閘門(mén)門(mén)槽一期直埋技術(shù)工藝探討

王建新，焦華偉

（五凌電力有限公司五強(qiáng)溪電廠(chǎng)，湖南 沅陵 419642）

為解決閘門(mén)門(mén)槽二期施工工藝中存在的高排架作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，業(yè)界在滑模施工的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化提升，總結(jié)提出了閘門(mén)門(mén)槽一期直埋施工技術(shù)，并在白鶴灘、大藤峽、五強(qiáng)溪擴(kuò)機(jī)等多個(gè)水利水電工程施工中得以應(yīng)用，目前已被逐漸推廣。

1 門(mén)槽一期直埋施工方法

閘門(mén)門(mén)槽一期直埋施工原理為：依托門(mén)槽云車(chē)為載體對(duì)門(mén)槽埋件進(jìn)行安裝和加固，門(mén)槽埋件安裝完成后進(jìn)行模板安裝，取消了傳統(tǒng)門(mén)槽施工工藝中二期混凝土施工工序,實(shí)現(xiàn)了一期直埋，使門(mén)槽埋件安裝先于混凝土澆筑，從而有效解決了部分二期混凝土施工中存在的安全、質(zhì)量隱患，縮短了門(mén)槽施工總工期[1]。門(mén)槽云車(chē)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 門(mén)槽云車(chē)結(jié)構(gòu)示意

1.1 施工流程

門(mén)槽一期直埋施工流程，如圖2所示。

圖2 門(mén)槽一期直埋施工流程

1.2 測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置和測(cè)量控制

門(mén)槽設(shè)備（底檻、主軌、反軌、門(mén)楣）現(xiàn)場(chǎng)安裝測(cè)量時(shí)，必須嚴(yán)格控制尺寸，保證門(mén)槽位置的相對(duì)偏差在允許范圍內(nèi)。門(mén)槽主軌、反軌相對(duì)門(mén)槽中心和孔口中心線(xiàn)、工作面平面度、止水面平面度、頂水封面相對(duì)底檻的高度、底檻平面度均為關(guān)鍵測(cè)量項(xiàng)目。

門(mén)槽的底檻高程、孔口及門(mén)槽中心線(xiàn)均應(yīng)設(shè)控制點(diǎn)，控制點(diǎn)必須放置每孔底檻附近焊接的基礎(chǔ)板或其他結(jié)構(gòu)物（必須牢靠）上。門(mén)槽設(shè)備安裝測(cè)量以門(mén)槽中心線(xiàn)、孔口中心線(xiàn)、底檻高程為測(cè)量控制基準(zhǔn)，需要反復(fù)校核，確保無(wú)誤。測(cè)量放點(diǎn)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)所放的點(diǎn)、線(xiàn)作適當(dāng)調(diào)整，但必須是與X軸、Y軸方向平行的線(xiàn)，以保證其準(zhǔn)確性。

1.3 底檻安裝

底檻高程前兩倉(cāng)混凝土澆筑前，在底檻范圍內(nèi)預(yù)埋槽鋼，埋置深度及間距應(yīng)符合相關(guān)要求。底檻高程前一倉(cāng)混凝土備倉(cāng)期間，使用槽鋼和角鋼焊接底檻的支承托架（控制托架的高程、位置），將底檻吊裝至托架上，采用千斤頂、花籃螺栓進(jìn)行調(diào)整，使底檻各控制尺寸滿(mǎn)足要求。對(duì)稱(chēng)安裝、焊接底部拉桿，焊接時(shí)應(yīng)注意控制底檻變形，搭接長(zhǎng)度滿(mǎn)足圖紙要求。

底檻施工注意事項(xiàng)有：①底檻吊裝前將底檻部位清理干凈，托架與預(yù)埋件需焊接牢固；②安裝前，對(duì)底檻進(jìn)行平面度檢測(cè)，檢測(cè)合格后再進(jìn)行安裝；③底檻安裝在托架上，根據(jù)預(yù)先放置的安裝點(diǎn)線(xiàn)把底檻調(diào)整到位，然后進(jìn)行加固，加固時(shí)注意焊接順序，控制焊接變形。

1.4 首節(jié)主軌安裝

按照底檻測(cè)量控制點(diǎn)線(xiàn)，將首節(jié)主軌安裝到位。下端的門(mén)槽中心線(xiàn)和孔口中心線(xiàn)位置正確后固定，并將上端用線(xiàn)墜找正后測(cè)量垂直度或傾斜度，主軌的垂直度或傾斜度按照0 誤差控制，待上下左右固定完成后進(jìn)行復(fù)檢，合格后具備云車(chē)吊裝條件。首節(jié)主軌安裝，如圖3所示。

圖3 首節(jié)主軌安裝

1.5 門(mén)槽云車(chē)安裝

清理門(mén)槽云車(chē)位置范圍內(nèi)的無(wú)關(guān)部件，起吊前在云車(chē)立柱上拴牽引繩，以便在空中穩(wěn)定云車(chē)并調(diào)整其位置。繩長(zhǎng)滿(mǎn)足吊裝角度不大于60°的要求，拴繩的位置應(yīng)使得云車(chē)整體吊裝后基本處于立直狀態(tài)。對(duì)準(zhǔn)門(mén)槽后緩慢下落，下落過(guò)程中需人工調(diào)整云車(chē)位置，避開(kāi)周?chē)匿摻畹任锛苊馀鲎?，保證云車(chē)順利進(jìn)入門(mén)槽空間內(nèi)。

云車(chē)吊入后，將對(duì)應(yīng)的定位面與首段主軌結(jié)合緊密，門(mén)槽云車(chē)就位如圖4 所示。復(fù)核云車(chē)的安裝位置和門(mén)槽主軌安裝面的傾斜度，在底部用4 個(gè)機(jī)械千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后將云車(chē)通過(guò)型鋼焊接固定在底檻上，經(jīng)檢驗(yàn)合格后準(zhǔn)備吊裝反軌。

圖4 門(mén)槽云車(chē)就位

1.6 首節(jié)反軌安裝

根據(jù)底檻上的控制點(diǎn)線(xiàn)進(jìn)行反軌的吊裝，軌道吊入后利用云車(chē)桁架作為受力點(diǎn)進(jìn)行臨時(shí)固定，準(zhǔn)確調(diào)整反軌底部位置后，利用門(mén)槽云車(chē)上的反軌調(diào)節(jié)裝置、輔助調(diào)節(jié)裝置和調(diào)節(jié)拉桿，調(diào)整反軌垂直度和平面度并焊接在底檻上，軌道與云車(chē)定位及調(diào)整裝置如圖5所示。主反軌之間的距離即為門(mén)槽設(shè)計(jì)跨度，待調(diào)整到設(shè)計(jì)位置后用鋼筋和云車(chē)焊接加固，按規(guī)定焊接軌道錨筋。

圖5 軌道與云車(chē)定位及調(diào)整裝置示意

門(mén)槽云車(chē)垂直度檢查方法為：基準(zhǔn)線(xiàn)為底檻上邊緣，主要控制主軌導(dǎo)向部件的垂直度，可用5 kg線(xiàn)錘、鋼直尺垂直向上復(fù)核定位和安裝精度。

1.7 第二節(jié)軌道安裝

當(dāng)首節(jié)軌道高度不能滿(mǎn)足混凝土澆筑的高度時(shí)應(yīng)進(jìn)行第二節(jié)軌道的安裝，第二節(jié)軌道的安裝步驟如下。

（1）吊入主軌。軌道吊入后利用云車(chē)桁架作為受力點(diǎn)進(jìn)行臨時(shí)固定，使主軌軌道面與云車(chē)定位面貼合。準(zhǔn)確調(diào)整軌道位置，安裝精度檢查方法以鉛垂為主，輔以全站儀進(jìn)行校正（防止安裝累積誤差），也可以采用激光儀器等設(shè)備進(jìn)行校正。軌道安裝時(shí)如軌道剛性較大不能調(diào)校時(shí)，主軌定位面與軌道面之間的距離在設(shè)計(jì)安裝允許范圍內(nèi)時(shí)，可在主軌定位面與軌道面之間加墊片以消除間隙。

（2）吊入反軌。利用云車(chē)桁架作為受力點(diǎn)進(jìn)行臨時(shí)固定，通過(guò)云車(chē)上的反軌調(diào)整裝置調(diào)整反軌及軌道的寬度，將其調(diào)整到設(shè)計(jì)位置。

（3）用鋼筋將主、反軌和云車(chē)焊接加固，并復(fù)查軌道的安裝尺寸，按規(guī)定焊接錨筋。驗(yàn)收合格后，進(jìn)行混凝土澆筑。

1.8 云車(chē)提升

當(dāng)軌道頂面超過(guò)門(mén)槽云車(chē)頂部過(guò)高或混凝土澆筑倉(cāng)頂面超過(guò)門(mén)槽云車(chē)頂面時(shí)，應(yīng)對(duì)云車(chē)進(jìn)行提升。提升前，應(yīng)確認(rèn)門(mén)槽及臨近附著混凝土能承載云車(chē)重量。

1.8.1 提升系統(tǒng)安裝

焊接軌道側(cè)鋼絲繩吊耳，并將其與軌道非加工面焊接牢固；安裝調(diào)試提升系統(tǒng)及其動(dòng)力站和電控柜，并做帶電空載試驗(yàn)；將提升系統(tǒng)的鋼繩活動(dòng)端和吊耳（固定端）進(jìn)行可靠連接。

1.8.2 提升準(zhǔn)備

提升前，應(yīng)將云車(chē)上的雜物清除干凈，嚴(yán)禁堆放重量過(guò)大物件以免造成提升系統(tǒng)超載。云車(chē)上的附加重量應(yīng)均勻放置，以免造成提升時(shí)系統(tǒng)受力不均。

首次提升時(shí)，解除云車(chē)與底檻的支撐，同時(shí)解除軌道與云車(chē)之間的焊接或螺栓所有連接點(diǎn)。

第二次及后續(xù)提升時(shí)，解除軌道與云車(chē)之間的焊接或螺栓所有連接點(diǎn)（托架除外：進(jìn)入提升程序后，提升系統(tǒng)的鋼絲繩支撐云車(chē)重量后托架方可解除）。進(jìn)入提升程序時(shí)，應(yīng)在主電源箱處安排專(zhuān)人守護(hù)，如出現(xiàn)門(mén)槽云車(chē)電控系統(tǒng)失效時(shí)應(yīng)及時(shí)切斷主電源。

1.8.3 提升過(guò)程注意事項(xiàng)

提升過(guò)程中必須密切觀察云車(chē)和相鄰建筑不應(yīng)干涉，電動(dòng)葫蘆掛鋼絲繩端吊鉤與其他部件不應(yīng)干涉，卸扣與云車(chē)不應(yīng)干涉，模板隨門(mén)槽云車(chē)一起提升時(shí)與構(gòu)筑物不應(yīng)干涉，以確保自爬升順利、安全。

1.8.4 云車(chē)固定

云車(chē)提升到預(yù)定位置后應(yīng)進(jìn)行固定，用反軌調(diào)節(jié)裝置將云車(chē)下端主軌定位面與已經(jīng)澆筑固定的主軌頂緊，門(mén)槽云車(chē)固定如圖6 所示。托架（型鋼）貼緊云車(chē)橫擔(dān)下方，在主軌側(cè)將托架焊接在主軌非工作面上，如圖6的焊接1所示。待焊縫冷卻并達(dá)到承力要求后逐個(gè)放松主軌側(cè)電動(dòng)葫蘆，同時(shí)檢查拖架承載能力并確認(rèn)其是否安全。調(diào)整云車(chē)垂直度、傾斜度。同理焊接反軌側(cè)托架，如圖6 的焊接2 所示。待焊縫冷卻并達(dá)到承力要求后放松反軌側(cè)電動(dòng)葫蘆并確認(rèn)其是否安全。檢查云車(chē)垂直度達(dá)到要求后，將主、反軌側(cè)云車(chē)主梁橫擔(dān)與托架全部進(jìn)行焊接固定并鎖緊調(diào)節(jié)裝置，如圖6的焊接3所示。托架焊接過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格接地，防止鋼絲繩過(guò)電。

圖6 門(mén)槽云車(chē)固定示意

2 門(mén)槽一期直埋施工注意事項(xiàng)

2.1 軌道及門(mén)楣加固注意事項(xiàng)

門(mén)槽一期直埋施工中軌道與云車(chē)連接固定，形成相對(duì)整體。因一期直埋工藝取消了插筋布置，軌道埋件缺少與其他可靠結(jié)構(gòu)物連接的方式，所以在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)若混凝土澆筑不能保證整體均勻澆筑上升的情況下，會(huì)造成云車(chē)某一側(cè)受壓過(guò)大，進(jìn)而可能造成軌道埋件發(fā)生位移，影響軌道整體垂直度偏差。

為加強(qiáng)軌道埋件與云車(chē)整體抗偏移能力，應(yīng)在上一倉(cāng)混凝土初凝時(shí)在相應(yīng)位置布置拉錨筋，并在本倉(cāng)澆筑準(zhǔn)備中通過(guò)型鋼與拉錨筋焊接固定，增強(qiáng)軌道埋件與云車(chē)整體抗偏移能力，軌道加固方式如圖7 所示，其中拉錨筋與型鋼規(guī)格應(yīng)根據(jù)抗拉計(jì)算得出。

圖7 軌道加固方式示意

門(mén)楣安裝施工中存在同樣的問(wèn)題，應(yīng)在門(mén)楣安裝上一倉(cāng)混凝土澆筑施工前布置型鋼支架，支架預(yù)埋深度及型鋼規(guī)格應(yīng)根據(jù)門(mén)楣受壓面積與本倉(cāng)混凝土澆筑高度計(jì)算得出，門(mén)楣加固方式如圖8所示。

圖8 門(mén)楣加固方式示意

2.2 混凝土澆筑注意事項(xiàng)

門(mén)槽云車(chē)提升及軌道、模板安裝完成經(jīng)檢查合格后，準(zhǔn)備澆筑混凝土；澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)在門(mén)槽左右、正面和側(cè)面各保留一處線(xiàn)錘，并在門(mén)槽底部的適當(dāng)位置布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)?；炷翝仓陂g，對(duì)門(mén)槽安裝的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免發(fā)生劇烈沖擊碰撞、超過(guò)預(yù)定分層高度等對(duì)門(mén)槽安裝精度不利的情況[2]。

混凝土澆筑時(shí)前后左右應(yīng)對(duì)稱(chēng)下料，控制堆料高差最大不超過(guò)0.5 m，避免振動(dòng)棒緊貼門(mén)槽埋件振搗?；炷翝仓┕て陂g，應(yīng)密切監(jiān)測(cè)門(mén)槽精度變化，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)停倉(cāng)處理，待危害因素排除后再恢復(fù)施工。

2.3 云車(chē)提升前注意事項(xiàng)

考慮混凝土凝固過(guò)程中的膨脹與收縮，應(yīng)在門(mén)槽云車(chē)提升前復(fù)測(cè)軌道垂直偏差，確保數(shù)據(jù)合格；若發(fā)生尺寸超標(biāo)情況應(yīng)及時(shí)處理，避免云車(chē)提升后需要高排架作業(yè)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。若門(mén)槽軌道外漏面為碳鋼材質(zhì)，則應(yīng)在云車(chē)提升前完成除銹防腐工作。

3 結(jié)語(yǔ)

閘門(mén)門(mén)槽一期直埋施工在五強(qiáng)溪擴(kuò)機(jī)工程中的良好應(yīng)用有效減少了施工工序，因取消二期混凝土澆筑從而避免了門(mén)槽部位排架、溜槽、模板安裝拆卸及搭設(shè)，減少了施工輔助贅余，加快了施工進(jìn)度；避免了二期混凝土高排架施工中高空腳手架作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，有效提升了作業(yè)安全性；門(mén)槽混凝土一次成型較二期施工在質(zhì)量方面有較大提升，消除了混凝土結(jié)合面錯(cuò)臺(tái)、蜂窩麻面、結(jié)合不良等問(wèn)題。

在軌道埋件固定方面，應(yīng)根據(jù)施工具體情況確定軌道、門(mén)楣加固方式，以保證混凝土澆筑過(guò)程中仍有足夠的抗偏移能力。

綜上，閘門(mén)門(mén)槽一期直埋技術(shù)較傳統(tǒng)二期施工方式在多方面有較明顯的提升或改善，值得在水利或類(lèi)似工程中推廣應(yīng)用。