水利工程中水閘施工技術(shù)

李 巖

（新疆水利廳瑪納斯河流域管理處，新疆石河子 832000）

1 工程簡介

某水閘工程閘址處距河口約為14km，水閘上游控制流域面積為2278km2。壩頂高為41m，水庫設(shè)計水位為37.15m，正常蓄水位30.5m，相應(yīng)水庫容量為380萬m3。該水閘設(shè)計防潮標準為100年一遇，排澇標準為20年一遇。閘室段總長16.5m，總凈寬12.0m（3 孔×4m），閘底檻高程-2.0m，底板厚 0.6m，中墩厚1.2m，邊墩厚1.0m，水閘總寬16.4m。閘室基礎(chǔ)位于微風(fēng)化～新鮮基巖上?；鶐r開挖后采取固結(jié)灌漿即可滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

該水閘施工采用圍堰圍護，開挖時在水閘外海及圍區(qū)側(cè)預(yù)留巖坎作為水閘的施工圍堰并兼作閘室左右岸施工道路，在閘室完成后采用預(yù)裂爆破開挖，以避免影響到已建建筑物。

2 施工工藝流程

水閘工程施工，根據(jù)該工程設(shè)計要求以及工程特點確定分項工程施工方案，同時采取先重后輕、先下后上的施工原則。由于該水閘工程的閘室屬于整體結(jié)構(gòu)，鑒于其寬度較大，在基礎(chǔ)開挖完成后以及確保施工排水的條件下，優(yōu)先進行閘底板、上游鋪蓋與消力池及翼墻底板的施工，然后再進行閘室胸墻及上部結(jié)構(gòu)的施工。

該水閘施工流程如圖1所示。

圖1 水閘施工工藝流程圖

3 基礎(chǔ)開挖和處理

3.1 基礎(chǔ)開挖與處理

（1）基礎(chǔ)開挖前，先根據(jù)監(jiān)理工程師提供的測量控制網(wǎng)進行地形測量。由監(jiān)理工程師審核批準后方可開挖基礎(chǔ)土方。且在開挖水閘基礎(chǔ)前，先進行測量放樣控制開挖線，設(shè)立標記，在基礎(chǔ)開挖時嚴禁超挖。

（2）水閘的基坑開挖采用1.0m3挖掘機進行倒退式開挖土方，裝入 5t自卸汽車運至業(yè)主指定的棄料場地。

（3）開挖時對底板及護坡邊坡預(yù)留50cm保護層，在墊層施工前，對保護層采用人工自上而下進行開挖、修坡至設(shè)計高程。如存在局部超挖部位采用碎石或黃沙及時補平，以達到設(shè)計邊坡及高程。

（4）基礎(chǔ)開挖時當遇巖石則開挖采用手風(fēng)鉆鉆孔，淺孔爆破施工。

（5）基坑開挖排水。為保證基礎(chǔ)開挖施工水利進行，在基礎(chǔ)開挖施工中，利用小水閘在低潮時進行排除基坑積水，同時采取堤前所形成的排水溝以及集水坑系統(tǒng)，在集水坑設(shè) WQ型潛水排污泵接聚乙烯排水管引水至開挖區(qū)外。

3.2 基礎(chǔ)處理

根據(jù)該水閘工程閘室基礎(chǔ)的特點，采取固結(jié)灌漿進行基礎(chǔ)處理。固結(jié)灌漿采用普通R42.5硅酸鹽水泥，同時采用孔內(nèi)循環(huán)法。固結(jié)灌漿孔按梅花形布置，孔距、排距均為 3.0m，深入基巖內(nèi) 4m。灌漿前先進行壓水試驗，而且在閘址區(qū)各建筑物爆破作業(yè)全面結(jié)束后再進行基礎(chǔ)灌漿。該工程的固結(jié)灌漿壓力取0.2MPa，在灌漿過程中應(yīng)加強現(xiàn)場觀測，以保證混凝土沒有出現(xiàn)抬動、開裂以及漏漿。

鑒于工程工期緊，在閘墩立模期間穿插固結(jié)灌漿，會造成干擾大以及突擊性強。為此該工程采取灌漿孔布置在閘墩以外技術(shù)措施，有效地保證了固結(jié)灌漿施工質(zhì)量。

4 水閘混凝土工程

水閘混凝土工程是水閘工程施工的一個重點，結(jié)合該水閘工程所處的地區(qū)，必須采取措施以滿足混凝土的抗?jié)B、抗凍等施工性能要求。

4.1 閘室底板混凝土

在混凝土澆筑前線沖洗干凈基面，并排除積水。水閘的閘室底板混凝土強度等級采取 C30，底板厚度取80cm，采用二級配。

（1）模板制作。閘室底板側(cè)向模板均采用竹膠板，模板制作橫圍檁 5cm×8cm木方@50cm，立模豎向雙排鋼管@70cm，φ12拉筋配山型卡件固定模板。

（2）鋼筋安裝。安裝鋼筋前進行基礎(chǔ)測量放樣，確保安裝平面位置以及高程控制點等無誤后，先焊裝橫向架立筋，再綁扎鋼筋。鋼筋保護層采用比結(jié)構(gòu)混凝土高一個級別的砂漿墊塊控制。

（3）混凝土澆筑。鑒于該水閘的閘底板混凝土澆筑范圍大，而且澆筑量較大，為了避免混凝土出現(xiàn)初凝現(xiàn)象，采取分層與階梯順序安排。同時精確計算上層混凝土覆蓋的時間。采用塔吊運輸混凝土入倉。

對于該水閘的閘室底板采用分層階梯段面澆筑。80cm厚混凝土分二層下料，厚度不大于50cm，從而有效地確保了混凝土澆筑連續(xù)性?；炷翝仓^程中，水平分層逐步鋪料震搗。使用φ50震搗器震搗混凝土密實，震搗深度入下層混凝土 10cm以上，震搗棒距離模板不宜小于20cm。震搗至混凝土表面無氣泡浮出方認為震搗密實。

為了保證混凝土表面過水平整度控制不大于10mm，采用木刮尺刮平混凝土表面，毛面抹子提漿，隨搗隨抹。拆模后截除拉桿兩端伸入保護層的部分，并用與結(jié)構(gòu)相同質(zhì)量的水泥砂漿抹平，可有效地避免鋼筋銹蝕。當混凝土澆筑達到 24h，即灑水進行養(yǎng)護以及采取草袋覆蓋混凝土表面。

另外，底板混凝土設(shè)置水平止水銅片，油浸木板填縫。垂直止水采用瀝青井止水。在鋼筋安裝和模板安裝過程中要設(shè)專人監(jiān)視，防止止水變形，同時保證止水下部混凝土澆筑震搗密實。瀝青井止水在井模形成后采用一次性灌注施工。

4.2 閘墩和胸墻混凝土

工程閘墩混凝土以及胸墻混凝土施工采取自下而上的施工原則。施工時先進行閘墩混凝土施工再胸墻混凝土施工。閘墩沿高度采取二次澆筑混凝土。第一次澆筑至胸墻底，第二次同檢修橋平臺人行橋橋板及胸墻同時澆筑并預(yù)留排架柱插筋。施工重點鋼管架滿堂搭建，兩閘墩均衡上升。混凝土澆筑關(guān)鍵是分層下料厚度不大于50cm，振搗密實兩閘墩均衡上升。混凝土澆筑過程中，派專人值班，并拆除模板內(nèi)撐，認真仔細檢查調(diào)整鋼筋，嚴防移位，并在閘墩模板邊掛2kg重的鉛垂，隨時觀察澆筑過程中模板及支撐的移位情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

同時應(yīng)注意門槽及頂坎預(yù)埋件的定位與震搗施工過程中的檢查復(fù)位。

5 閘門工程

閘門擬在水閘上下游護坦上進行預(yù)制。待底模混凝土達到設(shè)計強度后，先鋪一層塑料薄膜并涂上脫模油，待油干后進行扎筋，預(yù)埋鐵件、立模、澆筑混凝土。模板采用特制的組合鋼模。鋼筋按圖紙和規(guī)范要求制作綁扎。門體采用C50混凝土，混凝土的坍落度控制在2～4cm。對于混凝土的振搗采用微型插入式震動器振搗輔以模板外側(cè)附加敲擊震動，以保證混凝土振搗的密實性。

閘門張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ΦH5.0碳素鋼絲束。鋼絲束張拉按照一次張拉工序進行，張拉在閘門混凝土強度達到100%后進行，張拉工藝及注意事項按相關(guān)規(guī)范施工。錨固端鋼墊板預(yù)留孔為5.7cm，錨固端鋼筋片的鋼筋采用點焊連接，使鋼筋網(wǎng)成為焊接骨架?？椎缐毫酀{采用不低于R42.5的微膨脹水泥，灌漿完畢后，張拉錨固端缺口用不低于C40的苯丙乳液細骨料混凝土回填。

閘門安裝時先用卷揚機將閘門板拉至閘底板位置，利用2付15t獨腳扒桿將在閘底板上拼裝完成的閘門起吊至閘墩頂后轉(zhuǎn)正豎直、定位，校準定輪及側(cè)輪，并做升降調(diào)試后做水密封安裝，最后沉放就位。鋼閘門在鋼平臺上單位制作后，再進行拼裝。閘門門葉制作、組裝的允許公差和偏差應(yīng)符合規(guī)定，閘門門葉焊接完畢后，為保證門葉整體形狀和幾何尺寸的穩(wěn)定，宜進行消除應(yīng)力處理。閘門的所有水封，應(yīng)按所需長度粘好后再進行鉆孔，并按施工詳圖標定的孔位與水封壓條配鉆，使水封，壓條，門體，三孔同位同心，確保水封的安裝質(zhì)量。

6 結(jié) 語

當閘門安裝完成后，在無水情況下進行全行程啟閉三次試驗。試驗要點是先在水封部位澆水濕滑，以減少磨擦；然后詳細檢查門葉止水位置，主支承和輔助支承的運行情況。確保無阻卡以及無損壞后，再將閘門置于工作位置，用燈光等檢查水封的密封情況，調(diào)整壓縮量達到不透光的密封程度。

[1]張茂軍,鮑優(yōu)絨.關(guān)于水閘施工若干問題的探討[J].中國水運(下半月),2008,(03)

[2]劉 勤.淺談水閘施工質(zhì)量控制方法[J].今日科苑,2009,(08)