭放浆管,进行压力式并浆30min;第二次,距孔口较远一根为进浆管,另一根为出浆管,工艺同第一次灌浆;第三次,距孔口较近一根为进浆管,锚具孔隙为出浆口;第四次,人工将铁皮罩注满为止,灌浆结束。
第二、基坑支护施工
① 导墙施工。导墙施工是连续墙施工的主要环节,其主要作用为标定连续墙中心位置的基准线,为挖槽施工导向,加固和固定槽口,保持土体稳定和槽内泥浆面高程,防止槽口土体坍塌,控制挖槽标高,同时作为混凝土导管、接头管等吊放导向和操作平台,还有施工定位作用。导墙修筑在稳固的地基上,根据以往类似工程的施工经验,采用“┓┍”形导墙形式,一次性浇筑形成,可加快导墙的施工进度。
② 成槽施工。施工前,在工程地质条件相类似地段或在连续墙中心线部位进行生产性试验,以取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。液连续墙单元槽段划分好后,挖槽分两序槽跳挖施工,即先施工一序槽,再施工二序槽,奇数槽段为一序槽,偶数槽段为二序槽,一、二序槽之间采用接头管连接施工。
③ 挖槽施工。采用“两钻一抓”的施工工艺,液压抓斗进行挖槽施工。施工前先向导向槽内灌入泥浆,泥浆面保持在导墙面以下30~50cm,抓槽时抓斗沿导墙挖土,通过液压抓斗导向杆调整抓斗的垂直度,以控制槽孔孔壁平整垂直。挖槽过程中及时向孔内补充新鲜泥浆,使孔内泥浆始终保持在导墙面以下30~50cm,以维持孔内泥浆侧压力,防止孔壁坍塌。
总之,水闸施工中必须认真控制好水闸基础、水闸墙及闸室等主要部位的施工质量,只有保证这些部位的施工质量才能控制好整个工程的施工质量。
参考文献:
[1] 虞黄英.浅谈水闸混凝土的温控与施工技术控制的应用[J]. 中国水运(下半月). 2011(05)
[2] 宋华忠.浅谈水闸工程大体积混凝土施工技术[J]. 中国新技术新产品. 2011(12)
[3] 霍翠宝.浅析水利工程混凝土施工技术及其工程应用[J]. 科技资讯. 2011(16)
关键词:水利工程水闸构成施工技术
中图分类号: TV 文献标识码: A 文章编号:
随着我国基础设施建设速度的加快,水利工程建设呈现出了繁荣发展的景象。水闸工程在整个水利工程施工过程当中占有十分重要的地位,对于水利工程总体质量具有十分重要的作用。为了确保水利工程整体功能的充分发挥,要做好水闸工程的施工工作。相关的施工人员在长期的施工实践当中应该注意积累相关的施工经验,不断的提升自身的专业素养,为我国水利事业的发展做出贡献。
一、水闸构成概述
水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段组成。
1、闸室是水闸的主体,包括闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。闸门用来挡水和控制过闸流量;闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥;底板是闸室的基础,用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基,并兼有防渗和防冲作用;工作桥和交通桥用来安装启闭设备、操作闸门和联系两岸交通。
2、上游连接段,包括两岸的翼墙和护坡以及河床部分的铺盖,有时为保护河床免受冲刷加做防冲槽和护底。用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免受冲刷,并与闸室等共同构成防渗地下轮廓,确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
3、下游连接段,包括护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡等。用以消除过闸水流的剩余能量,引导出闸水流的均匀扩散,调整流速分布和减缓流速,防止水流出闸后对下游的冲刷。
二、工程实例
1、工程概况
某水闸现阶段河道较窄,水质污染严重,淤泥厚,臭气重,河道旧闸破旧,运行能力差,所以河道整治与水闸重建显得尤为重要。本工程主要任务是重建坳颈涌水闸,级别为Ⅰ级,共4 孔,单孔净宽5m,闸室型式为开敞式整体式平底板,平面钢闸门配卷扬式启闭机,本闸采用底流消能型式,下游布臵消力池、海漫与防冲槽。根据工程施工的特点,本工程确保达到某市市级文明工地,按某市政府有关“净、畅、宁”工程要求进行文明施工。具体施工环节分析如下。
2、水闸工程的施工技术要点
(1)水闸基础施工
第一、混凝土灌注桩施工
① 成孔。为确保泥浆能保持孔壁平衡,钻机泥浆比重调整控制在1.2 左右,在淤泥层中应调整到1.3 左右。成孔时,还应注意清孔,同时,为避免清孔后在灌注混凝土的过程中出现局部坍塌,导致缩径的产生,在清孔时要做到清渣而不清泥。
② 灌注。灌注过程中,为使导管能承受其自重和盛满混凝土的重量,导管应具备足够的抗拉强度。导管最下端一节导管长度要长一些,一般为4m,其底端不得带法兰盘。内径应一致,内壁须光滑无阻。同时,严格控制导管埋深与拔管的幅度与速度,导管不宜埋入混凝土过深,也不可过浅。及时测量混凝土浇灌深度,严防导管拔空。
第二、钢筋混凝土底板施工
综合各种因素,可将输水廊道分3 层施工。第一层浇至廊道底板:为使第二层侧墙底部浇筑混凝土时不漏浆,浇第一层底板混凝土时,侧墙架立10cm 的悬空模板并形成标准的廊道底板抹光面的浇筑高程线。第二层浇至侧墙顶部:采用定型加工的大模板,与下层模板连成整体,模板安装位置与设计边线偏差控制在2mm,而且把廊道两边的侧墙模板连成整体,确保廊道的结构宽度偏差最小。第三层浇筑廊道顶板:沉重排架是控制模板在混凝土浇筑过程中不下沉的关键因素,為此应专门加工承重钢管。为保护廊道底板,钢管下部焊方型钢板。
第三、预应力混凝土闸墩施工
预应力闸墩工程采用后装后张法施工。即在预制场地锚索组装、现场预埋钢管成孔,待混凝土浇筑完成并达设计要求强度后,进行穿束、张拉锁定。其主要工艺流程为:锚索制作一锚索运输吊装一锚索管灌浆一锚头混凝土封堵。
(2)水闸墙施工
第一、刷大断面
为使原岩体不受破坏,采用风镐剥离刷大(不得使用爆破),当刷大的断面达到设计尺寸后,对周边围岩采用高强度管缝式锚杆支护,并在顶部挂金属网,金属网的面积根据具体工程实况而定。同时,金属网必须紧贴岩面,网与网搭接长度不得少于200mm,然后方可进行喷射混凝土。
第二、临时支护
一般工程中,锚杆采用43×1,800mm 管缝锚杆,间排距为800mm×800mm,允许偏差±150mm。锚杆尾端应露出300mm,并且要用砂浆将锚杆孔封堵密实。锚杆应垂直巷道轮廓,最小角度≥75°。临时支护的喷浆厚度为100mm。喷浆前彻底清除浮矸、浮尘,露出稳定岩石,并清洗围岩。
第三、墙体浇筑
结合混凝土实际供给能力、混凝土初凝时间、水闸墙形状和每层混凝土浇筑量的综合考虑,笔者建议采用“下部水平分层、锥顶分段”的浇筑方案,即按600 mm 厚度由下向上水平分层施工,当施工至平直段的下帮顶部时,按纵向将锥形部分分为两节,每节内亦按600 mm 一层高度施工,当下一层施工完,在初凝养护后,开始施工上一层。对顶部锥形不可分层部分一次性立模浇筑。
(3)、闸室施工
第一、预应力锚索的施工
①预应力锚索的布置。根据闸室结构布局,锚索的布置一般采用直束形式,即闸墩锚索在立面上沿弧门水推力合力方向呈扇形布置,其扩散中心角约14°,锚索上游端锚固于弧门面板前大体积混凝土内。同时,为满足施工需要,在上游端部预留锚井和交通道。下游端为张拉端,锚固于预应力大梁上。
② 锚索护管的预埋和清理。首先,在混凝土浇筑时对闸墩主锚索预埋护管进行造孔。均采用承压式接头对所有连接进行焊接,保证钢管内壁光滑平顺。然后,以一根直径5mm的钢绳在锚索护管内作为锚索安装穿束时的牵引绳。将2 根1.5 英寸的灌浆钢管安装在护管环形段的最低部位,其中一根为备用管,灌浆管预埋引至闸墩顶部。最后,在装索前,必须将护管中的残留杂物和水彻底清除。
③ 锚索安装。将制作好的主锚索钢转盘运至坝前,通过缆机吊运上坝放置在安装平台上。保持梳孔器的孔位与锚头上的钢绞线孔位一致。锚索牵引头需绑扎牢固,系上专门的钢丝网罩,网罩连接在锚索护管中的牵引绳上,牵引绳的另一端由低速卷扬机牵引。在锚索牵引过程中应尽量保证低速、连续、稳定地进行。牵引后的锚索在两端预留规定尺寸,及时套上锚盘和夹片,张拉一股钢铰线进行定位。
④ 灌浆。采用自下而上的循环灌浆法,分四次完成灌浆,即:第一次,上游竖井进浆口进浆,下游两回浆管回浆,待回浆管口出浆浓度比重≥1.80g/cm3 时,关闭放浆管,进行压力式并浆30min;第二次,距孔口较远一根为进浆管,另一根为出浆管,工艺同第一次灌浆;第三次,距孔口较近一根为进浆管,锚具孔隙为出浆口;第四次,人工将铁皮罩注满为止,灌浆结束。
第二、基坑支护施工
① 导墙施工。导墙施工是连续墙施工的主要环节,其主要作用为标定连续墙中心位置的基准线,为挖槽施工导向,加固和固定槽口,保持土体稳定和槽内泥浆面高程,防止槽口土体坍塌,控制挖槽标高,同时作为混凝土导管、接头管等吊放导向和操作平台,还有施工定位作用。导墙修筑在稳固的地基上,根据以往类似工程的施工经验,采用“┓┍”形导墙形式,一次性浇筑形成,可加快导墙的施工进度。
② 成槽施工。施工前,在工程地质条件相类似地段或在连续墙中心线部位进行生产性试验,以取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。液连续墙单元槽段划分好后,挖槽分两序槽跳挖施工,即先施工一序槽,再施工二序槽,奇数槽段为一序槽,偶数槽段为二序槽,一、二序槽之间采用接头管连接施工。
③ 挖槽施工。采用“两钻一抓”的施工工艺,液压抓斗进行挖槽施工。施工前先向导向槽内灌入泥浆,泥浆面保持在导墙面以下30~50cm,抓槽时抓斗沿导墙挖土,通过液压抓斗导向杆调整抓斗的垂直度,以控制槽孔孔壁平整垂直。挖槽过程中及时向孔内补充新鲜泥浆,使孔内泥浆始终保持在导墙面以下30~50cm,以维持孔内泥浆侧压力,防止孔壁坍塌。
总之,水闸施工中必须认真控制好水闸基础、水闸墙及闸室等主要部位的施工质量,只有保证这些部位的施工质量才能控制好整个工程的施工质量。
参考文献:
[1] 虞黄英.浅谈水闸混凝土的温控与施工技术控制的应用[J]. 中国水运(下半月). 2011(05)
[2] 宋华忠.浅谈水闸工程大体积混凝土施工技术[J]. 中国新技术新产品. 2011(12)
[3] 霍翠宝.浅析水利工程混凝土施工技术及其工程应用[J]. 科技资讯. 2011(16)