張俊華

（南通市水利局，江蘇南通 226006）

1 工程概況

南通市九圩港閘建成于1959年，全閘共40孔，單孔凈寬5.0m，總凈寬200m。本閘位于長江下游濱江感潮區(qū)，南通市九圩港河引江口門處，是一座以引水灌溉、擋潮排澇功能為主的大型水閘。建閘時受條件限制，標準較低，經(jīng)50多年的運行，工程老化、損壞嚴重。現(xiàn)狀工程常水位以上混凝土病害嚴重，主要構件強度不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。水下閘底板水平止水填料缺失，局部漏水。閘門構件嚴重銹蝕，門槽損壞，工程運行存在重大隱患。經(jīng)安全鑒定為三類閘，須除險加固。

本閘工作門槽截面凈深、寬分別為250 mm、410 mm，原門槽滾輪埋件均為“Ι”字形鑄鐵，埋設位置偏差較大，門槽混凝土邊緣無護角，運行至今，門槽內外混凝土剝落、破損嚴重，閉門時止水橡皮不密封，大部分閘門兩側射水現(xiàn)象嚴重，漏水量遠大于《水閘技術管理規(guī)程》（SL75-94）規(guī)定的0.2 L/（m·s）。經(jīng)比選設計，決定采用整體鑄鋼門槽對原門槽進行更換的維修加固方案。

2 施工圍堰的比選

工作門槽維修加固時，使用檢修閘門擋水，當孔維修閘門不啟閉。為便于施工，每孔工作門槽維修加固時，必須使該孔處于無水狀態(tài)，針對本工程實際情況，有兩種臨時圍堰方案可供選擇：一是全段圍堰法，即在閘室內工作門槽的上、下游，一側使用檢修門擋水，一側采用土工模袋圍堰擋水，這樣水抽干后，工作門槽全部露出。該方案的優(yōu)點是作業(yè)空間大，施工較方便，但圍堰工作量大，需填筑、拆除圍堰40次，工期較長。二是分段圍堰法，即在工作門槽處采用有一定空間的鋼結構作圍堰貼在需維修加固的工作門槽周圍閘墩壁上，將堰內水抽除后實施維修加固。該方案作業(yè)空間較小，施工操作不太方便，但鋼圍堰移動方便，且可重復使用。經(jīng)比選，本工程門槽改造采用鋼圍堰擋水施工。

3 鋼圍堰簡介

3.1 鋼圍堰擋水原理

將鋼圍堰移動至需維修加固的工作門槽處，由鋼圍堰、閘墩側壁及閘底板組成具有一定內部空間的擋水堰體。將潛水泵置于堰內以一定流量向堰外排水，鋼圍堰在內外水位差產(chǎn)生的水壓力作用下自行緊貼閘墩壁面，使圍堰側止水趨于密封，入堰水量逐步減少。同時，將鋼圍堰兩側的浮箱內注滿水，在自重作用下，圍堰的底止水也緊貼閘底板。這樣，在工作門槽處鋼圍堰內就形成一個無水施工環(huán)境。

3.2 截面形式

本閘單孔凈寬5.0m，底板頂高程-2.0 m（廢黃河基面，下同），胸墻底緣高程+3.3 m，閘孔凈空尺寸為5.0m×5.3m。若一個閘孔兩側門槽同時改造，鋼圍堰的尺寸應滿足一個閘孔內兩個圍堰同時工作的要求，并要考慮堰內施工人員、作業(yè)機具的活動空間。從受力上考慮，鋼圍堰截面宜設計成半圓形，因向心水壓力可提高鋼圍堰止水能力，但是堰內空間較小，也不易充分利用，作業(yè)人員活動受到約束。綜合考慮鋼圍堰止水能力和在閘孔間移動的便利性，將圍堰截面設計成“［”形，垂直水流向寬a=1.7m，順水流向長b=2.5m。

3.3 堰高選擇

九圩港閘下游檢修門擋水后可不考慮下游長江高潮位淹沒圍堰的影響，為保證水下施工的連續(xù)性和混凝土初凝所需時間，鋼圍堰高度非汛期可采用常水位+1.8 m（底板高程-2.0m），另外加上安全超高0.5m，即：h=4.3m（廢黃河+2.3m，小于胸墻底高程+3.3 m，滿足移動便利性的要求）。

3.4 鋼圍堰制作

根據(jù)工程計劃進度，本工程施工鋼圍堰共制作5套，10只，堰體材料采用Q235鋼。鋼圍堰橫梁采用I28a/2，檔距從下向上為500～1000mm不等，主縱梁采用I14a，次縱梁采用L125×80×8的角鋼，面板采用8 mm厚鋼板，焊縫厚度均為6mm。采用油漆防腐保護，在圍堰噴砂除銹后刷氯化橡膠鋁粉防銹漆120μm、氯化橡膠面漆100μm。為保證鋼圍堰的止水效果，在堰體的側面、底部均安裝橡皮止水，側面采用LP水橡皮，底部采用H止水橡皮。圍堰兩側面焊接截面尺寸為60 cm×140 cm×220 cm的浮箱，浮箱尺寸的大小要保證圍堰在水中能飄浮移動，圍堰截面尺寸見圖1。

圖1 圍堰剖面圖（單位：mm）

4 施工工序

4.1 新門槽制作

鑄鋼門槽在工廠制作，其表面均需達到設計的光潔度、平整度要求。為使改造后門槽具備良好的整體性，轉角處不易損壞，具備優(yōu)良的止水能力，新門槽材料采用鑄鋼（ZG450），節(jié)長1.0m，單孔一側6節(jié)共6.0m（-2.0～4.0m），截面設計為“［”形。成品在出廠前以6節(jié)為一單元組裝（亦可現(xiàn)場2節(jié)或3節(jié)為一單元組裝），用螺栓連接成整體后作為成品出廠，并檢驗其整體性、平整度和尺寸是否符合設計要求。

4.2 圍堰就位及堰內積水排除

（1）將檢修閘門安放到位，下游實現(xiàn)擋水；（2）開啟工作閘門到最大開度，確保其安全吊掛（可采用上面用葫蘆吊、下面用槽鋼擱的辦法）；（3）在浮箱作用下將鋼圍堰準確就位于工作門槽處；（4）用3臺流量100m3/h、揚程9 m、功率4 kW的潛水電泵以300m3/h的流量由堰內向外排水，堰內外水位差形成后，鋼圍堰會自動貼近閘墩，此時視堰內水位消落情況在排水過程中逐步減少工作水泵數(shù)量，直至堰內水位下降并維持少量積水；（5）用棉絮對圍堰底部、側面滲漏處進行封堵，盡量減少滲水量；（6）用粘土在門槽外圍筑子圍堰，人工除凈子堰內積水；（7）在鋼圍堰與子堰之間保留小功率泵抽水，保證工作門槽在無水（或少水）環(huán)境下施工。

4.3 原門槽混凝土鑿除

工作門槽拆除前應測量所有門槽的現(xiàn)狀位置（門槽中心線、相對寬度等），以在維修加固后保持現(xiàn)有位置。原門槽混凝土采用人力、輕型空壓氣錘從上向下鑿除，及時清理拆除后的混凝土并外運，以保持鋼圍堰內的空間。閘墩壁厚B=0.9m，門槽處壁厚僅0.4m，為保證同一閘墩兩側門槽后新澆筑的混凝土不受拆除時振動的影響，門槽宜同步維修加固，但必須確保老混凝土不被鑿穿。

4.4 植筋

門槽部位植筋采用水下植筋膏，植筋位置、鋼筋型號、錨固長度、焊接等均根據(jù)設計要求進行，植筋的鉆孔、清孔、配料、注膠、植筋、養(yǎng)護均嚴格按照產(chǎn)品使用說明書施工，并進行抗拔試驗。門槽部位原水平鋼筋保留，妨礙施工時，可將其向內彎曲。設計植筋位置與原有鋼筋相碰時，植筋上、下調整位置，并注意不能與門槽相碰。

4.5 新門槽安裝、立模

為保證新門槽安裝的精確度，鑄鋼門槽實行整體安裝，安裝時嚴格按照《江蘇省水利工程施工質量檢驗評定標準》（以下簡稱《標準》）埋件安裝的要求檢測。

鑄鋼門槽安裝步驟：①采用經(jīng)過計量檢驗合格的鋼卷尺、鋼直尺、經(jīng)緯儀精確定位閘孔中心線和門槽中心線，保證門槽中心線、相關寬度與原門槽一致；②安裝并固定鑄鋼門槽，固定時采用鋼筋焊接，垂直度檢測采用不小于1.5 kg鉛垂球掛線和鋼直尺進行；③門槽工作表面平面度、直線度采用靠尺檢測；④兩節(jié)門槽連接處拼縫搭接的緊密度采用塞尺檢測；⑤門槽對閘孔中心線、門槽中心線及平面垂直度的偏差值均應小于《標準》允許偏差值。

模板從下向上依次逐段安裝，為便于施工及保證混凝土的澆筑質量，每次安裝高度不超過1m，并采用預留焊接在門槽后鋼筋上的對銷螺栓固定。隨混凝土澆筑高度的上升，模板逐段安裝，直至門槽頂部。

4.6 細石混凝土澆筑

由下向上分段連續(xù)澆筑摻入水下不擴散劑的C30細石混凝土，因新門槽與老混凝土結合面空間狹小，在滿足強度要求下，可適當加大混凝土坍落度及流動性，并采用小直徑的Φ50手提式振動捧振搗混凝土。

混凝土初凝24 h后便可拆模，若其表層有麻面、蜂窩現(xiàn)象，應以摻有水下不擴散劑的砂漿修補找平，同時將固定模板的對銷螺栓鋼筋割除，并修復。再次對已完成加固的門槽位置進行復核，準確無誤后，才能確定門槽修復完成，方可移走鋼圍堰。待混凝土達到工作強度后，關閉主閘門，吊離檢修門，閘門即可運行。

5 結語

本閘門槽改造方法安全可靠、經(jīng)濟簡便、快速高效，施工技術也比較成熟，在各類水工門槽改造工程中也已廣泛應用。但是，在濱江感潮河段施工應注意以下幾點：①鋼圍堰在非汛期圍堰被沒頂?shù)母怕首钚?，也是濱江感潮河帶水下建筑物修復的最佳時期，若檢修門在上游內河側，鋼圍堰勢必在下游長江側擋水和移位，因此，施工時被沒頂?shù)母怕嗜暂^大，應采用較大的安全超高標準，減少高潮位時段的停工時間，故宜盡量選擇非汛期施工；②鋼圍堰采用浮箱輔助實現(xiàn)浮移，需要時可附著塑料泡沫，幫助實現(xiàn)移位；③圍堰就位前應除凈門槽附近閘底板上的散落雜物和粘附在墩壁上的水生植物，以實現(xiàn)較好的止水效果；④在工作門槽外子堰與鋼圍堰設置小水泵不斷抽水是保障在無水環(huán)境下施工的關鍵環(huán)節(jié)；⑤門槽適用“［”形鑄鋼埋件，整體性佳，與閘門的止水性好；⑥在灌筑新門槽的混凝土中適當添加水下不擴散外加劑，有利于工作門底部混凝土的成型。