中低山區(qū)水閘施工的技術(shù)探討

劉超

[摘 要]本文運(yùn)用實(shí)例具體地分析研究了沿海水閘工作施工過程中要掌握的圍堰、混凝土澆筑、導(dǎo)流、土方開挖以及地基處理等技術(shù)要點(diǎn)，具有一定的借鑒價值。

[關(guān)鍵詞]水閘工程；沿海地帶；土方開挖；施工導(dǎo)流；混凝土澆筑

中圖分類號：TM670 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0012-01

1 工程概況

某水閘工程位于浙江中低山區(qū)沿海地帶，山區(qū)中的山勢呈現(xiàn)出西邊高、東部低的態(tài)勢，大多數(shù)基巖都處于裸露狀，自然邊坡穩(wěn)定。山區(qū)河谷形似“V”型，山區(qū)河段河谷非常深，水流比較湍急，屬于剝蝕型山地；下游區(qū)域?yàn)闆_積階地地貌；山地丘陵區(qū)處在山麓溝口地帶，為洪積扇地貌；海陸交接處為濱海相淤積平原地貌。水閘共有3孔，總凈寬多達(dá)9m，閘室地坪高程是6m，閘中墩、閘邊墩寬度均為1.2m，橋面高程達(dá)6m。水閘五十年一遇閘前最高洪水位高達(dá)3.82m，最大流量是每秒150 m3；二十年一遇閘前最高洪水位高達(dá)3.22m，最大流量為每秒123m3。

2 施工導(dǎo)流

2.1 導(dǎo)流與度汛標(biāo)準(zhǔn)

由于圍堰施工或多或少會影響到水閘閘室，因此，本工程度汛與導(dǎo)流采取五年一遇標(biāo)準(zhǔn)，針對高潮位與洪水位進(jìn)行設(shè)計(jì)。一切從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，上有、下游圍堰斷面分別運(yùn)用松木樁圍堰與鋼管樁圍堰。

2.2 施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

由于如今片區(qū)可借助附近水閘排水，因此，在施工階段沒有必要安設(shè)導(dǎo)流措施。

2.3 施工圍堰設(shè)計(jì)

鋼管樁圍堰：運(yùn)用樁徑是Φ219鋼管，樁距是30cm，二排樁的排距為3m，單樁的長度是20m，在高程為50cm、2.5m、4.5m的部位分別安設(shè)槽鋼拉梁，確保間距為2m。圍堰上游高程2.5m的部位應(yīng)選取麻袋裝土壘筑頂寬2.1m平臺，下斜邊坡應(yīng)是1：2.圍堰下游3m高程部位建立頂部寬度為2.1m的拋石平臺，下斜邊坡是1：2。兩鋼管樁之間選取粘性土回填的方式，外排樁內(nèi)側(cè)依靠竹籬片內(nèi)部加止水彩布提高止水性能、運(yùn)用竹籬片擋土。

需重點(diǎn)關(guān)注的是，閘址具有豐富的地下水資源。因此，在施工階段務(wù)必要高度重視基坑排水，并運(yùn)用可靠手段抽排積水。同時，要積極參考相似工程經(jīng)驗(yàn)，將一根Φ1000充水兼排水管安設(shè)于上游圍堰上，如此即可有效避免在汛期遇到比標(biāo)準(zhǔn)臺風(fēng)大潮威力更大的臺風(fēng)對圍堰與基坑的影響。選擇此管道，將水灌注到基坑內(nèi)，待洪水過去后在流經(jīng)管道進(jìn)行排水。圍堰抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)超過1.05。

3 主體工程施工

3.1 水閘工程施工

3.1.1 施工程序

施工準(zhǔn)備→全面清除基坑障礙物→針對下游鋼管樁圍堰與上游土圍堰進(jìn)行施工→基坑開挖→混凝土灌注樁基施工→鋼筋混凝土閘底板→攪拌樁→混凝土閘墩、胸墻（鋼閘門制作與安裝）→鋪蓋、消力池→混凝土擋墻、上、下游翼墻→檢修交通便橋與平臺→啟閉平臺與鋼筋混凝土排架→啟閉機(jī)房→啟閉機(jī)與機(jī)電設(shè)備的安裝和調(diào)試→清理場地→拆除上、下游圍堰。

3.1.2 主體工程施工手段

（1）土方開挖

選用一立方米挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖，要盡可能地就近堆放，外運(yùn)則采用膠輪車與汽車進(jìn)行運(yùn)輸，在開挖閘室等諸多主體工程基坑的過程中，可將0.2m至0.3m預(yù)留下拉，等到澆筑底板混凝土?xí)r再人工清除保留層。

（2）土石方填筑

采用堆土機(jī)、汽車運(yùn)輸、一立方米挖掘機(jī)配合施工進(jìn)行土方填筑，隨后采取蛙式打夯機(jī)分層夯實(shí)護(hù)岸、翼墻等墻后回填土，運(yùn)用堆土機(jī)在施工過程中壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)堤回填土方。

（3）混凝土澆筑

把一臺垂直升降塔安設(shè)到閘室旁開展垂直運(yùn)輸工作，并鋪設(shè)平面低腳手架倉面到消力池、底板等混凝土澆筑區(qū)域中，把立體高腳手架倉面則安設(shè)到胸墻、閘墩等部位，在高低腳手架倉面上采取人工手段向倉內(nèi)倒入混凝土，人工平倉振搗。

3.2 主要項(xiàng)目施工手段

（1）閘室基礎(chǔ)處理

選擇強(qiáng)度等級是42.5R的純水泥漿作為灌漿漿液，先稀后稠。在用普通攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌時應(yīng)將攪拌時間控制在3分鐘以上，在使用漿液前，應(yīng)進(jìn)行過篩處理，從制備至用完應(yīng)不足四小時，嚴(yán)守相關(guān)規(guī)定開展灌漿工程施工工作。

（2）土石方開挖工程

本工程土石方開挖多為上下游護(hù)坦、閘室的基礎(chǔ)開挖方式，施工內(nèi)容大致涵蓋了準(zhǔn)備工作、土石方開挖、邊坡觀測、運(yùn)輸開挖廢棄或可利用的土方到堆放區(qū)、場地清理、完工驗(yàn)收之前的維護(hù)等諸多工作。在進(jìn)行開挖時，應(yīng)對邊坡與高程進(jìn)行嚴(yán)控。在開挖原堤塘的過程中，應(yīng)高度關(guān)注開挖對堤塘的影響、開挖邊坡形成的影響。堅(jiān)持“先上后下”的施工原則，切記永久邊坡要超過設(shè)計(jì)邊坡，開挖過程中，欠挖與超挖的深度應(yīng)小于0.2m。

（3）混凝土工程

本水閘基礎(chǔ)屬于基巖面，閘基礎(chǔ)處理地比較簡單，多針對混凝土工程開展施工工作。利用拌合機(jī)在鋪蓋與閘底板上拌制混凝土，然后采用人工斗車進(jìn)行運(yùn)輸與平倉振搗。然后順著長度方向翼墻與閘墩搭設(shè)腳手架，順著高度分兩次對混凝土進(jìn)行澆筑，首次澆筑的范圍是自閘墩到胸墻底高程。一旦閘墩部位施工到設(shè)計(jì)高程以后，再對交通橋平臺進(jìn)行澆筑，閘墩尚不和胸墻部位應(yīng)同步實(shí)施二次混凝土澆筑。如果混凝土澆筑的高度大于2m，一定要安設(shè)串筒溜槽或其余措施開展混凝土垂直運(yùn)輸工作，避免混凝土骨料離析。

啟閉機(jī)間應(yīng)當(dāng)一次澆筑到大梁底高程，緊接著針對啟閉機(jī)工作面板進(jìn)行整體澆筑。鋼閘門在預(yù)制場預(yù)制運(yùn)輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場，由檢修平臺運(yùn)輸?shù)介l門槽周圍，待裝完止水橡皮等諸多材料以后，吊到閘槽中。

在澆筑混凝土的過程中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)混凝土離析的情況，入倉的混凝土拌和物可考慮運(yùn)用插入式振搗器與人工平倉的方式進(jìn)行搗實(shí)，在澆筑時應(yīng)開展連續(xù)作業(yè)工作，澆筑完畢后應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，確保養(yǎng)護(hù)期超過兩周。

（4）混凝土灌砌塊石施工

灌砌塊石應(yīng)去除尖角，把污染去除，確保其處于干凈、濕潤等；將0.1m厚的細(xì)骨料混凝土墊層運(yùn)用到建基面上，待振搗密實(shí)后進(jìn)行隨砌隨灌，砌石應(yīng)錯縫，垂直縫應(yīng)控制在6至8厘米范圍內(nèi)，水平縫座漿應(yīng)控制在4～5cm范圍內(nèi)，然后在砌筑砌面石、置腹石，確保面石間的間隔處在4至5厘米范圍內(nèi)，腹石需大面朝下，確保間距處在5至8厘米范圍內(nèi)，緊接著把混凝土灌注到空隙內(nèi)，其灌入量要超過總方量的48%。采取插入式振搗器進(jìn)行振搗密實(shí)，全面掌控每層混凝土的高度，使其比塊石面更低，防止有光面產(chǎn)生。在腹石和面石之間應(yīng)安設(shè)拉結(jié)石進(jìn)行設(shè)置，以免在二者之間產(chǎn)生縱向通縫。灌砌石要求水平分層上升，嚴(yán)禁在上下砌石之間產(chǎn)生豎向通縫，確保擋墻表層處于平直狀態(tài)。

（5）下游河道疏浚

針對河道，本次工程選取了挖泥船與水利沖挖機(jī)組相結(jié)合的方式開展施工工作，嚴(yán)格按照河道水深與寬度確定采取何種施工工藝。在河道開挖過程中，應(yīng)始終堅(jiān)持“先上后下”的原則，不準(zhǔn)出現(xiàn)河道欠挖的情況，超挖深度應(yīng)不超過0.2m，邊坡開挖應(yīng)堅(jiān)持不超過設(shè)計(jì)邊坡開挖的原則。一旦有坍塌段產(chǎn)生，應(yīng)把邊坡適當(dāng)放緩，運(yùn)用松木樁針對一些存在坍塌盡可能的區(qū)段實(shí)施加固處理。

4 效益分析

本工程需進(jìn)行擋潮、排澇，本水閘改建工程能在一定程度起到較好的擋潮、防洪作用新閘新建工程的執(zhí)行，在一定程度上保證了小流域防洪體系運(yùn)作的穩(wěn)健性以及水閘的安全，能大大強(qiáng)化區(qū)域防洪排澇的能力，縮減流域受淹時間、受災(zāi)情況以及受災(zāi)深度。水閘新建工程執(zhí)行后，應(yīng)與其他防洪工程相結(jié)合一起開展工作，采取20年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)，十年一遇的排澇標(biāo)準(zhǔn)，促使當(dāng)?shù)睾闈碁?zāi)害得以大幅度環(huán)節(jié)，有效確保區(qū)域建設(shè)工作的順利開展，增加社會經(jīng)濟(jì)效益。