某水库除险加固施工中的水闸设计分析

【关键词】水闸；底板；混凝土 

　　众所周知，水闸在水利工程方面的应用范围之广泛。然而其底板部位出现问题的普遍性长期困扰着整个水利工程界，是目前一直未能很好的解决的重要问题之一。此问题给水闸工程的实施带来了大量的危害。因此，在水闸的设计过程中，必须要根据实际的地质、地形条件及各种不同方面的因素，根据当地实际情况，认真的探讨，争取达到最合理的布置。 

　　1 合理控制底板混凝土的配料 

　　为了保证计量的准确，在使用混凝土生产系统之前一般都要进行必要的保养和校核工作。原材料的配比必须控制在一定的偏差范围之内。对于煤灰、水、砂石一般采用自动系统计量，减水剂则用天枰称重测量用料，之后在备用装袋处理。在实施工作中必须严格按照配料单进行，按照先后顺序依次将碎石、水泥、减水剂、粉煤灰、砂石、水进行投料。自材料组成起，混凝土在搅拌机内的搅拌时间不能低于2分钟，如果掺入防渗纤维则搅拌时间必须保证在2.5分钟以上。 

　　为了确保混凝土的浇筑质量，在出料时必须随时的检测坍落度和拌和物的温度，并实时的观察拌合的质量，禁止生料的输送。通常情况下底板仓面普遍较大，因此混凝土的用料也相对的较多。对于此种情况，可以用混凝土输送泵来进行混凝土的输送。在泵管的安装过程中必须注意的是，不能在钢筋、模板和预埋件上直接支撑，间隔一定距离要采用钢管支架固定。为了防止漏气漏浆及堵管，确保出料的顺利，甭管在选择时建议少采用弯管和软管。 

　　在混凝土进行浇筑的工程中，管理人员必须在前后场随时的进行协调或指挥。为了确保整个浇筑过程有章有序的进行，现场可以采用对讲机进行各环节的联系及协调。对于混凝土入仓时的温度及坍落度也要安排专门的人员进行测定，在此同时还要规定规定制取的试压块组数。此外，在混凝土的浇筑工序之前，仓内必须保证没有杂物，模板、钢筋、预埋件等都必须做到严格的规范及要求，并做好质量的自检记录。待得到工作现场监理人员的验收许可后才可以进行浇筑工作。 

　　2 对于水闸底板混凝土的分析 

　　对于混凝土结构，在目前的实际情况下，裂缝问题是很难避免的，所以会允许一定程度的裂缝出现并对其宽度加以了限定。不同的地方对于裂缝宽度的限定有着不一样的标准。例如我国行业内所允许的裂缝宽度一般为0.2毫米到0.3毫米，并提出了限制和允许两种方法来对待裂缝的问题。 

　　在全自由状态下，结构可以有任意长度、任意温差不产生约束应力，因此给结构创造自由变形的条件就是允许原则。然而在实际的工作中，完全自由是一种理想的状态，要真正的做到实非易事。因此，可以采取另一种途径，通过减少约束的方法，将大部分的变形进行释放，从而产生比较低的约束应力；当结构处于全约束状态，要让任意长度不设伸缩缝亦不开裂，则只须所选用的结构材料具有足够的抗拉强度和极限拉伸即可。该设计原则称为限制原则。一般说来，对于限制原则，必须有足够的强度储备；采取允许原则，必须有充分的变形余地。通常情况下，混凝土建筑完全没有裂缝的情况是很难实现的，工程实施人员为了解决此问题也在多方面做了研究探讨，为了使得工程各部分都不易裂缝，限制原则常常被应用在水工结构工程之中。 

　　3 对于底板的外部环境加以控制 

　　水泥在水化的过程中会产生大量的热量，当温度达到最高点后热量会开始散发即开始降温的过程，直到温度与外界温度等同。底板是由较大体积的混凝土组成的，因此热量在传递的过程中很容易造成内部的积存，从而就导致内部温度过高甚至出现最高峰值。在散热的过程中，内外部因为所处环境不同，散热程度也有所不同。外部混凝土因为与外界的接触，更加方便热量的发散。由此在降温过程中又造成了内部温度高于外部温度的问题。升降温过程中同一方向上的温差很容易造成不一致的变形问题。内外部位相对应的约束限制使得外部混凝土产生一定的拉应力。当拉应力达到极限程度，就很容易产生裂缝。在初期阶段，裂缝一般都比较细小，但伴随着时间的发展，裂缝会继续的扩大甚至变深，更甚者能够贯穿整个底板。温度作用的产生不仅仅是混凝土的水化过程产生的，在设备运行工作期间外界环境因素也很重要。当遭遇到突发天气，例如寒潮袭击、表面温降特别大时，裂缝问题将会更加的严重。经过上述的问题可以看出，内外温度差异的影响因素主要有混凝土水泥用量、水泥品种、浇筑入模温度及环境温度等几方面。 

　　对于混凝土内的水分问题，其中极少的一部分是泌出流失掉的，在满足水泥水化条件之后，绝大部分水分都是在浇捣完毕后慢慢蒸发掉了。水泥在凝结直至硬化的过程中，其中的水分慢慢的蒸发到空气中，水分在未饱和空气中的散失造成的混凝土体积缩小或变形的现象，即我们熟知的干缩现象。混凝土内外部水分蒸发情况并不是均匀分布的，其含湿量的不均匀造成了湿度变化梯度。水分蒸发的过程是由内及外，先表层逐渐到内里的。内部混凝土的水分在蒸发程度和蒸发速度上总是小于外部也就是表层的。因此相对于内部而言，表层混凝土的收缩程度也相对应的比较大，由此产生的拉应力使得表层特别容易出现干缩裂缝。影响混凝土产生干缩现象的主要因素就是混凝土的配合比以及组成。另外，对于混凝土的养护以及外界环境也是影响干缩的因素。 

　　在现实的实际工作中可以发现，水分的蒸发只是导致混凝土体积变形的因素之一，此外其组成部分的化学反应也会导致其变形。 

　　混凝土出现问题的原因是来自多方面的。各种不同的因素之间相互联系，相互作用，最终使得混凝土方面的问题层出。经过本文的探讨及实际情况的总结，我们可以了解到，在某些情况下如果要减轻一种因素的不利影响，有时候经常会增加另一种条件的不利影响，因此在对待水闸底板混凝土存在的问题时，我们必须要统观大局，仔细研究，争取得到最佳的解决方案。