淺析水下封堵施工技術(shù)在大壩修復(fù)加高溢流表孔中的應(yīng)用

張圣釀

（中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州 350003）

1 工程案例介紹

某大壩修復(fù)加高工程重點(diǎn)要加高閘墩和堰面，考慮到工程本身施工有很大的難度，因而在修復(fù)加高過(guò)程中更要做好施工質(zhì)量的控制工作。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)看，為了營(yíng)造良好的混凝土澆筑環(huán)境，需要在正式修復(fù)加高閘墩和堰面前先做好溢流表孔的封堵工作?；谶@一考慮，為了更好地方便加高時(shí)可以高效完成堵水作業(yè)，本項(xiàng)目在橋墩建設(shè)初期便已經(jīng)預(yù)先設(shè)置了封堵門槽。工程初期的封堵門槽高度可以達(dá)到125～160m，加高閘門后需要提升至170m。在確定水下封堵方案時(shí)，由當(dāng)?shù)刂脑O(shè)計(jì)單位和測(cè)量單位聯(lián)合進(jìn)行了分析研究，最后認(rèn)為當(dāng)封堵高程在125～160m的門槽是創(chuàng)造良好混凝土澆筑環(huán)境的必然要求。由此認(rèn)為，在大壩修復(fù)加高工程施工時(shí)，需要重點(diǎn)做好水下溢流表孔的封堵工作。

2 不同水下封堵施工技術(shù)在大壩修復(fù)加高溢流表孔中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

就目前大壩修復(fù)加高溢流表孔封堵施工常用的技術(shù)來(lái)說(shuō)，最常用且可以取得良好效果的技術(shù)主要有三種，即水下空腔混凝土疊梁法、閘門下閘封堵法、浮式封堵門分封堵法，但三種方式在實(shí)用性和適用性上均有很大的差異，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要結(jié)合具體情況來(lái)合理選擇。

（1）閘門下閘封堵法：閘門下閘封堵法最常用的技術(shù)形式是下閘封堵，門槽內(nèi)需要預(yù)先設(shè)置好底坎埋件及閘門軌道。長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，這種方式可以巧妙地將導(dǎo)軌、治水埋件、底坎等構(gòu)件聯(lián)系起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)很好的防水效果。對(duì)于本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，雖然在施工的初期階段已經(jīng)設(shè)置好了封堵門槽，但是沒(méi)有將導(dǎo)軌埋件按照要求安放在無(wú)底坎、懸空的封堵門槽內(nèi)。結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)，尤其是考慮到庫(kù)水位與閘門加高之間的關(guān)系，只能選擇在高度大于145m的位置處設(shè)置導(dǎo)軌，無(wú)法設(shè)置在130～145m的位置。因此，經(jīng)過(guò)分析論證可以得出，常規(guī)性的閘門下閘封堵法是無(wú)法有效封堵溢流表孔的，需要對(duì)技術(shù)作進(jìn)一步的改造。

（2）浮式封堵門分封堵法：就浮式封堵門分封堵法來(lái)說(shuō)，其在大壩修復(fù)加高工程中應(yīng)用時(shí)，需要充分滿足一點(diǎn)條件，即確?？梢耘c新澆筑的混凝土緊密結(jié)合。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在施工時(shí)務(wù)必確?？咨媳砻娴某叽缧螤钶^為規(guī)則，以此來(lái)滿足止水的要求。對(duì)于本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，其溢流表孔有著較為復(fù)雜的特征，本身施工過(guò)程中便會(huì)存在一定的難度，且閘門上端的結(jié)構(gòu)形式無(wú)法很好地使用浮式封堵門分封堵法。還有更重要的一點(diǎn)，在溢流表孔修復(fù)加高施工的高峰時(shí)段，考慮到本項(xiàng)目需要封堵的溢流表孔共有10個(gè)，若是均采用浮式封堵門分封堵法來(lái)完成，則會(huì)增大整個(gè)工程的成本，整體造價(jià)較高。由此認(rèn)為，本項(xiàng)目不能使用浮式封堵門分封堵法來(lái)開展溢流表孔的封堵施工。

（3）水下空腔混凝土疊梁法：對(duì)于水下空腔混凝土疊梁法來(lái)說(shuō)，其優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在兩點(diǎn)。一是疊梁擋水墻在水下混凝土澆筑后的拆除作業(yè)存在較大的困難，因而盡量要減少拆除工序，而本項(xiàng)目具有一次性不需要拆除的特點(diǎn)，這讓水下空腔混凝土疊梁法的適用性更強(qiáng)。二是可以選用混凝土來(lái)開展溢流表孔的封堵工作，因而整體的投入資金較少。結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)來(lái)看，考慮到設(shè)計(jì)加高為12m，多數(shù)的流表控的過(guò)流能力不受到影響，因而不需要拆除。具體應(yīng)用水下空腔混凝土疊梁法來(lái)開展施工作業(yè)時(shí)，施工人員需要先將空腔混凝土疊梁安裝就位，而后在空腔內(nèi)利用導(dǎo)管將砼填充至閘門與疊梁、空腔之間的孔隙，通過(guò)這樣的操作可以形成一道有良好堵水功能的擋水墻。

結(jié)合本項(xiàng)目施工特點(diǎn)，對(duì)三種水下封堵施工技術(shù)開展了分析論述，最后認(rèn)為本項(xiàng)目可以使用的溢流表孔封堵技術(shù)有兩種，即水下空腔混凝土疊梁法、閘門下閘封堵法。對(duì)閘門下閘封堵法進(jìn)行了基本性的改造，最終決定采用鋼疊梁閘門下閘方法。在施工時(shí)，先安裝一次性的空腔混凝土疊梁，位置控制在混凝土加高澆筑的130～145m，并使用水下混凝土來(lái)澆筑，澆筑至疊梁的空腔內(nèi)，以此實(shí)現(xiàn)封堵止水的目的。需要特別注意的一點(diǎn)是，加高混凝土澆筑范圍務(wù)必大于130～145m，以此確保溢流堰面過(guò)流能力不會(huì)受到擋水墻的影響。

3 封堵施工技術(shù)在大壩修復(fù)加高溢流表孔中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 安裝閘門導(dǎo)軌

考慮到本項(xiàng)目在施工初期沒(méi)有在門槽內(nèi)布置鋼架構(gòu)導(dǎo)軌，所以要想確保水下空腔混凝土疊梁法與鋼疊梁閘門下閘方法可以發(fā)揮出最佳的優(yōu)勢(shì)，必須在下閘范圍內(nèi)設(shè)置閘門導(dǎo)軌。在軌道安裝時(shí)，可以通過(guò)植筋錨固的方式來(lái)完成，并且要處理好埋件與新澆筑混凝土之間的孔隙，為此本項(xiàng)目使用了有很強(qiáng)黏性的膠結(jié)材料。

3.2 水下混凝土表面的清洗

本項(xiàng)目的運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致大壩橋墩的表面存在較多的雜質(zhì)和水生生物，為了營(yíng)造良好的施工環(huán)境，確保水下澆筑混凝土可以與壩體混凝土有效地結(jié)合。施工人員需要在施工初期便對(duì)水下混凝土表面進(jìn)行全面性的清洗，尤其是要將壩體表面所附著的雜物全面清理干凈，待清理干凈后再確定表孔封堵施工的具體流程。

3.3 水下混凝土的澆筑

在疊梁安裝工作完成后，為確保疊梁兩端的止?jié){鋼模板可以與得門槽兩側(cè)閘墩混凝土表面緊密地結(jié)合起來(lái)，潛水員需要在施工完成后完成檢查工作，確保緊密結(jié)合的牢固性。為了避免水下混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生跑漿的問(wèn)題，潛水員需要封堵處理好縫隙較大的區(qū)域。如圖1，潛水員正在開展水下檢查工作。

圖1 潛水員正在開展水下檢查工作

3.4 新增鋼疊梁閘門底坎

增設(shè)底坎的目的在于充分確保橡膠水封可以發(fā)揮應(yīng)有的止水效果。本項(xiàng)目結(jié)合施工特點(diǎn)采用了大角鋼制作閘門底坎埋件，閘門底坎與混凝土疊梁之間的安裝空隙嚴(yán)格控制在10cm。另外，要特別注意的是，在安裝底坎時(shí)，要將時(shí)間控制在最后一片疊梁下水前。對(duì)于已經(jīng)安裝完畢的混凝土疊梁來(lái)說(shuō)，潛水員需要按照設(shè)計(jì)要求精準(zhǔn)調(diào)節(jié)底坎埋件的調(diào)平、固定，并使用新型聚合物樹脂混凝土填充孔隙。新型混凝土澆筑底坎埋件一段時(shí)間后，便可以將就位疊梁裝置，將鋼疊梁閘門安裝在溢流表孔內(nèi)。目前所使用的新型混凝土可以在水中快速地固化，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分的顯著。如表1，新型混凝土材料的物理性質(zhì)。

表1 新型混凝土材料的物理性質(zhì)

4 結(jié)語(yǔ)

水下封堵施工技術(shù)是大壩修復(fù)加高工程溢流表孔封堵中常用的技術(shù)，優(yōu)勢(shì)在于可以構(gòu)建一種完整的止水結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)良好的止水效果。本項(xiàng)目通過(guò)聯(lián)合應(yīng)用水下空腔混凝土疊梁法與鋼疊梁閘門下閘方法，取得了很好的溢流表孔封堵施工效果，完成了預(yù)期的施工目標(biāo)?？紤]到水下封堵施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)極易受到多種因素的影響，施工質(zhì)量控制會(huì)有一定的難度，因而今后要進(jìn)一步加大對(duì)水下封堵施工技術(shù)的研究力度。