溫嶺市擔(dān)嶼圍涂工程好望閘閘門更換

朱永斌

（溫嶺市東海塘管理局，浙江 溫嶺 317500）

1 工程概況

擔(dān)嶼圍涂工程位于溫嶺市東海岸，地處隘頑灣西南側(cè)，與千年曙光所在地 — 石塘隔灣相望，行政區(qū)劃隸屬城南鎮(zhèn)。圍區(qū)呈U字形灣岙，西側(cè)緊鄰國慶塘和南門涂外塘，南北兩側(cè)分別被臺(tái)頭山和黃礁山環(huán)抱。圍涂面積0.10萬hm2。工程主要有海堤、3座中型水閘、避風(fēng)區(qū)內(nèi)堤、通航口門及丁壩組成。其中好望閘（3孔×4.00m + 1孔×4.00m）布置在犁頭咀的山脊中上，采用胸墻式結(jié)構(gòu)，閘底高程為-2.00m，閘內(nèi)每孔設(shè)有鋼筋混凝土工作閘門1扇，工作閘門采用2臺(tái)200kN螺桿啟閉機(jī)啟閉。其中3孔排澇，設(shè)計(jì)排澇流量為191m3/s（P= 5%）；1孔納潮，設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為40m3/s（P= 5%），分擔(dān)著圍區(qū)及城南鎮(zhèn)37.9km2匯流面積的排澇任務(wù)。

2 閘門現(xiàn)狀及成因分析

目前4扇好望閘工作閘門破壞嚴(yán)重：止水橡皮P頭及橡皮墊塊多處斷裂且部分已經(jīng)扯斷，頂止水位置及頂止水與側(cè)止水交接處損壞尤為嚴(yán)重，頂水封壓板變形嚴(yán)重，水封聯(lián)接用螺栓螺母大部分已經(jīng)松動(dòng)，部分螺栓螺母已經(jīng)被風(fēng)浪卷走，納潮閘閘門橫梁混凝土破壞嚴(yán)重，多處鋼筋已經(jīng)外露，3孔排澇閘四角及局部混凝土也有不同程度受損。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，該4扇閘門已經(jīng)不具備運(yùn)行條件的能力，故需更換工作閘門，并對(duì)閘門破壞成因進(jìn)行了深入的分析?，F(xiàn)狀見圖1。

圖1 好望閘現(xiàn)狀圖

成因分析，好望閘外海廣闊沒有島嶼阻擋，東南向風(fēng)浪直接作用擊打在閘門上，在好望閘外海側(cè)西南方向建成1座防波堤，西南向風(fēng)浪也直接作用擊打在閘門上，且每年好望閘多受臺(tái)風(fēng)正面襲擊或者臺(tái)風(fēng)影響，風(fēng)浪特別巨大，風(fēng)浪擊打在閘門上發(fā)出巨響，反彈后浪高有幾十米高，并時(shí)常打倒外海檢修閘槽活動(dòng)欄桿，可見風(fēng)浪威力巨大，與工程其它2座水閘所處的風(fēng)浪條件相比更加不利。施工單位在安裝工作閘門時(shí)有四角及局部混凝土碰壞情況，在閘門試運(yùn)行時(shí)沒有調(diào)整好頂止水P頭橡皮與胸墻的間隙，閘門滑塊與閘門槽留有比較大的間隙，容易導(dǎo)致漏水、滲水，止水受損及閘門撞擊門槽受損。

3 方案選擇與設(shè)計(jì)

3.1 方案選擇

方案有2種：一是在水閘外海側(cè)修建消浪工程，閘門按原設(shè)計(jì)施工圖施工更換；二是對(duì)原設(shè)計(jì)施工圖閘門進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。消浪工程主要考慮有在水閘外海側(cè)東南向修筑一條防波堤或者在外海側(cè)兩側(cè)翼墻之間修建幾道橫梁消浪，防波堤造價(jià)高，工期長(zhǎng)，修建橫梁要重新建造圍堰，造價(jià)也高，工期也長(zhǎng)，綜合比較2個(gè)方案，選擇原設(shè)計(jì)施工圖閘門進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，安裝閘門時(shí)確保閘門達(dá)到設(shè)計(jì)、施工規(guī)范要求。

3.2 閘門加強(qiáng)設(shè)計(jì)

閘門加強(qiáng)設(shè)計(jì)主要從水工結(jié)構(gòu)及止水結(jié)構(gòu)2方面進(jìn)行調(diào)整加強(qiáng)[1]：

3.2.1 水工結(jié)構(gòu)調(diào)整

調(diào)整主要包含：①門體混凝土由C40調(diào)整為C50；②閘門增加橫梁1根，調(diào)整梁間距；③閘門板厚度由15cm調(diào)整至20cm；④每孔增加1根Φ15.2的鋼絞線；⑤門體配筋進(jìn)行部分調(diào)整。

3.2.2 止水結(jié)構(gòu)調(diào)整

調(diào)整主要包含：①水封聯(lián)接采用螺栓配雙螺母結(jié)構(gòu)，利用雙螺母對(duì)頂防松，支承滑塊的聯(lián)接采用螺栓配螺母結(jié)構(gòu)，利用彈性墊圈防松；②頂水封壓板厚度加厚至20mm；③頂水封和轉(zhuǎn)角水封橡皮材料改用SF6674；④頂水封墊板材料改為不銹鋼板，并在不銹鋼墊板頂部設(shè)置止水橡皮擋板。

3.3 閘門加強(qiáng)設(shè)計(jì)分析、計(jì)算

使用階段的承載力極限狀態(tài)計(jì)算：①正截面受彎承載力計(jì)算，本次計(jì)算I型截面為第一類T型截面，正截面受彎承載力彎矩設(shè)計(jì)值M設(shè)計(jì)= 196.70kN · m≤正截面受彎承載力極限設(shè)計(jì)值[Mu] = 394.87kN · m，滿足要求。②斜截面受剪承載力計(jì)算，斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)值V設(shè)計(jì)=187.33kN≤Vc/γd= 496.19kN（Vc表示斜截面上的剪力設(shè)計(jì)值，γd表示鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù)），故只需按構(gòu)造要求配置箍筋[2-4]。

使用階段的正常極限狀態(tài)驗(yàn)算：①裂縫控制驗(yàn)算，本閘門構(gòu)件環(huán)境條件類別為5級(jí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋種類為鋼絞線，故裂縫控制等級(jí)為一級(jí)，荷載效應(yīng)的短期組合下抗裂驗(yàn)算截面下邊緣混凝土的法向應(yīng)力σcs= 6.0326N/mm2，扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后在驗(yàn)算邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力σpc= 2.3001N/mm2，滿足要求σcs-σpc≥0，即該結(jié)構(gòu)抗裂滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。②撓度驗(yàn)算：短期組合時(shí)的總撓度f= 5.53mm；長(zhǎng)期組合時(shí)的總撓度f= 4.45mm；規(guī)范規(guī)定的允許撓度l0/ 400= 10.5mm，故撓度滿足規(guī)范要求[2-4]。

4 工程實(shí)施

4.1 閘門制作與更換方案

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙?jiān)陂l門預(yù)制場(chǎng)地進(jìn)行4扇閘門的混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力張拉，養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到后就可以起吊更換[5-6]。因水閘啟閉平臺(tái)、啟閉機(jī)房等整個(gè)水閘已建設(shè)完成，內(nèi)河側(cè)檢修平臺(tái)空間狹小，吊車難以進(jìn)入作業(yè)，因此要制造1臺(tái)專用托架車托運(yùn)閘門進(jìn)出檢修平臺(tái)。本次更換安裝鋼筋混凝土閘門共4扇，鋼筋混凝土閘門板尺寸3.80m×4.70m，單扇重量約為18.2t，先安裝進(jìn)水閘閘門，再安裝排澇閘閘門，每次完成1扇，依次進(jìn)行更換安裝。具體閘門更換方案：

施工準(zhǔn)備→檢修閘門安裝→原閘門拆除→原閘門運(yùn)出→新閘門起吊→新閘門托運(yùn)→新閘門安裝。

4.2 閘門更換

4.2.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備主要有：①制作專用托架車。用鋼板、角鐵等制作1臺(tái)專用的閘門托架車，托架車寬度略大于閘門厚度，長(zhǎng)度略大于閘門板寬度，并保證托架車有足夠的強(qiáng)度與剛度。托架車兩端底部分別安裝連軸萬向輪，軸上對(duì)稱制作對(duì)拉支架支點(diǎn)，并在托架車前后兩側(cè)對(duì)稱位置制作4個(gè)牽引點(diǎn)；②安裝支點(diǎn)。在內(nèi)河側(cè)檢修平臺(tái)、閘室外混凝土地坪相應(yīng)位置安裝牽引葫蘆固定支點(diǎn)，在胸墻高程4.50m附近相應(yīng)位置亦安裝牽引葫蘆固定支點(diǎn)，同側(cè)兩支點(diǎn)間距與專用托架車上兩牽引點(diǎn)間距保持一致；③鋪設(shè)托架車通道。清理干凈檢修平臺(tái)，在工作閘門槽和檢修閘門槽位置用厚鋼板覆蓋，作為專用托架車運(yùn)送通道并保證通道有足夠的承載力。托架車托運(yùn)示意見圖2。

圖2 托架車托運(yùn)示意圖

4.2.2 檢修閘門安裝

由于水閘內(nèi)河側(cè)水位很低，對(duì)施工及施工期間水閘的運(yùn)行影響較小，本次只安放外海側(cè)檢修鋼閘門，用吊車吊裝就位。外海側(cè)檢修閘門就位后，可以起到阻擋潮水的作用，方便工作閘門更換施工。

4.2.3 原閘門拆除

原閘門拆除步驟：①開啟啟閉機(jī)將槽孔內(nèi)整扇原閘門拉出閘門槽，專用托架車就位后，將閘門下放到專用托架車上；②采用鋼絞線作為支架，支架為可拆卸式，在托架車兩端與閘門2/5高度處預(yù)埋件連接對(duì)拉，固定閘門與托架車以保持運(yùn)輸過程中閘門的穩(wěn)定，將閘門與托架車完全固定牢固后，再拆除螺桿與吊耳的連接栓；③在檢修平臺(tái)相應(yīng)支點(diǎn)分別與托架車兩端支點(diǎn)處架好牽引葫蘆，首先緩慢拉動(dòng)一端牽引葫蘆，再緩慢拉動(dòng)另一端牽引葫蘆，使托架車緩慢移出閘門槽，然后撤掉一端牽引葫蘆，緩慢拉動(dòng)另一端牽引葫蘆使閘門旋轉(zhuǎn)，與閘門槽形成一定的角度，再將牽引葫蘆安裝到閘室外混凝土地坪的支點(diǎn)上，緩慢拉動(dòng)牽引葫蘆緩緩地將閘門托運(yùn)出檢修平臺(tái)；④閘門托運(yùn)出檢修平臺(tái)后，用吊車將此閘門起吊至處置位置。

4.2.4 新閘門起吊

新閘門的制作場(chǎng)地在靠近檢修平臺(tái)的混凝土地坪上，閘門面板朝上預(yù)制。養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到后，新閘門用吊車吊起豎立，然后搭建鋼管架，對(duì)閘門進(jìn)行止水結(jié)構(gòu)、滑塊等附件的安裝[7]，閘門表面刷防腐漆。附件安裝、防腐漆涂刷完成后，將閘門再次吊起，安放于專用托架車內(nèi)并用鋼絞線支架固定牢固。

4.2.5 新閘門拖運(yùn)與安裝

新閘門托運(yùn)方法與原閘門托運(yùn)方法相同，只是運(yùn)送路線與起吊反向運(yùn)行。將新閘門托運(yùn)至對(duì)應(yīng)門槽孔后，用螺栓連接啟閉機(jī)螺桿與閘門板吊耳，拆除固定用支架，撤出托架車，閘門即可就位下放。

4.3 施工質(zhì)量保證措施

施工質(zhì)量保證措施主要有：①新閘門設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度為C50，自拌混凝土很難達(dá)到C50強(qiáng)度要求，因此采用商品混凝土；②新閘門托運(yùn)、安裝時(shí)要注意保護(hù)好混凝土表面，避免混凝土表面損壞；③閘門安裝完成后，要調(diào)整好頂止水P頭橡皮與胸墻的間隙，P頭橡皮與胸墻之間要有一定的壓入厚度，達(dá)到最優(yōu)止水效果，調(diào)整好閘門側(cè)滑塊與閘門槽的間距，防止閘門與門槽撞擊受損[7]。

4.4 施工安全保證措施

施工安全保證措施主要有：①復(fù)核驗(yàn)算原設(shè)計(jì)啟閉設(shè)備啟閉力，托架車承載力，支架防傾覆力，通道承載力，吊機(jī)起吊力等；②吊裝作業(yè)前，召開安全交底會(huì)，明確告知安全注意事項(xiàng)、安全措施、安全操作規(guī)程、事故防范措施等，并簽字確認(rèn)；③吊裝作業(yè)前，在吊裝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全警戒標(biāo)志并設(shè)專人監(jiān)護(hù)，非施工人員禁止入內(nèi)；④吊裝時(shí)，統(tǒng)一指揮，號(hào)令明確；⑤確保閘門板與托架車連接牢固，閘門板托運(yùn)要緩慢穩(wěn)定，避免閘門板傾覆[8]。

5 結(jié) 語

好望閘閘門更換施工完成后，經(jīng)過一段時(shí)間大的風(fēng)浪條件考驗(yàn)，目前閘門啟閉正常，無明顯漏水、滲水現(xiàn)象，閘門四角及表面混凝土完整無損壞，滑塊與門槽間隙合理無撞擊現(xiàn)象，符合設(shè)計(jì)運(yùn)行條件要求。由此說明此次閘門更換施工加固設(shè)計(jì)合理，施工安裝質(zhì)量到位，也為以后類似的工程提供有益的借鑒。

[1] 江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院.水閘設(shè)計(jì)規(guī)范：SL 265— 2001[S].北京：中國水利水電出版社，2001.

[2]中華人民共和國水利部.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：SL/T 191— 2008[S].北京：中國水利水電出版社，2008.

[3]周氐.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[4]河海大學(xué)，武漢大學(xué)，大連理工大學(xué)，等.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)[M].3版.北京：中國水利水電出版社，2009.

[5]中華人民共和國水利部.水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程：SL 223— 2008[S].北京：中國水利水電出版社，2008.

[6] 中華人民共和國水利部.水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程：SL 176— 2007[S].北京：中國水利水電出版社，2007.

[7] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范：GB/T 14173— 2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[8]中華人民共和國水利部.水利水電工程施工作業(yè)人員安全操作規(guī)程：SL 401— 2007[S].北京：中國水利水電出版社，2007.