梁廣雪， 紀(jì)恒軍， 梁廣會(huì)

(1.江蘇鹽城水利建設(shè)有限公司， 江蘇 鹽城 224014； 2.南通通源建設(shè)監(jiān)理有限公司， 江蘇 南通 226006)

隨著水閘使用年限的增加，水閘混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)不同程度的老化，難以正常發(fā)揮水閘作用[1]，而拆除重建施工成本較大，所以加固改造后仍然發(fā)揮應(yīng)有的作用是最好的選擇。本文結(jié)合鋼圍堰在黃沙港閘加固改造等工程的實(shí)際應(yīng)用，取得了工期短、質(zhì)量?jī)?yōu)、效益佳的良好效果，水下結(jié)構(gòu)加固“U”型鋼圍堰施工方法經(jīng)總結(jié)提高，形成了本技術(shù)。

1 工程概況

黃沙港閘是蘇北里下河地區(qū)重要的排澇擋潮控制口門(mén)之一。該閘自1972年建成以來(lái)，在擋潮、御鹵、排澇、蓄淡、灌溉、通航等方面均體現(xiàn)了顯著效益，為保障里下河地區(qū)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及人民生活水平提高發(fā)揮了巨大作用。

該閘原設(shè)計(jì)日平均排澇流量200 m3/s，消能設(shè)計(jì)最大過(guò)閘流量1 418 m3/s，主體工程設(shè)計(jì)等級(jí)原為3級(jí)建筑物。全閘共16孔，其中左岸第一孔為通航孔，凈寬8.0 m，其余15孔為排水孔，每孔凈寬5.0 m，另在右岸設(shè)1個(gè)魚(yú)道孔，凈寬2.8 m。該閘為有胸墻敞開(kāi)式水閘，采用反拱底板、漿砌塊石閘墩，全閘16孔底板連成整體不分縫，構(gòu)成16跨連拱結(jié)構(gòu)，通航孔反拱底板厚0.7 m(后加固為0.9 m)。閘室下游側(cè)設(shè)公路橋，橋上部結(jié)構(gòu)排水孔為混凝土半圓拱結(jié)構(gòu)，通航孔為空心板梁結(jié)構(gòu)。工作橋采用鋼筋混凝土T型簡(jiǎn)支梁，兩岸上游連接建筑物為漿砌塊石扭面翼墻，下游為半重力式漿砌塊石翼墻。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，目前存在諸多安全隱患，需加固改造。

2 工程加固改造范圍

2.1 土建及安裝部分

閘墩抗震加固，改造閘主門(mén)槽，拆建公路橋，拆建人行便橋，拆建胸墻，拆建通航孔工作橋，拆建人行天橋，封閉魚(yú)道孔，閘底板局部病害處理，排架防碳化破損修補(bǔ)。

2.2 金屬結(jié)構(gòu)

更換排水孔鋼閘門(mén)止水、滑塊，防腐層損壞修復(fù)；更換通航孔上下扉門(mén)；通航孔啟閉機(jī)維修、保養(yǎng)；增設(shè)排水孔檢修門(mén)2套，補(bǔ)充通航孔檢修門(mén)3塊。

2.3 電氣設(shè)備

更換變壓器1臺(tái)；更換柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)；增加低壓配電柜4臺(tái)；維修改造現(xiàn)有動(dòng)力線(xiàn)路；增設(shè)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.4 其他配套設(shè)施

改造水文系統(tǒng)、維修控制室、改善部分管理設(shè)施。

3 技術(shù)的工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 鋼圍堰設(shè)計(jì)和制作

根據(jù)工程具體條件設(shè)計(jì)和制作“U”型圍堰，“U”型圍堰設(shè)計(jì)和制作主要是按照具體工程施工的具體部位進(jìn)行的，如閘墩、門(mén)槽、底板等。

鋼圍堰設(shè)計(jì)時(shí)考慮擋水高度，沿海使用的同時(shí)必須考慮漲落潮高水位作為設(shè)計(jì)工況，鋼圍堰擋水面板厚度和堰架結(jié)構(gòu)按水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算確定[2]，通過(guò)對(duì)鋼圍堰的強(qiáng)度、剛度等指標(biāo)計(jì)算確定其采用的縱梁、橫梁和面板材料和尺寸。鋼圍堰結(jié)構(gòu)形式具體到各個(gè)工程項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)地形輪廓線(xiàn)(建筑物底板、墩墻及門(mén)檻等)進(jìn)行鋼圍堰下部結(jié)構(gòu)的制作，因?yàn)殇搰咦杷Ч罱K取決于其各部位與建筑物輪廓線(xiàn)的符合程度 ；根據(jù)擋水高度和實(shí)際安裝條件，鋼圍堰設(shè)計(jì)和制作可分節(jié)制作，上下節(jié)間采用平板橡膠板止水，螺栓聯(lián)接。

3.2 鋼圍堰安裝

鋼圍堰安裝前應(yīng)根據(jù)水域的具體條件(如內(nèi)河、外海、水位變化區(qū)、靜水區(qū)等)計(jì)算編制安裝固定方案。由于鋼圍堰自身質(zhì)量不是很大，故其安裝可采用汽車(chē)吊、簡(jiǎn)易扒桿或浮箱式裝置就位。安裝前應(yīng)在適當(dāng)位置精確設(shè)置限位以保證其安裝位置準(zhǔn)確。非自身封閉的鋼圍堰在抽完堰內(nèi)河水的工作狀態(tài)下其外周的水壓力就是維系其穩(wěn)定的外力之一，但必須指出的是，任何鋼圍堰在就位后必須采用多點(diǎn)支撐加固措施以確保安全，根據(jù)水工結(jié)構(gòu)的具體形式通常利用與閘墩、底板形成硬連接后加固支撐、對(duì)撐及拉撐，如有不平衡水壓力或其他不確定力，應(yīng)根據(jù)具體情況另行設(shè)計(jì)支撐加固措施。鋼圍堰安裝須在試抽干圍堰內(nèi)河水后加固完成，以確保其穩(wěn)定安全和施工安全。

施工過(guò)程中必須注意：“U”型鋼圍堰應(yīng)緊貼閘墩對(duì)稱(chēng)就位，閘墩受力要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，作業(yè)區(qū)的水流速度不應(yīng)大于0.5 m/s[3]。

3.3 鋼圍堰堵漏

鋼圍堰堵漏是是否形成良好干法施工條件的關(guān)鍵工序之一，在沿鋼圍堰與建筑物輪廓線(xiàn)相接的部位綁扎阻水棉帶(以舊絲綿為佳)，利用抽空后的堰外水壓力將鋼圍堰與建筑物壓緊，以實(shí)現(xiàn)阻水目的。對(duì)于不規(guī)則地形且擋水深度較大的鋼圍堰可在其底部設(shè)置活動(dòng)插銷(xiāo)，以適應(yīng)其地形的起伏和防止阻水棉帶被強(qiáng)大的水壓壓入堰內(nèi)，特別復(fù)雜的地形需要潛水員水下配合封堵，同時(shí)可采用在圍堰外圍加設(shè)防水油布(用袋裝重物壓定)等措施封堵。

3.4 鋼圍堰內(nèi)抽水

鋼圍堰安裝堵漏基本完成后開(kāi)始堰內(nèi)抽水，初期抽水采用大流量污水泵強(qiáng)排迅速降低堰內(nèi)水位，以保證鋼圍堰在較短時(shí)間內(nèi)壓緊建筑物的接觸面，實(shí)現(xiàn)利用堰外水壓力壓緊阻水棉帶止水，抽排過(guò)程中嚴(yán)密監(jiān)視圍堰的穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)堰內(nèi)水位降到接近底部時(shí)采用較小流量的水泵不間斷排水，再次仔細(xì)觀(guān)察此時(shí)鋼圍堰的穩(wěn)定狀態(tài)和各部位的止水效果，對(duì)局部進(jìn)行再處理以保證整個(gè)鋼圍堰的止水效果，當(dāng)確認(rèn)達(dá)到可抽干圍堰內(nèi)河水實(shí)現(xiàn)干法施工條件后，全面加固圍堰外圍的支撐固定系統(tǒng)，設(shè)置集水坑采用小流量水泵不間斷抽排少量的積滲水。

3.5 圍堰拆除

完成鋼圍堰安裝堵漏排水后，組織土建施工或各項(xiàng)修補(bǔ)作業(yè)，各項(xiàng)干法施工內(nèi)容結(jié)束后可拆除圍堰，請(qǐng)注意只有在混凝土強(qiáng)度、各項(xiàng)修補(bǔ)材料(強(qiáng)度、硬度等指標(biāo))達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后方可注水拆除圍堰。拆除前應(yīng)將堰內(nèi)的建筑廢碴、輔助施工設(shè)施全部清理干凈，然后向鋼圍堰內(nèi)注水直至內(nèi)外水位相平，拆除其外部支撐加固結(jié)構(gòu)，吊裝鋼圍堰至下一個(gè)工作面施工。

4 “U”型鋼圍堰施工技術(shù)特點(diǎn)

(1)施工方便。鋼圍堰工場(chǎng)制作，現(xiàn)場(chǎng)安裝，施工方便。

(2)對(duì)閘站運(yùn)行管理影響小。利用鋼圍堰和建筑物自身結(jié)構(gòu)形成封閉空間，抽空圍堰內(nèi)河水實(shí)現(xiàn)干法施工條件，汛期或特殊緊急情況下除維修閘孔外其余閘孔可實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。

(3)鋼圍堰可周轉(zhuǎn)使用。根據(jù)涵閘不同的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)鋼圍堰進(jìn)行局部改裝，可實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)使用。

(4)施工成本低。與全斷面圍堰抽干閘塘河水等施工方案施工成本相比，采用鋼圍堰進(jìn)行水下施工成本較低。

5 結(jié) 語(yǔ)

“U”型鋼圍堰適用于涵閘水下底板、墩墻、門(mén)槽底檻等部位的除險(xiǎn)改造、維修加固等工程項(xiàng)目。本技術(shù)在鹽城市斗龍港閘除險(xiǎn)加固工程、蘇州太浦閘加固工程、鹽城市黃沙港閘加固改造工程的實(shí)際應(yīng)用，取得了工期短、質(zhì)量?jī)?yōu)、效益佳的良好效果。該技術(shù)在水閘建筑物修復(fù)施工中有重要的推廣使用價(jià)值。

新工藝的創(chuàng)新是“科學(xué)技術(shù)就是生產(chǎn)力”的具體表現(xiàn)，也是技術(shù)進(jìn)步、新時(shí)代發(fā)展的必然要求，本技術(shù)采用水下“U”型鋼圍堰解決的水下干法施工的老問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯、極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>