蓮山水閘關(guān)鍵施工技術(shù)研究

魯文華

(金中天水利建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510663)

0 引 言

水閘對河流防洪、排澇、灌溉、航運(yùn)等具有較大影響，是水利工程非常重要的組成部分。隨著社會對水資源需求的提高,水閘施工技術(shù)的好壞越來越受重視,因此為提高水利水電事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，亟需對水閘關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 工程概況

蓮山水閘位于廣東省廣州市番禺區(qū)，從外江向內(nèi)涌依次布置外江拋石防沖槽、外江漿砌石海漫、外江鋼筋混凝土護(hù)坦、鋼筋混凝土閘室段、內(nèi)涌鋼筋混凝土護(hù)坦、內(nèi)涌漿砌石海漫、內(nèi)涌拋石防沖槽等建筑物，兩側(cè)設(shè)扶壁式翼墻銜接兩岸引堤。水閘的閘室結(jié)構(gòu)采用排架啟閉式，設(shè)交通橋、啟閉架及啟閉機(jī)房；兩側(cè)設(shè)平臺。蓮山水閘工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，工程等別為IV等，規(guī)模為小(1)型。

2 水閘施工工藝優(yōu)化方法

水閘施工的優(yōu)化工藝要從多個方面進(jìn)行考慮。首先要保證水閘在運(yùn)行期間穩(wěn)定，然后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況結(jié)合以往相似工程的工作經(jīng)驗采取相關(guān)措施對局部設(shè)計施工進(jìn)行優(yōu)化。在方案中，需要保證水閘的整體結(jié)構(gòu)形式能夠適應(yīng)該地，能夠不受區(qū)域地勢和水流情況等影響，結(jié)合項目前期規(guī)劃中對環(huán)保的要求，確保水利工程正常運(yùn)行。當(dāng)然，在優(yōu)化期間不能讓水閘的負(fù)載重量超標(biāo)，還要保證其和翼墻能夠穩(wěn)定的進(jìn)行連接，不會發(fā)生其他的問題。優(yōu)化方案要在保證水閘安全性的基礎(chǔ)上滿足正常使用功能，且不與設(shè)計圖紙相沖突。

對于水閘的防滲排水系統(tǒng)的優(yōu)化過程，也要考慮各個方面的因素之后才能開始設(shè)計。例如，水利工程中的最高的水位差以及其地基的基本狀況都會影響到防滲排水系統(tǒng)的功能。在設(shè)計優(yōu)化方案時也要保證施工的安全性，然后采用可靠的設(shè)備對非滲透底板中的滲透區(qū)域構(gòu)成密封，最后再測試相應(yīng)的滲流的情況并且對該系統(tǒng)的滲透水壓和抗?jié)B水性進(jìn)行分析計算是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。反濾層、減壓井和排水溝槽必須安裝在滲流的位置引導(dǎo)滲水排出，提高水閘的穩(wěn)定性，能夠延長其使用年限。

水閘的優(yōu)化工作開始施工時，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計方案中的施工順序有序的執(zhí)行，并且也要明確各個工程的施工特點(diǎn)以及劃分好各個工程的施工情況。綜合蓮山水閘閘室部位施工的重要性及常規(guī)水閘施工部位先后順序考慮，調(diào)整樁基礎(chǔ)施工部位的先后順序，由兩岸向閘室逐級施打攪拌樁，然后施打閘室周邊的防滲止水樁，最后進(jìn)行閘室基礎(chǔ)開挖。這樣調(diào)整樁基施工部位順序能避免閘室開挖過高造成周圍土體無支護(hù)而導(dǎo)致的塌方。在此期間根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要在適當(dāng)位置設(shè)置集水井，配備抽水泵，保證排水通暢(見圖1)。

圖1 水閘施工工藝流程

3 水閘施工關(guān)鍵技術(shù)探討

3.1 閘基基坑開挖與回填技術(shù)

采用分區(qū)開挖的辦法：先開挖閘體部分土方，再左右岸部分土方，最后閘內(nèi)外海漫、護(hù)岸部分土方。根據(jù)施工總進(jìn)度計劃，基坑開挖最大施工強(qiáng)度約為5.2萬m3/月，采用鉤機(jī)2臺，分別布置于閘前后；對施工廢水須采取環(huán)保措施進(jìn)行排放。其處理工藝為：含砂、石、泥廢水→集水坑→沉淀池→采用密封罐體裝載運(yùn)輸至指定排放地點(diǎn)。

鋼筋混凝土擋墻、翼墻、閘身(含部分底板)工程施工主要包含土方開挖及回填、翼墻、閘底、閘身鋼筋混凝土。土方填筑主要為翼墻背水側(cè)回填及交通橋兩側(cè)道路路基填筑。在翼墻施工到一定高度后適時進(jìn)行分層土方回填、壓實(shí)作業(yè)。各塊之間設(shè)計2 cm厚瀝青杉木板作為伸縮縫，使用10 cm×10 cm的方木做支撐。為確保瀝青杉木板位置的準(zhǔn)確，施工中采用使用斜拉螺栓固定瀝青木板的位置。

3.2 金屬結(jié)構(gòu)制安裝方法

閘門制造具有要求尺寸精度高，焊縫質(zhì)量好，運(yùn)輸、吊裝難度大等特點(diǎn)。機(jī)電設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)安裝受土建工程制約大，相互協(xié)調(diào)多，交叉作業(yè)多、安全威脅大。閘門底檻、門槽部位預(yù)埋件及閘門門體均在廠家內(nèi)制作完成。由于閘門門體外型尺寸較大，在廠內(nèi)制造時采用分塊制作，分塊閘門運(yùn)輸?shù)焦さ睾?，由專業(yè)焊接人員進(jìn)行上下兩塊整體拼裝作業(yè)，閘門焊接完成后需對閘門焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測。

鋼閘門的拼裝噴涂工藝如下：一是氣體壓力的控制。常用的噴槍為ZQP—1型中速自動調(diào)速式氣噴槍，要求乙炔壓力控制在0.1～0.15 MPa范圍，氧氣壓力控制在0.11～0.12 MPa范圍。二是壓縮空氣壓力控制在0.4～0.6 MPa范圍。三是封閉漆。漆封閉宜在金屬噴涂層(干膜不低于100 um)留有余溫時進(jìn)行，采取刷涂的方式施工。噴鋅后先涂兩道881環(huán)氧云鐵底漆，干膜厚度不低于60 um；再涂兩道881聚氨面酯，干膜厚度不低于60 um；閘門噴涂完成后需對閘門防腐質(zhì)量進(jìn)行檢測。

3.3 混凝土施工與溫控施工關(guān)鍵技術(shù)

混凝土施工是整個工程中的一個重點(diǎn)，每個地區(qū)的水閘工程都采取不同的混凝土配方，因為每個地點(diǎn)的位置不同，其抗?jié)B和抗凍等需求都不一樣。在進(jìn)行混凝土施工時也需要采取一定的步驟，需要按照步驟有序的進(jìn)行施工，并定制適宜的模板。蓮山水閘工程墩墻部位使用定制鋼曲面模板，其余部位采用木模，不同位置需要的模板根據(jù)建筑物結(jié)果形式、斷面尺寸需求進(jìn)行制定。

鋼筋安裝前，測量員按設(shè)計圖紙對施工現(xiàn)場平面和高程控制點(diǎn)進(jìn)行測量，確定達(dá)到了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行安裝鋼筋；鋼筋安裝時首先是要焊接橫向的鋼筋，其次對其進(jìn)行綁扎。水閘底板混凝土澆筑混凝土屬于大體積混凝土施工，澆筑需要采取分層澆筑和階梯順序進(jìn)行澆筑(見表1)。澆筑前提前與攪拌站做好溝通，確保水閘底板混凝土施工時混凝土能持續(xù)供應(yīng)，以保證混凝土澆筑過程的連續(xù)性，避免間歇時間過久對混凝土和易性造成影響。

表1 大體積混凝土澆筑層厚度

水閘閘室底板混凝土采用分層、階梯順序澆筑，每層澆筑的混凝土的厚度不能超過50 cm，分層澆筑要留有足夠的層間間歇時間，確?；炷辽岢浞??；炷翝仓^程中需用插入式振搗器加強(qiáng)振搗，振搗深度超過10 cm，但是距離底部不小于20 cm，這樣能夠使混凝土結(jié)合更加密實(shí)，提高混凝土強(qiáng)度及閘底板的施工質(zhì)量。

混凝土澆筑工作完成后采用木刮尺對混凝土表面進(jìn)行刮平，其表面的上下高低差不能超過10 mm?；炷翝仓瓿珊?2 h內(nèi)采用人工灑水養(yǎng)護(hù)直到達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度，其上亦可覆蓋薄膜養(yǎng)生?；炷两K凝且達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度可以拆除模具，需要截除混凝土表面兩側(cè)拉桿，使用同高標(biāo)號砂漿對其進(jìn)行抹平。在閘室底板與護(hù)坦交接部位及與翼墻接壤處的閘墩面需提前預(yù)埋好止水銅片。安裝完成后，安排工作人員對其安放位置、焊接加長部位的處理效果、穩(wěn)固程度進(jìn)行檢查?；炷翝仓罢駬v過程中要注意避免觸及止水銅片以防移位或造成損壞?；炷两Y(jié)構(gòu)表面修整，有模板混凝土澆筑的成型偏差按表2規(guī)定的數(shù)據(jù)(見表2)。

表2 混凝土結(jié)構(gòu)表面的允許偏差

水閘混凝土的施工中需要注意溫度控制。在混凝土澆筑過程中如果沒有控制相應(yīng)的溫度，那么在今后的使用中，混凝土很容易出現(xiàn)裂縫；如果是危險性的裂縫將會影響到整個水閘的正常運(yùn)行。目前，對于混凝土出現(xiàn)裂縫的問題還沒有有效的解決辦法，因此對于混凝土澆筑過程中采取溫度的控制工作是非常重要的。雖然有的工程采取了溫度控制，但若控制得過于盲目或者養(yǎng)護(hù)措施未到位會導(dǎo)致混凝土開裂，因此需要合理的采取混凝土防裂的工作。對于混凝土的溫度控制需要考慮到混凝土的材料、澆筑部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氣候條件及澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)等因素。若其中一個因素未把握好，都會對混凝土溫控造成影響。因此，混凝土溫控需要全方位的考慮，并且溫度設(shè)定需要實(shí)時調(diào)整，每個時間段所需的溫度都有可能不同，所以到目前為止對混凝土的動態(tài)溫度的控制還是一個重點(diǎn)，而現(xiàn)在也在研究更加簡便的防止裂縫出現(xiàn)的方案。

設(shè)計方案制定時也要考慮到施工的各種因素從而計算出相應(yīng)時間段的混凝土的控制溫度，能為后期的溫度計算減少施工難度，也能夠提高防裂縫出現(xiàn)的質(zhì)量(見圖2)。

圖2 混凝土溫控動態(tài)控制流程

動態(tài)溫度計算的要點(diǎn)在于時刻記錄采用冷卻水管后出現(xiàn)的差值，對于溫度的控制還需要采取檢驗工作，確保溫度處于合理范圍內(nèi)，能夠減少裂縫的產(chǎn)生，提高了工程的完美度，一定程度上能夠延長工程的使用年限。

4 結(jié) 語

水閘工程在水利工程建設(shè)中占有舉足輕重的地位，其功能兼顧攔洪、擋潮、取水、發(fā)電和航運(yùn)等，是綜合型水利工程。在水閘施工過程中，其施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)卡控非常關(guān)鍵，需要在不同地質(zhì)、不同類型的施工中不斷完善和優(yōu)化。

■