臨時控導閘在活水工程中的應用

姜圣軍

（通州水利建設工程有限公司，江蘇 南通 226300）

1 概 況

根據(jù)南通市區(qū)域治水方案構想，南通市通州區(qū)治水方案以遙望港、九圩港、通呂運河為邊界形成，利用三余低水系的優(yōu)勢，自西向東形成水位梯度。規(guī)劃以團結河、東社閘河為邊界，形成中部半高水系。沿線布設部分控導工程，將水體引入?yún)^(qū)內的中小河道，增加水體流動的行程，避免由團結河等骨干河道直排入海。

實施臨時控導工程是為借助本工程，探索、驗證本區(qū)域活水調度方案、調度模式等，為建立正式活水調度機制打下基礎。根據(jù)臨時控導要求，本工程沿運鹽河—團結河—十西豎河—遙望港—東社閘河一線共20個主要口門部位設置20座臨時控導工程。

其中12座臨時控導閘采用“鋼板樁攔河壩+直升式閘門”結構。根據(jù)活水控導規(guī)劃設想，活水期間1 區(qū)常水位2.0~2.1 m（1985 國家高程基準，下同），外圍高水系外河水位2.3~2.4 m，低水系通州區(qū)水位2.1~2.2 m、三余片區(qū)水位1.4~1.7 m。臨時控導閘使用期按上下游水位差不大于40cm考慮。

2 工程設計

攔河壩結構型式為單排U 型鋼板樁連續(xù)墻，墻頂高程：泄流孔口部位1.20 m，其余2.40 m。鋼板樁型號PU400×170，樁長9 m、6 m、4.5 m、3 m?？貙чl由定位樁、排架、門槽、工作橋、閘門、棧橋等組成。定位樁外徑273 mm，長12 m；工作橋為鋼結構，橋面高程5.40 m，寬2.0 m；閘門平面直升式混凝土閘門，門高1.2 m，寬4.74 m，配QP-2*50啟閉機。

臨時控導閘單個閘孔口寬4.45 m，高度1.2 m（高程1.2~2.4 m）。根據(jù)工程所在河道的引排需要，每座控導閘設1~2個泄流孔口?？貙чl電源來自工程附近市電。

為提高通州區(qū)臨時控導管理水平，實施控導閘自動化和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)具備遠程實時監(jiān)測閘上水位、閘下水位，遠程控制閘門升降，調節(jié)流量，遠程閘門復位等功能。自動化集控中心設置在通州區(qū)水利局［1］。

3 施工工藝

工藝流程：施工沉樁的鋼管樁平臺→鋼板樁圍堰→圍堰內抽水、清淤、安裝閘底板槽鋼→控導閘溢流口攔河鋼板樁→控導閘定位鋼管樁→安裝排架、門槽、混凝土閘門→安裝鋼棧橋→安裝啟閉機→拆除鋼板樁圍堰→施工兩側攔河壩鋼板樁→安裝鋼棧橋、爬梯→電氣設備安裝、閘門啟閉機調試→上下游攔污索設置→自動化安裝及調試。

3.1 攔河壩及圍堰鋼板樁

鋼板樁型號為PU400×170，樁長為9 m、6 m、4.5 m、3 m。具體型號見表1。

表1 PU型鋼板樁截面尺寸、截面面積、理論質量及截面特性

由于各河道較寬，現(xiàn)場附近的施工場地一般較窄，各控導閘位于的地方無法利用汽車吊帶振動錘進行施工，位于河道內的鋼板樁采用卡特336 型履帶式挖掘機配振動夾進行沉樁，施工前先利用2 排DN300規(guī)格的鋼管沉入河床形成工作平臺的樁基，鋼管長度6~8 m，根據(jù)各條河道長度來確定，入土深度不小于4 m，鋼管樁形成后樁頂擱置3排的工字鋼形成擱板梁，工字鋼與鋼管樁焊接連接，形成打樁機通行通道。

臨時圍堰鋼板樁的按設計要求尺寸布置，單孔閘門的臨時鋼板樁圍堰尺寸為840 cm×440 cm，雙孔閘門的臨時鋼板樁圍堰尺寸為1 320 cm×440 cm，以便于閘門定位鋼管以及鋼板樁連續(xù)墻的施工。

鋼板樁圍檁采用36c#槽鋼，雙孔的圍堰中間加一道對撐槽鋼，圍檁與鋼板樁之間利用M20×500螺栓進行固定，整個施工期間，在沉樁、安裝排架閘門槽等施工作業(yè)中，嚴禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應在支撐上擱置重物。

鋼板樁施工前檢查出廠合格證和質量檢測報告，逐根對外觀質量、樁身尺寸進行檢查，同時對鋼板樁進行鎖口通過試驗，嚴格鋼板樁質量控制［2］。

在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，設置施工圍檁［3］。拉森鋼板樁采用履帶式挖土機帶震動錘機施打，施打前排查地下管線、構筑物的情況，認真放出準確的鋼板樁中線。鋼板樁運輸可利用打樁機先將鋼板樁臨時插入河床內，然后打樁機運行至沉樁位置，將河道內的鋼板樁逐根沉樁至設計標高。

打樁前按設計進行鋼板樁表面的防腐處理，在鋼板樁的鎖口內涂油脂，減少滲漏同時方便打入拔出。鋼板樁施打采用屏風式打入法施工，在插打過程中隨時測量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。施工過程中若遇到沉樁特別容易下沉與設計提供的地質報告不一致時應及時通知設計單位進行解決。

打入樁后在圍堰外鋪設一層塑料薄膜進行防滲，圍堰排水后及時進行堰體的閉水性檢查，對漏水處利用棉絮進行堵塞，施工期間派專人進行檢查樁體，同時利用水泵及時排除圍堰內的滲水。利用泥漿泵將閘門底板淤泥清理標高▽0.9 m，為方便閘門定位鋼管樁以及閘門門槽的安裝就位，利用泥漿泵置于圍堰內進行抽排滲水，直至閘門門槽安裝完成后進行拆除。

利用打樁機將溢流口攔河鋼板樁沉樁至設計標高，將混凝土閘門底坎40a 槽鋼與鋼板樁進行連接。鋼板樁圍堰在定位樁、排架、門槽以及混凝土閘門完成后進行拆除，鋼板樁用作為兩側鋼板樁壩，拆除鋼板樁應避免碰撞已建的控導閘，打樁機施工工作平臺在啟閉機、鋼構件安裝后進行拆除。

3.2 定位樁鋼管

定位樁外徑273 mm，長12 m，直接采購12 m長鋼管樁，按定位樁縱橫交點和設計圖的尺寸確定樁位，復核無誤后設置鋼管樁沉樁的限位架，在鋼板樁圍堰的圍檁上焊接加工成型的槽鋼+鋼管（內徑300 mm）限位架，利用限位架將單孔的4 根鋼管樁以及雙孔的6根樁精確定位。利用振動錘將定位鋼管樁沉至設計標高，垂直度及位置符合設計要求。

3.3 鋼構件安裝

鋼構件主要有工作橋、排架、門槽、鋼梯、棧橋、防護門及防爬刺，鋼構件在場外的加工場進行加工，防腐處理后運至現(xiàn)場進行焊接或拼裝。

鋼排架對各控導閘鋼管定位樁的位置復核后進行廠內加工，根據(jù)定位樁的位置焊接排架，施工時確保穩(wěn)定、垂直，以便混凝土閘門上下運行平穩(wěn)無異響。

在鋼排架安裝后進行門槽安裝，門槽與鋼排架之間利用高強M20×200 螺栓+橡膠墊板進行固定，利用螺栓與攔河壩鋼板樁進行固定，安裝時確保槽鋼頂面水平。

3.4 混凝土閘門啟閉機安裝調試、自動化控制

混凝土閘門根據(jù)設計在加工場進行焊接鋼外框后澆筑C25混凝土，在強度滿足設計要求、進行防腐處理后運至現(xiàn)場進行安裝。啟閉機委托專業(yè)廠家進行生產，在鋼工作橋焊接后進行安裝調試，確?；炷灵l門運行通暢。自動化控制設備在整個工程完成后進行安裝，與閘門啟閉機進行聯(lián)合調試運行，確保符合設計要求。

4 施工注意事項

施工時鋼板樁成樁質量要嚴格控制，鋼板樁圍堰形成后要及時施工，盡快將圍堰兩側的鋼板樁壩形成，防止兩側河岸被斷面壓縮的水流急速沖刷，淘深河道邊灘土方，致使土方坍塌影響鋼板樁壩的穩(wěn)定。

鋼板樁壩施工時應結合現(xiàn)場各河道現(xiàn)場情況進行適當調整，以方便施工機械進場以及減少老百姓阻擋等外界因素的干擾。

“鋼板樁壩+直升閘門”臨時控制閘宜根據(jù)河道水流量以及重要程度進行選用，對部分小河道可選擇使用“土壩+鋼管+插板閘”來進行控制水位。

在現(xiàn)狀河道隔斷河流將使河道內的雜物堆置于控導閘附近，影響水閘的正常運行，故宜在50 m外設置攔污屏，對于臨近支河口處的控導閘宜將攔污屏設置于支河口處。

鋼板樁壩一般比河道水位高20 cm，由于下游未設置防沖護底，開閘引排時需要嚴格控制水位差，避免下游將水放盡時排水，水流容易沖刷下游河床土方影響鋼板樁壩的穩(wěn)定。

5 結 語

根據(jù)《南通市區(qū)域治水方案總體方案要求》在通州片區(qū)邊界建設臨時控導工程，在日常管理中通過各縣區(qū)聯(lián)合調度，向片區(qū)內部有序分水、定量配水，營造水勢，歸順水流，實現(xiàn)片區(qū)全面活水、持續(xù)活水、按需活水、兩利活水、高效活水、連片活水。

臨時控導閘日常運行通過臨江水閘提供高水位，利用臨海排澇閘進行排水，形成水位差進行活水，對雨天突然上升的水位可通過鋼板樁壩上口溢流出，必要時亦可開啟臨時控導閘進行排水，防止內澇。

南通市通州區(qū)通過鋼板樁攔河壩+直升閘門臨時控導閘實現(xiàn)河道活水，施工速度較為快捷，造價相當于鋼筋混凝土水閘的1/3，且后期可以回收，二次利用，減少工程造價。臨時控導閘可有效擴大水源，營造水勢，實現(xiàn)水系連通，暢流活水，將農村的黑臭河消除，為整個南通市各縣區(qū)活水工程提供了參考方案，可以加以推廣，通過先期積累的經驗，以點帶面，促進全通州區(qū)全區(qū)域河水項目的整體推進。