淺談水閘施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)

李鴻斌

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概況

周漢河濕地位于石家莊市藁城區(qū)滹沱河畔周漢河末端入滹沱河河口段，由正定新區(qū)污水處理廠供水，水源充足；緊鄰規(guī)劃滹沱河大堤、機(jī)場(chǎng)路，交通便利；周漢河濕地水閘為周漢河末端匯入滹沱河河口段的節(jié)制構(gòu)筑物，兼顧行洪和蓄水，汛期提閘行洪，非汛期下閘攔蓄，保證濕地運(yùn)行。

2 施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前首先應(yīng)詳細(xì)了解水閘設(shè)計(jì)位置區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文地質(zhì)情況，探明水閘基礎(chǔ)開(kāi)挖范圍內(nèi)影響施工安全的各種因素，并制定相應(yīng)的措施。水閘大多建于河道、渠系、水庫(kù)、湖泊等地區(qū)，當(dāng)水閘位置尚有水流時(shí)應(yīng)當(dāng)提前做好截流、導(dǎo)流工作，為水閘施工創(chuàng)造有利的干地條件。

（2）詳細(xì)審圖，在熟悉圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行工程量清理，編制施工進(jìn)度計(jì)劃，并根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃制定相應(yīng)的材料采購(gòu)以及設(shè)備進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃。應(yīng)以閘室為中心展開(kāi)施工，一般依照“先深后淺、先重后輕、先高后矮、先主后次”的原則進(jìn)行。①“先深后淺”是為了防止結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中擾動(dòng)相鄰已完成結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)而造成質(zhì)量隱患。②“先重后輕”是指先施工重大結(jié)構(gòu)物，施工完畢在其自身重力作用下沉降一段時(shí)間，待其基礎(chǔ)趨于相對(duì)穩(wěn)定后，再施工小型結(jié)構(gòu)物。這樣可以避免相鄰結(jié)構(gòu)物之間產(chǎn)生的不均勻沉降給鄰接部位混凝土造成不良影響。③“先高后矮”的施工安排可以實(shí)現(xiàn)物資的合理利用和工期的有效控制。④“先主后次”的施工順序既有利于保障施工安全，也有助于節(jié)約投資、加快施工進(jìn)度。如閘室施工完畢后可盡早為金結(jié)施工創(chuàng)造工作面，以實(shí)現(xiàn)同步施工。

2.2 基礎(chǔ)施工

（1）基礎(chǔ)對(duì)于一個(gè)構(gòu)（建）筑物而言尤為重要，特別是作為擋水、泄水或取水的水工構(gòu)筑物水閘工程來(lái)說(shuō)，其基礎(chǔ)長(zhǎng)期浸泡在水里，需要抵抗來(lái)自上下游水位差產(chǎn)生的滲透壓力作用的影響。所以在水閘基礎(chǔ)施工過(guò)程中要嚴(yán)格把關(guān)，不僅要保證基礎(chǔ)開(kāi)挖位置、尺寸以及標(biāo)高準(zhǔn)確，而且更要確保其密實(shí)度、承載力以及抗?jié)B性符合設(shè)計(jì)要求。

（2）水閘在蓄水階段，水閘迎水面水位會(huì)高于背水面，由于水位差的形成會(huì)在水閘基底出現(xiàn)滲流現(xiàn)象。若水閘位于土質(zhì)地段，滲流過(guò)程會(huì)攜帶走土基中微小顆粒，造成翻沙鼓水甚至閘底掏空。為防止?jié)B流對(duì)水閘基礎(chǔ)的不良影響以及增加水閘抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)采取如下措施：①上、下游聯(lián)接段分別采取基底防滲措施和基底反濾排水措施；如周漢河濕地水閘上游鋪蓋段進(jìn)口漿砌石護(hù)底下設(shè)防滲土工膜，其中順?biāo)飨蛏嫌蝹?cè)與濕地防滲土工膜搭接長(zhǎng)度為2 m，下游側(cè)壓入混凝土底板下1.5 m。下游消力池段，消力池底板結(jié)構(gòu)層從下到上依次為：300 mm厚級(jí)配碎石+400 g/m2土工布+100 mm素混凝土墊層+700 mm厚鋼筋混凝土，其中在混凝土（含素混凝土墊層）中按1 000 mm×750 mm間距梅花形布置DN75排水管，排水管底部與土工布緊密結(jié)合，起到反濾排水作用。②水閘各個(gè)單元體順?biāo)鞣较騼啥嗽O(shè)置齒墻。如周漢河濕地，水閘漿砌石防護(hù)結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，各個(gè)單元體順?biāo)魃舷掠味司O(shè)置0.5 m深齒墻，以增強(qiáng)水閘基礎(chǔ)的抗滑穩(wěn)定性。

2.3 鋼筋及止水帶安裝

（1）水閘所采用鋼筋等級(jí)、型號(hào)以及直徑均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并且做好進(jìn)場(chǎng)前的外觀檢驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試，有需要焊接的鋼筋，還需做焊接工藝試驗(yàn)。鋼筋加工需要注意其彎曲角度、半徑等符合要求，在設(shè)計(jì)圖紙未明確規(guī)定時(shí)，所有HPB235鋼筋的末端均應(yīng)當(dāng)做成180°的半圓彎鉤，同時(shí)保證彎鉤內(nèi)徑大于鋼筋直徑的2.5倍，直線段長(zhǎng)度大于鋼筋直徑的3倍。鋼筋安裝前首先應(yīng)確定鋼筋的安裝順序，并與止水帶及預(yù)埋件配合進(jìn)行。鋼筋采取綁扎固定時(shí)，鋼筋交叉處應(yīng)全部綁扎牢固，如采用順扣綁扎應(yīng)交錯(cuò)變換方向，在保證鋼筋不位移的前提下也可采用八字扣。鋼筋采用焊接連接時(shí)，焊接部位的力學(xué)性能以及外觀質(zhì)量均應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)要求。為預(yù)留鋼筋混凝土保護(hù)層，應(yīng)當(dāng)在鋼筋與模板之間設(shè)置混凝土墊塊，墊塊規(guī)格尺寸應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)文件規(guī)定保護(hù)層厚度要求，強(qiáng)度不得低于主體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，每平米設(shè)置墊塊數(shù)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，且呈梅花形錯(cuò)位布置。

（2）周漢河濕地水閘采用的是651型橡膠止水帶，安裝前應(yīng)確認(rèn)其物理性能指標(biāo)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求。止水帶的安裝應(yīng)嚴(yán)格控制其中心位置。安裝時(shí)，模板內(nèi)側(cè)位于止水帶圓形部位靠鋼筋一側(cè)，而非直接將模板靠在圓形部位外側(cè)，偏差不宜超過(guò)±5 mm。為保證其連接質(zhì)量，橡膠止水帶接頭連接一般采用熱硫化模具接頭法，即使用止水帶熱熔焊接機(jī)及生膠片現(xiàn)場(chǎng)硫化熱接。具體施工工藝如下：①提前30 min給熱熔焊機(jī)進(jìn)行通電預(yù)熱，確保預(yù)熱溫度要升高至130℃～150℃之間；②焊接前應(yīng)將止水帶備焊端部剪切平整，并將焊接端部不小于5 cm的范圍進(jìn)行打磨處理；③將處理好的止水帶端頭水平鋪設(shè)在已經(jīng)過(guò)預(yù)熱且拔掉電源的熱熔焊機(jī)底板上，用提前準(zhǔn)備好的寬度為1 cm的生橡膠連接帶嵌入兩接頭之間，然后用提前準(zhǔn)備好的寬度為10 cm的生橡膠幫接帶水平鋪設(shè)在止水帶的打磨部位，確保接縫兩邊搭接寬度相同；④安裝好的止水帶以及生橡膠幫接帶經(jīng)檢查符合要求后給熱熔焊機(jī)通電加熱，對(duì)止水帶連接部位進(jìn)行加熱5 min后，調(diào)節(jié)熱熔焊機(jī)緊固螺栓，對(duì)止水帶連接部位繼續(xù)加壓并持續(xù)加熱5 min后拔掉電源，待熱熔焊機(jī)自然冷卻0.5 h以上取出止水帶，進(jìn)行焊接接頭的外觀檢查，如不合格，應(yīng)將不合格接頭切除后重新進(jìn)行焊接，直至符合要求為止。

2.4 混凝土施工

（1）混凝土施工前應(yīng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收和檢測(cè)，水泥、粗細(xì)集料、水、粉煤灰、外加劑等對(duì)應(yīng)指標(biāo)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。其中注意拌合用水為非飲用水時(shí)，對(duì)其水質(zhì)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢測(cè)，確保水中無(wú)影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)，硫酸鹽含量（按SO42-計(jì)）不大于2.7 mg/cm3，且pH值大于4.5。

（2）混凝土拌合站選址時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量靠近主體工程，縮短混凝土運(yùn)輸距離。混凝土運(yùn)輸車(chē)輛通行道路路況應(yīng)良好，避免車(chē)輛發(fā)生顛簸引起混凝土的離析。為預(yù)防天氣、氣溫等環(huán)節(jié)影響混凝土特性，混凝土運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)進(jìn)行包裹或采取其他有效措施。混凝土在卸料或澆筑過(guò)程中，從出料口至落料點(diǎn)的高度應(yīng)控制在1.5 m以?xún)?nèi)，如遇特殊情況不能滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)采取溜槽或其他措施，以預(yù)防混凝土骨料分離。

（3）鋼筋、止水帶、預(yù)埋件以及模板等安裝質(zhì)量經(jīng)自檢、報(bào)驗(yàn)合格后方可澆筑混凝土。 混凝土澆筑應(yīng)先按規(guī)定厚度或分層厚度鋪平后再進(jìn)行振搗，不應(yīng)通過(guò)振搗替代平倉(cāng)。如到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土和易性偏差時(shí)，應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)振搗來(lái)解決，嚴(yán)禁向混凝土中加水?；炷撩鎸討?yīng)澆筑平整，當(dāng)其抗壓強(qiáng)度到達(dá)2.5 MPa以上時(shí)，方可進(jìn)行下道工序的施工。

（4）在混凝土澆筑完成后6 h內(nèi)應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面一直保持濕潤(rùn)狀態(tài)，避免出現(xiàn)干裂，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合規(guī)范要求。對(duì)于邊墩、閘墩等重要部位的混凝土，以及氣溫較高、環(huán)境干燥時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)且連續(xù)養(yǎng)護(hù)，條件允許的情況下可采用倉(cāng)面流水的養(yǎng)護(hù)措施。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)安裝

（1）預(yù)埋件安裝：①對(duì)送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的埋件數(shù)量、品種以及在埋件吊卸、運(yùn)輸過(guò)程中有無(wú)損傷等進(jìn)行全面檢查并做好記錄。②按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑拈l室順?biāo)鞣较蛑行木€及閘室底檻標(biāo)高，通過(guò)全站儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量?jī)x器測(cè)出閘門(mén)位置、孔口中心、門(mén)槽中心以及門(mén)槽各部位埋件安裝位置并在各對(duì)應(yīng)位置做好標(biāo)記，同時(shí)還應(yīng)放出相應(yīng)的檢查輔助線，用以安裝控制及校準(zhǔn)使用。③安裝門(mén)槽埋件時(shí)，主反軌就位應(yīng)利用提前安裝到位的埋件位置進(jìn)行定位，其垂直度和水平度用全站儀及線垂配合進(jìn)行校核控制，確保安裝的質(zhì)量和精度符合設(shè)計(jì)要求。④主反軌與一期混凝土預(yù)埋錨筋進(jìn)行焊接固定時(shí)，為確保主反軌安裝質(zhì)量，應(yīng)先點(diǎn)焊初步固定位置，待最終位置調(diào)整復(fù)核無(wú)誤后再加固焊接。

（2）閘門(mén)安裝：①周漢河濕地蓄水為污水處理廠中水，與自然水流相比腐蝕性更強(qiáng)，對(duì)閘門(mén)的防腐要求更高。周漢河濕地水閘閘門(mén)采用噴鋅加涂料防腐，除銹達(dá)Sa2.5級(jí)，表面粗糙度在Ry60～80 μm之間，噴鋅局部最小厚度120 μm，然后涂刷環(huán)氧云鐵防銹封閉漆80μm，再涂改性耐磨環(huán)氧面漆100 μm。閘門(mén)噴鋅防腐處理應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)廠出廠前完成，但施工現(xiàn)場(chǎng)要對(duì)閘門(mén)噴鋅防腐存在破損的部位進(jìn)行補(bǔ)鋅處理，并制定相應(yīng)的補(bǔ)鋅措施。②閘門(mén)安裝前應(yīng)對(duì)門(mén)槽埋件表面以及水封座板表面是否存在雜物進(jìn)行全面檢查和清理。③閘門(mén)安裝過(guò)程用水平儀進(jìn)行測(cè)量控制，確保閘門(mén)底檐位于同一平面內(nèi)。最后搭設(shè)面板、橫梁腹板和翼緣對(duì)接縫以及別的小次梁對(duì)接縫。④通過(guò)對(duì)角拉線檢查閘門(mén)扭曲程度，全部檢查合格后再進(jìn)行施焊固定。

（3）啟閉機(jī)安裝 :①啟閉機(jī)、配件（中間軸、鋼絲繩、地腳螺栓、油杯等）全部運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)對(duì)其規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量等跟設(shè)計(jì)文件一一核對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行安裝。②根據(jù)水閘閘門(mén)與啟閉機(jī)布置圖，利用全站儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量?jī)x器標(biāo)放安裝位置線，在水閘閘室底板上分別按孔測(cè)放門(mén)槽及孔口中心位置并進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí)。用全站儀根據(jù)標(biāo)識(shí)出的兩中心線按孔分別引測(cè)至工作橋?qū)?yīng)位置并標(biāo)識(shí)，用以確定啟閉機(jī)安裝位置。③通過(guò)已標(biāo)識(shí)啟閉機(jī)安裝位置校核啟閉機(jī)地腳螺栓孔或地腳螺栓預(yù)埋的位置是否準(zhǔn)確，如有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整處理。④確認(rèn)啟閉機(jī)地腳螺栓孔或地腳螺栓預(yù)埋的位置無(wú)誤后，根據(jù)安裝位置將啟閉機(jī)一一吊裝到位。再根據(jù)啟閉機(jī)吊點(diǎn)的位置確定其縱、橫向位置，其位移偏差應(yīng)控制在±3 mm以?xún)?nèi)。用水準(zhǔn)儀根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制啟閉機(jī)高差，其縱向偏差應(yīng)控制在±5 mm以?xún)?nèi)、水平偏差應(yīng)控制在0.5/1 000 mm。⑤啟閉機(jī)位置及高差調(diào)整到位后進(jìn)行二期混凝土澆筑并及時(shí)養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后通過(guò)地腳螺栓、螺母進(jìn)行固定，最后安裝中間軸。

3 調(diào)試及止水檢查

3.1 調(diào)試

啟閉機(jī)安裝調(diào)整全部完畢后按設(shè)計(jì)要求與閘門(mén)進(jìn)行可靠連接，閘門(mén)與啟閉機(jī)連接驗(yàn)收合格后再進(jìn)行全行程啟閉試驗(yàn)。為防止損壞止水橡皮，在閘門(mén)啟閉前，應(yīng)在止水橡皮與止水座板接觸面用水事先噴淋潤(rùn)濕，減小摩擦。實(shí)驗(yàn)過(guò)程，閘門(mén)應(yīng)至少全行程啟閉三回，主要檢查主滾輪的運(yùn)行有無(wú)卡阻、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，有無(wú)沖擊聲和其他異常響聲，有無(wú)發(fā)熱、機(jī)箱滲油等現(xiàn)象。如存在異常情況應(yīng)當(dāng)及時(shí)制定有效措施進(jìn)行整改，確保電氣和機(jī)械部分符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)將啟閉試驗(yàn)情況及時(shí)記錄存檔。

3.2 止水檢查

止水密封情況檢查應(yīng)當(dāng)在閘門(mén)處于完全關(guān)閉狀態(tài)時(shí)進(jìn)行，使用強(qiáng)光手電或36 V行燈照射水封處進(jìn)行止水橡皮透光檢查，檢查是否有光線射入來(lái)判斷止水的密封性。如在閘門(mén)里面（尾水管里）能看到光線，說(shuō)明閘門(mén)密封不良，需要整改處理，直到止水橡皮與埋件止水座間無(wú)透光縫隙為止。自檢全部合格后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

4 閘門(mén)及啟閉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

調(diào)試及止水檢查完畢后，會(huì)同監(jiān)理工程師對(duì)閘門(mén)及啟閉機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)前先檢查確認(rèn)充水裝置的運(yùn)行、密封、連接等狀態(tài)良好。其試驗(yàn)主要包含以下內(nèi)容：

（1）無(wú)水狀態(tài)下啟閉：通過(guò)無(wú)水啟閉試驗(yàn)檢查滑道或滾輪的運(yùn)行是否存在卡阻或雙吊點(diǎn)閘門(mén)是否同步；在閘門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)下，止水密封是否良好，透光檢查是否存在漏光現(xiàn)象等。

（2）靜水狀態(tài)下啟閉：無(wú)水啟閉試驗(yàn)合格后通過(guò)靜水啟閉實(shí)驗(yàn)檢查滑道或滾輪的運(yùn)行是否存在卡阻或雙吊點(diǎn)閘門(mén)是否同步等。

（3）動(dòng)水狀態(tài)下啟閉：該實(shí)驗(yàn)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行動(dòng)水狀態(tài)下的啟閉試驗(yàn)，試驗(yàn)水頭與設(shè)計(jì)水頭應(yīng)當(dāng)保持一致。

5 結(jié)束語(yǔ)

水閘工程在水利工程建設(shè)中占有舉足輕重的地位，關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)和安全。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(guò)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(lèi)型的水閘施工中不斷完善和優(yōu)化，為今后各類(lèi)水閘施工提供更加寶貴的經(jīng)驗(yàn)。