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        水利水電工程中的水閘施工技術(shù)研究

        2018-12-31 00:00:00馬超
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年9期

        【摘要】出于防汛以及節(jié)能減排等方面考慮,目前越來(lái)越多的水利水電工程投入建設(shè)和使用,其中水閘施工是整個(gè)工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)?;趯?duì)水閘施工中影響因素的考慮,本文通過(guò)對(duì)這些關(guān)鍵因素進(jìn)行說(shuō)明,在此基礎(chǔ)上對(duì)各種水閘施工技術(shù)進(jìn)行研究,具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

        【關(guān)鍵詞】水利水電工程;水閘施工;施工技術(shù)

        引言:

        水利水電工程中,水閘起到控制流速等作用,且與壩體相連,這就對(duì)壩體以及水閘本身提出了很高的要求。目前壩體主要采用鋼筋混凝土進(jìn)行澆筑,水閘閘體采用鋼材料進(jìn)行鑄造,由于閘體所處環(huán)境復(fù)雜,需要滿(mǎn)足各種力學(xué)條件以及防銹條件,這對(duì)水閘施工提出了很高的技術(shù)要求。

        1、水利水電工程中水閘施工前需要考慮的因素

        1.1大壩高度

        壩體建設(shè)需要從防汛、河道周邊地理環(huán)境以及發(fā)電機(jī)組功率方面考慮壩體高度,壩體高度也會(huì)影響相關(guān)設(shè)計(jì)以及施工模式,主要影響有:(1)導(dǎo)流方案。在進(jìn)行大壩建設(shè)時(shí),需要采取導(dǎo)流方案將河道中的水流進(jìn)行引導(dǎo),合理的導(dǎo)流方案可以有效防止施工過(guò)程中的意外發(fā)生。(2)截流方案。大壩建設(shè)需要按照地理環(huán)境在大壩上游進(jìn)行河道截流,為混凝土的凝固提供條件。(3)閘體參數(shù)。由大壩的高度可以進(jìn)行閘體的相關(guān)參數(shù)確定。

        1.2航道建設(shè)

        進(jìn)行水利水電工程建設(shè)時(shí),需要進(jìn)行船舶航道建設(shè),實(shí)現(xiàn)船舶航行需求,普遍做法是在航道中設(shè)置升船機(jī)。升船機(jī)采用連通器原理,在航道各分段中設(shè)計(jì)水閘,水閘關(guān)閉后進(jìn)行蓄水,實(shí)現(xiàn)抬升船舶的目的。航道中水閘施工技術(shù)需要考慮閘體的自身強(qiáng)度和連接件的強(qiáng)度,在滿(mǎn)足這些條件的基礎(chǔ)上再進(jìn)行施工,相較于大壩自身的水閘,航道水閘建設(shè)較為容易,但機(jī)械設(shè)計(jì)較為繁雜。

        1.3河道泥沙含量

        河道中泥沙含量會(huì)影響閘體和壩體的使用壽命。首先,泥沙含量高的水體自身密度更大,在進(jìn)行壩體強(qiáng)度和閘門(mén)承受壓力進(jìn)行計(jì)算時(shí),要充分考慮泥沙含量,從而進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的初步確定。其次,水利水電設(shè)施會(huì)進(jìn)行蓄水和放水操作,不同泥沙含量的水體對(duì)壩體和閘門(mén)的沖擊力不同,在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以采用CFD中各類(lèi)軟件進(jìn)行流體方面的模擬分析。最后,在水利水電設(shè)施放水過(guò)程中,水體中的泥沙會(huì)打磨閘體以及大壩,影響設(shè)備使用壽命。

        2、水利水電工程中水閘施工時(shí)的技術(shù)

        2.1 混凝土建設(shè)

        水利水電工程建設(shè)中,壩體采用鋼筋混凝土澆筑形式進(jìn)行建設(shè),并達(dá)到工作需求,混凝土建設(shè)需要對(duì)以下因素進(jìn)行設(shè)計(jì)和考慮:(1)混凝土品質(zhì)。混凝土品質(zhì)將影響閘體和大壩的連接強(qiáng)度,并更直觀地影響了大壩的整體強(qiáng)度,所以要進(jìn)行混凝土品質(zhì)監(jiān)測(cè),可以在施工過(guò)程中采用抽檢方式,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)確定混凝土品質(zhì)。(2)混凝土強(qiáng)度。水利水電工程中要求壩體能夠承受巨大壓力,但是對(duì)混凝土來(lái)說(shuō),其強(qiáng)度取決于固結(jié)程度,所以在施工過(guò)程中,需要嚴(yán)格控制、檢測(cè)混凝土的固結(jié)程度,以達(dá)到工程所需。(3)混凝土配比。由于工程中的水閘很大一部分位于水面以下,所以對(duì)混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性都有很高要求,這就需要實(shí)現(xiàn)更好的混凝土配比。

        2.2 水閘閘體鑄造

        在水利水電工程中,通常來(lái)說(shuō)水閘閘體是影響安全性、穩(wěn)定性是使用壽命的關(guān)鍵因素,而對(duì)于不同功能的水閘,其所處的位置也完全不同,所處環(huán)境差異巨大,所以鑄造不同的水閘閘體需要采用不同的鑄造方案:(1)水下閘體。在水利水電工程中,水面以下閘體主要作用是排水和蓄水,在蓄水時(shí),閘體需要能夠承受巨大的壓力,并能夠與壩體進(jìn)行安全連接,所以在進(jìn)行水下閘體鑄造時(shí),其厚度要進(jìn)行合理增加,同時(shí)還要考慮其蓄水時(shí)的水密性,防止?jié)B水。(2)航道閘體。航道閘體的一部分會(huì)暴露在空氣中,相對(duì)于水下閘體,承受的水壓更小,可以適當(dāng)減小厚度來(lái)滿(mǎn)足各類(lèi)機(jī)械牽引裝置的牽引需求,但是航道閘體長(zhǎng)期與空氣接觸,更容易生銹,所以在鑄造時(shí)要充分進(jìn)行防銹處理。

        2.3 航道升降機(jī)建造

        水利水電工程中的航道部分可以看成是一個(gè)巨大的連通器,目前采用的方式主要是分段升降的方式,相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性更好。這種升降機(jī)主要分為以下三個(gè)部分:(1)混凝土澆筑部分。該部分為航道主體,即通過(guò)混凝土澆筑方式重新設(shè)計(jì)一條河道,但為了能使船舶從大壩下游運(yùn)行到大壩上游,需要將航道進(jìn)行分段,每段都有相同的高度差,航道下游的水閘關(guān)閉就能進(jìn)行蓄水,進(jìn)而將船舶抬高。(2)水閘閘體部分。該部分的功能是用來(lái)實(shí)現(xiàn)航道各分段的蓄水,通常來(lái)說(shuō)航道中各分段的下游閘門(mén)的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于上游閘門(mén),以此來(lái)保證各分段都能滿(mǎn)足各自的蓄水要求,將船舶抬升至安全高度。(3)水閘閘體牽引機(jī)械。在航道工作工程中,需要根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)各閘體的抬升和下降操作,這就要求有能夠穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)這一功能,牽引機(jī)械一般位于閘體的正上方,由各種塔吊與閘體連接,根據(jù)不同指令將閘體上拉或者下放,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)航道的運(yùn)行要求。

        2.4 截水大壩建設(shè)

        水利水電工程建設(shè)過(guò)程中,水閘部分要在混凝土充分凝固后才能投入使用,水閘系統(tǒng)混凝土凝固的首要要求就是混凝土部分不被水浸泡,所以需要在水閘以及大壩上游建設(shè)截水大壩來(lái)實(shí)現(xiàn)截水需求。輔助壩體建設(shè)可以根據(jù)不同環(huán)境采用不同方式進(jìn)行建造,主要采用的是先投放石料,在此基礎(chǔ)上采用各種方式壩體鑄造,使壩體高度達(dá)到需求高度,完成蓄水任務(wù)。但是在截水大壩建造過(guò)程中需要注意的是,截水大壩對(duì)強(qiáng)度的要求也很高,在進(jìn)行截水大壩建設(shè)時(shí),需要設(shè)立安全監(jiān)督系統(tǒng),并進(jìn)行責(zé)任落實(shí),以最大限度保證截水大壩強(qiáng)度。在建設(shè)截水大壩時(shí),需要對(duì)截水大壩與水閘距離進(jìn)行設(shè)計(jì),防止截水大壩爆破拆除對(duì)水閘系統(tǒng)以及大壩產(chǎn)生影響。

        結(jié)論:

        綜上所述,水閘系統(tǒng)在水利水電工程中應(yīng)用范圍十分廣闊,需要保證水閘系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。在水閘系統(tǒng)施工過(guò)程中,需要充分考慮水閘系統(tǒng)的混凝土部分和鋼結(jié)構(gòu)部分,通過(guò)對(duì)不同部分的環(huán)境分析進(jìn)行針對(duì)性的施工建設(shè),同時(shí)還要進(jìn)行截水大壩的建設(shè),保證水閘系統(tǒng)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]杜鵬. 多因素耦合作用下混凝土的凍融損傷模型與壽命預(yù)測(cè)[D].中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院,2014.

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