浅析水库除险加固之水闸设计

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热度0票  浏览101次 时间：2020年3月19日 14:08

常 征

（六安市水利水电规划设计院 安徽 六安 237000 ）摘 要：水库除险加固设计中的水闸设计作为水利工程的重点内容应用范围很广，尤其是闸墩、底板等重点部位，对水库混凝土的控制十分重要。笔者结合我国水库除险加固设计中的水闸设计，对混凝土底板配料、水闸底板以及水闸外部环境进行了简要的阐述。

关键词：水闸设计；底板；混凝土

水闸在水利工程建设中一直被广泛应用，而随着使用年限的增多，其底部容易出现问题，这也是水利工程单位必须加以重视的问题。但是一直也没有找到很好的解决办法，这也给水利工程带来很多的麻烦和危害。所以我们应该在设计水闸的时候，就要根据实际地理环境和水文条件，施工情况等为基础进行合理布局。

1、除险加固中的底板混凝土配料控制

在当下水利工程作业中，水闸应用扮演着非常重要的地位，这也说明底板位置是非常容易出现问题的，为了避免其应用过程中的麻烦，需要做好工程控制工作，保证其整体问题的解决控制，从而解决水闸工程的相关环节的危害，保证水闸的良好设计，提升其整体应用效益。为了实现这个工作环节，需要落实好阀址的地形工作、地质条件应用工作、水文工作，保证施工环节、管理环节等协调，积极做好相关布置应用，提升水库除险加固的效益，完善水闸的设计应用环节。

为了提升水库除险加固水闸设计的效益，进行混凝土生产系统的健全是必要的，这需要做好保养环节、校核环节，保证计量准确性的控制，更好的进行材料的配合比分析，将其允许偏差控制在有效范围内，保证混合料、砂石、外加剂等的良好应用，保证自动计量系统的良好控制，这里可以进行减水剂的应用，可以利用天平进行每盘料的用量分析。这也需要针对现场的工地试验室应用，做好混凝土施工配料单的应用工作，保证机械搅拌过程中的投料顺序控制。这需要做好碎石、水泥、减水剂、粉煤灰等的控制环节，保证混凝土搅拌时间的控制，实现水库除险加固水闸的良好设计应用。

为了提升水库除险加固效益，进行坍落度及其拌和物温度的控制是必要的，这需要进行混凝土拌和质量的分析，避免出现生料的输送工作，从而提升混凝土的整体浇筑质量，这涉及到长久的底板混凝土配料控制环节。在实际工作中，底板的混凝土仓面是比较大的，其混凝土的用量是比较大的，在这个环节中，我们可以进行混凝土输送泵的应用，保证混凝土的良好泵送。在泵管安装过程中，要避免直接进行钢筋、模板、预埋件等的安装。这里可以进行钢管的支架固定控制，避免其出现漏气漏浆液等情况。

通过对混凝土浇筑方案的优化，更有利于满足当下前场工作环节、后场工作环节等的控制，这就需要引起相关管理人员的重视，保证混凝土浇筑速度的控制，从而保证拆布管时间的控制，避免出现混凝土应用过程中的浇筑情况，保证其整体的连续性及其有序性。这需要安排相关人员进行混凝土的入仓温度控制环节，保证试压块组数的有效留置。这也需要进行混凝土浇筑方案的优化，保证其仓库内不存在模板、钢筋、杂物等，要保证相关工作的良好开展，积极做好质量的自检验工作。

在上述工作环节中，进行现场监理验收效益的提升是必要的，从而满足当下浇筑工作的需要。这就需要做好底板的浇筑准备工作，进行施工区域的良好划分，保证混凝土浇筑效益的提升。这就需要混凝土进行厚度、顺序、方向分层等的分析，保证上下层混凝土浇筑间歇时间的控制，保证斜面分层工作的良好开展。

2、水闸底板混凝土的分析

目前，我国水利工程针对混凝土底板结构，允许存在一定程度的裂缝，同时对宽度有一定的约束，裂缝宽度一般为 0.2～0.3mm 。

在裂缝控制中，变形的约束应力由于结构环境影响，只有当变形得到一定程度的满足时，约束应力才能得到有效控制。在整体性自由状态下，自身结构不会产生约束应力。原则上允许作为水利工程结构建造的变形条件，在实际工作中，由于整体性自由的状态不可能随意做到，因此，必须在释放变形、降低约束的过程中，让工程约束应力尽量降低。

当水利工程结构出现全约束形式时，使用具有足够拉伸和强度的结构材料，避免伸缩缝开裂，即限制性原则。通常限制性原则必须具有足够的强度，在允许原则的范围内，拥有足够的变形空间。混凝土裂缝作为建筑施工最常见的现象，为了有效防止裂缝造成的不利影响，必须加大设计、运行、材料及维护的研究力度，在不断完善施工技术的同时，以限制性原则为主体，从根本上做好结构施工。

3、水闸底板外部环境的控制

在水库防险加固中，由于水泥水化热影响，通常在 1～3d 的水泥水化中就可以产生 50% 的热量，或者更多；当工程达到最高温度时，由于自身因素影响，随着热量散发，逐步降温，直到和环境温度一致。在体积混凝土施工中，由于热量存储，让外部温度低于内部温度，从而让内部出现峰值。在混凝土升温结束后，散热阶段和混凝土散热条件不同，在外界环境和混凝土接触中，由于散热条件良好，热量很容易挥发；相反内部条件由于散热能力较差，使得混凝土降温后造成内部温度高于外部温度，形成混凝土温度梯度，从而导致变形。

当内部膨胀受到外部限制影响时，外部收缩由于内部约束影响，从而产生内部拉应力。当混凝土拉应力达到水库拉应力极限时，裂缝随之产生。在初期阶段裂缝较细，随着时间以及外部应力影响，不断变深、扩大，进而出现贯穿现象。在表面温降、寒潮影响中，由于自身结构影响，使裂缝逐渐加深。因此，在水闸设计中，必须根据施工环境、施工条件，对水泥用量、品种、浇筑以及温度进行有效控制。

在混凝土水分中，大部分水分是在浇捣过程中蒸发，由于水泥硬化、凝结影响，使混凝土不断进行变形、缩小，从而形成干缩现象。在此过程中，由于水分蒸发总是由表向里，使内部水分蒸发速度、程度总是小于表面，收缩增大；受内部混凝土影响，当拉应力产生时，表层混凝土增加，干缩性裂缝产生。由于混凝土环境以及养护过程对干缩具有直接影响，因此，在材料选用中，尽量使用级配好、骨料密度大。弹性高的粒径，从而不断缩小干缩裂缝造成的不良影响。在这过程中，水灰比和施工材料化学成分作为混凝土收缩的主要因素，水灰比和混凝土干缩成反比关系；当水灰比低于 0.35时，干缩与自身收缩一致，必须认真考虑；当水灰比高于 0.5 时，干缩比和自生收缩可以忽略不计。

4、结束语

在水库除险加固中，水闸设计受各种因素的影响，但由于各因素彼此独立，因此，在水闸设计中，必须按水库工程施工要求，在做好混凝土配料、底板分析以及外部环境控制的同时，结合国内外水库防险加固设计经验、技术，对自身进行完善，从根本上增加水库除险加固设计经济效益和社会效益。 ■

参考文献

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[2] 佟广东 . 浅析水闸设计在水库除险加固中的作用 [J]. 科技经济导刊， 2019 ， 13 （ 3 ）： 82-84.

[3] 曾雪琼 . 水利工程水闸除险加固设计及研究 [J]. 建材与装饰 ,2016(07):23-23.