广东省水利水电第三工程局有限公司 523710
摘要：文章阐述了水闸的组成及施工流程，并对底板、闸墩、止水设施等水闸主体结构的施工内容进行分析探讨，确保水闸工程质量。
关键词：水闸施工；施工技术
0工程概况
原磨碟头水闸工程位于广州市番禺区榄核镇，在顺德水道和沙湾水道连接段榄核涌的入口处。工程由一座8孔总净宽81.6m的泄洪闸和一座长120m宽12m通航能力为300t的船闸组成，是一项以防洪排涝为主，稳定榄核涌河床，改善沙湾水道、洪奇沥水道行洪能力及河流通航条件的综合治理工程。磨碟头水闸重建工程由水闸、船闸组成，船闸布置在左岸原船闸部位，水闸布置在河床右侧鱼塘部位，原水闸在施工期充当导流建筑物，施工完毕后封堵。水闸共8孔，单孔净宽10.2m，总净宽81.6m。主要建筑物2级，按50年一遇防洪标准设计。200年一遇标准校核，最大过闸流量1400m3/s。船闸设计最大通航船舶为300t级，船闸等级为V级，船闸主要挡水建筑物级别为2级。
一、水闸的组成及施工流程
1.1 水闸的组成
水闸由上游连接段、闸室、下游连接段等部分组成。其中上游连接段是引导水流平稳进入闸室，具有防冲、防渗作用；下游连接段是消除下泄水流动能，与下游河床水流连接，防冲刷；闸室是水闸的主体部分，主要由底板、闸墩、胸墙、闸门、启闭机等构成；底板是闸室的基础，将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递，具有防渗、防冲作用；闸墩是用来分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等；闸门是用来挡水及控制过闸流量。
1.2 水闸的施工流程
水闸工程施工应事先根据工程设计要求及工程特点来确定分项工程施工方案，采取先重后轻、先下后上的施工原则。例如某水闸工程的闸室属于整体结构，宽度较大，在基础开挖之后及保证施工排水的情况下，优先进行闸底板、上游铺盖、消力池、翼墙底板的施工，再进行闸室的胸墙及上部结构的施工。
二、水闸主体结构的施工技术
水闸主体结构主要指闸室，包括底板、闸墩、胸墙、闸门、启闭机等。水闸施工中只有严格保证水闸底板、水闸闸墩、水闸止水设施等主体结构的施工质量，才能保证整个水闸工程的施工质量。
2.1 水闸底板的施工技术
通常水闸底板分为平底板和反拱底板两种形式，虽然两者均采用混凝土浇筑，但具体的施工方法却不同。
2.1.1 平底板施工
划分浇筑块：考虑到温度对混凝土的影响，水闸中混凝土的温度缝及沉降缝可分为多结构块，施工过程中应最大限度地利用结构缝来分块。分块时应避免在弯距及剪力最大处分缝，并适当考虑建筑物断面变化及模板架立等因素。例如永久缝间距大，浇筑块面积大，使混凝土的拌和、运输、浇筑能力不足，可设置施工缝，将浇筑块的面积划小。混凝土浇筑：浇筑时利用浇筑块分别进行浇筑。闸室地基处理后，软基先铺8~10cm混凝土垫层。浇筑前，先扎筋、立模、搭脚手架、清仓等。逐层浇筑：如果浇筑平底板混凝土时，底板厚度小，可采用斜层浇筑法。浇筑顺序：通常采用先上后下的顺序，从一端到另一端。如果底板混凝土方量大且底板顺水长度不超过12 m，可由2个作业组进行分层通仓浇筑，平行施工，为缩短浇筑时间，避免冷缝产生。钢筋混凝土底板的浇筑：上层钢筋易被砸变形，浇筑时暂不绑扎。当混凝土浇筑面达到上层钢筋位置时再绑扎。
2.1.2 反拱底板施工
施工顺序：先浇筑岸墙及闸墩，后浇筑反拱底板。接缝钢筋在墩墙底板预埋，为浇入反拱底板时使用。岸墙应尽早夯填，保证闸墩岸墙地基预压沉实。该方法对粘性土或砂性土均适用。施工要点：由于采用了土模，基坑的排水工作显得极其重要，尤其是砂土地基。在挖模之前，首先将基土夯实，再开挖，挖好土模之后，先铺一层约10cm砂浆，待有强度后再加盖保护。
2.2 水闸闸墩的施工技术
由于闸墩的高度大、厚度小，门槽处的钢筋较密集，闸墩相对位置在施工中要求较严格，通常闸墩的立模板与混凝土浇筑是水闸施工中的主要问题。
2.2.1 模板安装
闸墩模板必须要有足够的强度和刚度，才能保证闸墩混凝土经一次浇筑就能满足要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆闸墩模板安装通常采用立模支撑法，特别适用于中小型闸施工，缺点是耗用大量木材和钢材，且工序繁琐。另外，有条件的施工单位大多采用翻模施工法。
2.2.2 混凝土浇筑
闸墩模板安好后，进行清仓，清仓结束堵塞小孔之后，进行混凝土浇筑。当浇筑落差超过2mh，应在仓内每隔2～3m设置一组溜管，防止流态混凝土下落产生离析。仓内把浇筑面分成几个区段，分段浇筑和施工，每坯混凝土厚30cm左右。
2.2.3 闸墩裂缝的防治措施
水闸闸墩部位易出现裂缝，给水闸工程带来了不同程度的危害，是一项长期以来困扰工程界的难题。大量工程实践表明，闸墩裂缝的产生与墩体内外温差、混凝土的干缩、外部约束等因素有关，通常是多种因素共同作用的结果。其中影响墩体内外温差的因素有混凝土水泥用量及品种、浇筑入模温度及环境温度等。影响外部约束的因素有闸墩分缝长度、底板与闸墩混凝土浇筑时间间隔。目前，通常采用的防治措施体现在材料、温度控制、施工工艺、养护等方面。
1）材料方面：为了降低水化热，可选择中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，并减少水泥用量。在混凝土中掺活性混合料，如粉煤灰，可降低混凝土最高温度，并推迟达到最高温度的时间。掺入粉煤灰的百分数即为温度和水化热降低的百分数。使用外加剂也是一种有效措施，如缓凝剂、减水剂、膨胀剂等。其中膨胀剂应用于闸墩底部有外部约束的部位，避免内部膨胀超过表面膨胀。另外，混凝土合理配比也是值得注意的问题。
2）温度控制方面：首先，尽量降低混凝土入仓温度，现场新拌混凝土温度应控制在6℃左右。在夏季高温期拌和时，可用冰片代替部分水进行混凝土冷却。浇筑时尽量选在春秋季，避免夏冬季浇筑。对运送混凝土的工具或浇筑仓面采取必要的遮阳或降温措施。其次，应降低混凝土的内外温差。例如，在混凝土内部埋设冷却水管，用地下水或人工冷却水降低混凝土内部温度。在混凝土外部采取隔热保护措施，调节外部温度下降速度，降低内外温差。
3）施工工艺方面：通常采用泵送混凝土的方式来提高混凝土的运输速度。由于泵送混凝土易产生温度收缩裂缝，因此，在浇筑闸墩混凝土时不宜采用泵送。考虑到泵送混凝土工作效率高，可用于受约束小的闸墩上部，在闸墩底部采用常态混凝土。为了保证混凝土更好散热，可采取分层浇筑混凝土，分层深度为1～1.5m。上一层混凝土在前一层混凝土初凝前浇筑完，最底层混凝土可与底板同时浇筑。另外，可适当缩短分缝长度或者采取分段浇筑，预留1～2m后浇带，等到各段收缩后，在后浇带浇筑膨胀型混凝土。
4）养护方面：对混凝土进行养护可以在一定程度上减慢其变形速度。在模板未拆时，尽量减小环境风速。拆模后，可从结构顶部浇水或淋水，若在闸墩周围裹上不透气塑料膜则养护效果更好。
三 水闸工程施工中常见的质量问题及控制措施分
3．1混凝土施工缝处理不符合规范要求，混凝土凿毛质量不好，施工缝的位置留得不合理。
控制措施：①认真组织学习、理解、掌握施工缝相关规范规定；施工缝宜留在结构受剪力较小且宜施工的部位，施工缝应做成垂直或水平缝，对于水闸类有抗渗要求的结构，施工缝宜做成榫槽状或设止水板；②加强施工组织安排，明确施工工艺要求（如设置企口、打毛深度等）；③人工凿毛、混凝土边线要符合要求；④上部混凝土浇筑前，将施工缝表面清理冲洗干净，充分湿润，浇筑时垂直缝刷一层水泥浆，水平缝铺一层10～30cm的水泥砂浆，水泥浆或水泥砂浆的水灰比应小于混凝土的水灰比。
3．2保护层垫块制作工艺落后、质量差，不用模具成型，混凝土或砂浆保护层垫块不密实、强度低，外形尺寸偏差大。控制措施：①加强保护层垫块对构件质量影响的教育，提高质量认识；②提高保护层垫块施工工艺要求，使用专用的模具生产；③注重对保护层垫块强度的验收，垫块配合比、强度，尺寸偏差要符合要求，垫块偏差为：0～+2mm。
3．3水闸周边回填或夯实达不到设计要求，分层较厚，采用辗压或夯实设备不符合要求，辗压效果达不到规定的压实度。
结束语
水闸在水运中的作用是相当重要的，随着水闸建设进入快速发展阶段，水闸各种病害严重地影响了水闸的使用寿命和运行安全，国家每年为此付出高额的维修养护费用。水闸的许多病害至今仍然是国内外水闸建设中普遍存在现象，而且是大家公认的难题。如何保证水闸的建设质量，已成为我国众多工程施工人员努力的方向。
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论文作者:饶登峰
论文发表刊物:《探索科学》2016年7期
论文发表时间:2016/10/26
标签：水闸论文; 混凝土论文; 底板论文; 垫块论文; 船闸论文; 工程论文; 结构论文; 《探索科学》2016年7期论文;