浅谈水力自控翻板闸坝工程的施工与运营管理

摘要：本文通过介绍水力自控翻板闸坝的结构特点及施工要点让大家对该工程类型有所了解，在此基础上浅略分析了该工程在运营管理方面需要注意的有关事项，供大家参考。

引言：水力自控翻板闸坝工程是近年来施工较多的一项拦河坝工程，该工程与传统拦河坝相比具有无需外加能量，无需附加启闭机械、启闭机架与闸房，也不需设置水泵、泵房、充排水管、沉砂池等附属设施，运用杠杆原理完全由水力自控启闭的特点。水力自控翻板闸坝工程具有造价低、节省材料、施工期短、启闭准确及时、不需人工操作并且具有便于排走漂移物和推移质等优点。水力自控翻板闸坝可不设中墩（或只设很薄的分流导水墙），几乎不缩窄河床，可以最大限度宣泄洪水，接近于天然河道的泄水能力，五十年一遇洪水时上下游水位差在0.1~0.3m范围内。水力自控翻板闸门为钢筋混凝土结构，耐久性、坚固性好。翻板闸门启开后，在门底与堰顶之间有较高空间，便于推移质与跃移质随洪水排走，对闸门基本无磨损。翻板闸门设计使用年限一般为50年。洪水来临时，翻板闸门能非常及时地自动打开泄洪；洪水消退时，翻板闸门能及时自动回关截留洪水尾水，水量不被流失，对于干旱少雨的西北地区是非常可贵的，水力自控翻板闸门启闭完全由水力自动控制，后期的管理不需要人员长期值守，只需在洪水过后进行巡检，管理费用较低。

结构特点：水力自控翻板闸坝工程一般由进水口水平铺盖段、闸室段、消力池、海漫及防冲槽五部分组成。进水口水平铺盖段主要作用是平顺水流，防止闸前冲刷并且增加渗透路径防止闸前渗流；闸室段是整个闸坝工程的主体部分，该部分主要承担翻板闸门的受力及坝体防渗功能，由基础防渗墙、重力式溢流坝、闸墩、支腿、闸门等部分组成，一般的基础防渗墙、重力式溢流坝为现场施工，而闸墩、支腿、闸门等部分为预制场预制，在现浇溢流坝坝体预留坑槽将闸墩、支腿、闸门预制构件最后组合安装。水力自控翻板闸坝工程施工技术含量较高的部分就是闸门、闸墩的预制，因为闸门是根据水流受力情况自动开启的，闸门要在不同水头压力下自动调节重力，这就要求闸门是一个非均质的受力构件，一般为上轻下重，至于闸门重心如何设置，这需要专家理论计算和实验部门不断试验、验证方能确定。闸门与支腿、支墩的连接要靠金属连接件连接，金属连接件包括：滚轮、轮座、连杆、拉杆、轨道、止水压条和连接螺栓等。金属构件一般集中从专业金属构件加工厂加工，要求具有一定刚度并且能防腐蚀；消力池主要任务是对闸门后的水头进行一级消能；海漫和防冲槽主要是导流、消能作用，并且是连接闸坝与河床的过渡部分，对保护闸坝安全具有非常重要的作用。

施工要点：水力自控翻板闸坝工程施工大致可以分为以下几个步骤:

一、施工准备：包括施工场地、预制场地、生活场地、施工用水、施工用电、施工道路、机械设备安装、拌合楼安装等一系列工作。

二、施工导流和截流:导流围堰为临时性水工建筑物，根据河床宽度可以采用一次性导流和分期导流，对于河床较窄，来水量不大的地段采用一次性导流，将水流导出河床，上下游修建围堰进行整体工程施工；对于河道宽阔，地势较平缓地段采用分段施工，分期导流。施工分段和导流时段应相结合，尽量避免在主汛期安排施工。

三、基坑抽排水：对于河床地质条件较差、渗水量较大的河流在修筑围堰时应考虑增加防渗心墙或帷幕灌浆，确保基坑内无较大的渗水量，基坑内的少量渗水，在工作面内沿围堰设置井点，将集中渗漏水采用抽水设备抽排，保证旱地施工。

四、主体工程施工：

1、基坑开挖及截水墙施工

采用大开挖形式对坝体部分进行开挖，开挖深度除满足设计要求外还应考虑基底地质状况，一般的坝体基底有承载和防渗两重要求，不能单独只考虑承载或防渗，因此基坑开挖后要对基底地质情况进行检测和论证，确保坝体安全。

截水墙位于基底以下坝体上游，设置截水墙的目的主要是增加渗流半径，进一步加强坝体防渗能力。截水墙一般为混凝土结构，宽度在0.5~1.0米以内，深度视河床地质情况确定。截水墙施工主要要求密实，强度并无太高要求。对于基底为完整岩石的河床可以不设置截水墙。

2、基础回填施工

截水墙施工完成并且达到一定强度后，应该开始基础回填施工，回填材料一般为砂砾石或石渣，要求分层碾压分层回填，压实标准（相对密度）不低于0.7，每层回填厚度不超过50厘米。基础回填时应避免对截水墙混凝土造成伤害。

3、溢流坝施工

水力自控翻板闸坝工程的溢流坝既是过水建筑物又是翻板闸门的重力式基础，一般为钢筋混凝土结构，也有中心为埋石混凝土外层包裹钢筋混凝土结构。不管是哪一种形式，该部分对坝顶过水面要求是一样严格的，必须耐冲耐腐蚀、平顺光滑、并且具备较高强度和温度伸缩性。水力自控翻板闸坝工程采用中心埋石混凝土外层包裹钢筋混凝土结构。溢流坝体为大体积混凝土构件，施工时应注意降温措施同时应注意分段分层处施工缝的处理。为了安装闸门在坝体部分预留许多坑槽及空洞，施工时应注意其位置的准确性，否则预制构件将无法安装。溢流坝和截水墙连接处应采用橡胶止水带止水。

4、水平铺盖及消力池施工

水力自控翻板闸坝工程的水平铺盖及消力池施工同一般水工建筑物的相同，无需详述，但应注意翻板闸的水平铺盖和消力池都应该和坝体部分进行止水连接，即在坝体上预埋二分之一宽度的止水带，在水平铺盖或消力池上将另一半橡胶止水带浇入混凝土内。

5、海漫及防冲槽施工

下游海漫一般为浆砌石结构，其底层设置一定厚度的反滤层，浆砌石中间设反虑孔（孔内填充砂砾石）。该部分处于下游冲刷段，要求结构厚度及浆砌石质量必须满足设计及规范要求，否则容易造成冲刷破坏。防冲槽是翻板闸工程向河床过渡的重要部位，一般为铅丝笼石结构。该部分为易损部位，容易受水流的淘刷破坏，施工时应着重控制铅丝笼石的结构尺寸及石块直径。防冲槽铅丝笼石基础一般要求密实，严禁在松散的砂石料或土料上施工铅丝笼石。

运行管理：通过对水力自控翻板闸门初期运营管理的总结，在今后日常运行中应注意以下管理措施和操作办法，避免造成事故和损失:1、在闸坝上游尽量设置拦污栅，拦截汛期漂浮物，避免对闸门造成伤害。2、如需人工开启翻板闸，使用两个5T的手动葫芦平衡拉启闸门，注意保持两个支腿的同步，在整个操作过程中，要特别注意人和闸门的安全。3、当人工开启翻板闸门后，闸门一定要拉可靠，枕在支墩的橡皮上，并且要锁紧在支墩上。在洪水来临前必须把翻板闸门关闭，让其自动泄洪，否则翻板闸门被钢索拉住在洪水中运行会产生拍打以致损坏。4、闸门在蓄水运行中，切忌成人和小孩在闸门上游100m范围内游泳、玩水等，以免发生意外的人身安全事故。5、每年的汛期前或洪水后要对闸门的金属件逐个进行检查，遇螺母有松动时，应用扳手旋紧，以确保闸门的运转安全，每二年左右要对闸门的金属件进行防锈油漆处理，以维护闸门长久运用，若止水橡胶损坏造成漏水，则拉启闸门更换止水橡胶。6、闸门在运转时主要是靠轨道与滚轮接触，需加强检查，如遇漂浮物（竹、木、稻草等）的卡拦、阻塞，闸门则不能自动回关，或者回关后漏水，此时必须将闸门用葫芦拉起，以人工清除杂物后再回关。7、翻板闸下游水流逐级消能后仍具有较大的冲刷力，闸后海漫、防冲槽容易受水流冲刷破坏，该部位应经常检查维修防止较大变形破坏对坝体安全造成影响。

结束语：通过对水力自控翻板闸坝工程结构特点、施工要点、运行管理等方面的描述，大家对该工程项目的特点应该有所了解，望各位在今后的施工、运营管理方面有所借鉴与启发，所述不周或错误之处谨请批评指正。