农田水利灌溉中小型水闸工程的施工技术与质量控制

引言：

中小型水闸是保证农田灌溉效率、稳定农业生产的关键工程，因而国家对农田水利灌溉中小型水闸工程建设的力度不断加大。但是，中小型水闸工程中围堰施工技术操作难度较大，施工工序繁琐，施工期间易发生围堰坍塌、环境破坏等情况，不仅影响水闸工程施工质量，还会危及人们的生命财产安全。因此，施工企业需要提高对中小型水闸工程围堰施工的关注度，持续加深对围堰施工技术的研究力度，并制定强化施工质量的保障措施，确保农田水利灌溉中小型水闸工程建设效果，保证农田灌溉安全。

¹ 工程概况

农业生产离不开水源，为了增强农田经济收益，需要积极提升农田水利灌溉质量与效率，彻底改善农业生产条件。某农村附近有一条小型河流，是周围农田灌溉的主要水源补给，该河流的水位较高，水流速度在 0.9m/s ，河床为粉质黏土，地下水位平均深度在 10.9m_⨀ 。为了确保该河流持续向农田提供灌溉水源，最终决定使用钢板桩围堰技术修筑水闸工程。

2 农田水利灌溉中小型水闸工程围堰施工技术分析

1. 基坑围堰计算 根据该项目的水文地质情况，将水闸围堰基坑设定为Ⅰ级，采用 Q295b 型钢板桩。在水闸围堰施工期间，各个构筑物受水流冲击和压力的影响，面临崩塌的风险。因此，在施工阶段要基于水流压力计算基坑围堰[1]。

FW=KAlV²/2g

其中，FW 为构筑物承担的水流压力，V 为水流速，A 为冲刷线以下的桥墩阻水面积，K为桥墩的形状系数，I为水重力密度。结合该工程的实际情况，计算得出构筑物承担水流压力FW 在 0.5KPa

此外，地基承载力对钢板桩围堰施工质量产生直接的影响，施工人员要详细了解该中小型水闸工程地基承载力数值。

f=c⋅b+0.5⋅r⋅d(b-0.6)+σ⋅d

其中，f 为地基承载力，c 为粘聚力，b 为基坑宽度，r 为天然重度，为基坑深度，d 为有效应力，σ 经过计算得出该项目地基承载力为 33.14kN/ ㎡。

2. 材料加工

该项目选用拉森Ⅵ钢板桩，在材料加工制作前，要对原材料进行全面的质量评估，避免存在质量缺陷的材料入场。在材料质检结束后，根据钢板桩加工参数开展焊接加工[2]。为了避免焊接期间出现钢板材料弯曲变形的情况，需在拼焊前制作胎具，确保轴线始终保持在水平直线上。焊接结束后使用规格为 410mm×210mm×16mm 的加强板进行加固，达到强化钢板桩整体强度的作用，预防接头处发生裂缝、断裂等病害。

3. 钢板桩插打

基于该项目施工现场条件，在基坑围堰工程施工结束后，借助50t 履带吊挂设备进行钢板桩插打，直到钢板桩合拢。为了避免钢板桩插打误差超标，施工人员要在施工现场安装导向架，确保插打位置、垂直度高度精确。同时，在导向架上安装检测设备，如水平仪、全站仪等，实时观察插打设备的位置变化以及导向架高度，若发现相关数据超出设定的误差范围，需及时进行调整，保证钢板桩插打效果。最后，合拢是钢板桩插打的关键步骤，为了避免由于水流因素导致围堰变形，需要挑选水流缓慢的位置进行合拢。钢板桩提前预留出一定尺寸，将合拢钢板桩与其连接，将两者锁扣套牢。若合拢时出现钢板桩倾斜，施工人员需及时进行调整。

4. 支撑安装

根据工程要求设置支撑体系参数，详情可见表一。按照设计的要求进行支模，注意标高、垂直度等方面的问题，模板的选用应该是刚性大、不容易发生变形的材料，模板的边沿要与透水砼的顶面保持相同的位置，并且在完工之后，在模具的周围要设置防护罩，防止被污染[3]。

表1 支撑体系尺寸比偏差

5. 围堰内吸泥

由于该工程为粉质黏土地质，围堰吸泥操作较为简单。施工人员调整围堰内外的水位，在两者保持一致后，即可进行水下吸泥。吸泥标高至 -0.6m后安装第四道内支撑体系，再进行吸泥作业。围堰内吸泥采用高压气泵吸泥机，在达到设置的吸泥标高后，潜水员及时进行基坑清理作业，在基地平整度检测达标后，即可进行下一环节施工。

6. 封底混凝土

该项目采用湿封底施工模式，在水下开展混凝土浇筑作业，完成封底施工。根据河流流速与土壤地质情况，施工人员确定导管法浇筑混凝土施工方案，通过钻桩平台确定好型钢分配梁位置，再架设脚手架，最终完成封底导管布设 [4]。本工程选用直径为 30cm 的钢管，连接层浇筑装置，浇筑最大半径可达到 4m。导管浇筑混凝土前，施工人员进行密封性测试，避免浇筑期间发生渗透问题。测试结束后将导管固定后下口悬空 150mm 、下口埋深在

300mm 的位置，浇筑后将导管埋入混凝土中进行浇筑。此外，为了保证封底质量，需计算好浇筑混凝土最佳用量。

V=πR²h/3

其中，V 为封底浇筑混凝土最佳用量，R 为导管浇筑半径，取值 4m，h为混凝土浇筑高度。计算得出 V=5.013m³ ，进而确定该项目围堰封底混凝土浇筑最佳用量为5m3。

7. 拔除钢板桩

施工人员要按照拔除钢板桩顺序进行施工，以容易拔除的钢板桩作为起点，严禁出现暴力拔除的行为[5]。拔除期间使用高频振动技术，使锁扣松动，缓慢地拔除钢板桩。对于拔除难度较高的钢板桩，可采用柴油锤辅助振动法，将振动设备固定在钢板桩上，通过间歇性振动的方式，持续垂直施加载荷，提升锁扣松动效果，实现钢板桩快速拔除。

8. 质量检测

为了确保围堰施工质量检验效果，在该项目围堰顶端设置水平与竖向监控点，在基坑隆起处以及中央位置设置监控点，进而得到围堰位移数据，详情可见表二。通过数据可以看出钢板桩围堰位置范围在 0.16mm～0.27mm/d ，没有触发预警信号，说明该中小型水闸围堰结构稳定性达标。

表二 围堰项目位移监测数据

3 施工质量管控措施

1. 建立全过程施工质量管理体系

水闸工程围堰施工期间，要以全生命周期为视角，建立全过程施工质量管理体系，通过标准化、数字化、协同化手段，对计算、加工、施工、运维环节进行质量管控，实现施工质量可控与效率提升。围堰计算阶段采用现代化技术手段，构建项目数字化虚拟模型，通过水闸工程的几何信息、生产参数、施工要求等数据，开展高质量的设计质量校准，确保围堰计算与工程实际吻合，保证水闸工程中钢板桩围堰施工质量。加工阶段实施智能制造工艺，建立材料生产数据库，记录原材料批次、配合比、养护参数等关键数据。采用自动化流水线生产，通过机械臂完成拉森Ⅵ钢板桩制作，钢板桩出厂前需通过三维激光扫描检测尺寸偏差，误差控制在 ±2mm 以内。施工阶段应用物联网技术，通过传感器监测钢板桩插打、支撑安装、围堰内吸泥、封底混凝土、支撑拆除、拔除钢板桩等工程施工数据，同步上传至云平台形成质量追溯链。运维阶段建立数字孪生模型，集成设计、施工阶段数据，为结构健康监测提供基准值。部署无线传感网络实时监测沉降、倾斜等指标，当数据异常时自动触发预警流程。该体系通过全链条质量管控，为农田水利灌溉中小型水闸工程围堰施工质量高质量发展提供系统化解决方案。

2. 加强人员管控

专业教育与培训是保障中小型水闸工程围堰施工质量、提升农田水利灌溉效果的重要基石。通过教育培训增强施工人员的专业能力与综合素养，确保施工技术高效落实。首先，施工企业要拓宽教育培训内容，不仅涵盖施工法规的普及，还要包含操作技能以及应急处理能力的训练，如围堰操作规程、封底混凝土施工工艺等。其次，施工企业要创新培训形式，通过案例教学、情境演练等方式，充分锻炼施工人员的实操技能，掌握中小型水闸工程围堰施工技术的操作方法。同时，还可以定期组织水闸工程围堰施工技术知识竞赛、演讲比赛等活动，激发施工人员学习专业施工技术的积极性。

结束语：

综上所述，中小型水闸工程具有提升农田灌溉质量的作用，但该工程在围堰施工期间，受技术、环境等因素影响，围堰施工技术落实不到位，严重影响中小型水闸工程施工质量，降低农田水利灌溉稳定性。因此，施工企业要加大围堰施工工艺研究力度，精准计算基坑围堰数据，提升钢板材料加工质量，并强化钢板桩插打、支撑体系、围堰内吸泥、封底混凝土、拔除钢板桩等环节施工质量控制，开展高质量的施工质量检验，将施工安全隐患扼杀在摇篮里，保证围堰施工效果，提高农田水利灌溉中小型水闸工程施工质量。

参考文献：

[1] 刘永宝 . 绿色理念引领下农田水利水闸施工管理控制新举措 [J].农业开发与装备 ,2025,(08):185-187.

[2] 张东生, 李洪涛. 农田水利灌溉中小型水闸工程的施工技术与质量控制 [J]. 南方农机 ,2025,56(14):187-190.

[3] 曹兆强. 硅粉混凝土施工技术在新疆和田地区皮山河克里阳渠枢纽水闸工程建设中的应用 [J]. 建材发展导向 ,2023,21(12):15-17.

[4] 黄祖荣. 水闸主体结构施工技术分析——以马滩水闸改扩建工程为例 [J]. 低碳世界 ,2022,12(02):80-82.

[5] 李晓东 . 水利工程中水闸施工的技术要点及其注意事项分析 [J].水电站机电技术 ,2021,44(03):92-94.