魯文華

(金中天水利建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510663)

0 引 言

水閘對(duì)河流防洪、排澇、灌溉、航運(yùn)等具有較大影響，是水利工程非常重要的組成部分。隨著社會(huì)對(duì)水資源需求的提高,水閘施工技術(shù)的好壞越來(lái)越受重視,因此為提高水利水電事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，亟需對(duì)水閘關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 工程概況

蓮山水閘位于廣東省廣州市番禺區(qū)，從外江向內(nèi)涌依次布置外江拋石防沖槽、外江漿砌石海漫、外江鋼筋混凝土護(hù)坦、鋼筋混凝土閘室段、內(nèi)涌鋼筋混凝土護(hù)坦、內(nèi)涌漿砌石海漫、內(nèi)涌拋石防沖槽等建筑物，兩側(cè)設(shè)扶壁式翼墻銜接兩岸引堤。水閘的閘室結(jié)構(gòu)采用排架啟閉式，設(shè)交通橋、啟閉架及啟閉機(jī)房；兩側(cè)設(shè)平臺(tái)。蓮山水閘工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，工程等別為IV等，規(guī)模為小(1)型。

2 水閘施工工藝優(yōu)化方法

水閘施工的優(yōu)化工藝要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮。首先要保證水閘在運(yùn)行期間穩(wěn)定，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況結(jié)合以往相似工程的工作經(jīng)驗(yàn)采取相關(guān)措施對(duì)局部設(shè)計(jì)施工進(jìn)行優(yōu)化。在方案中，需要保證水閘的整體結(jié)構(gòu)形式能夠適應(yīng)該地，能夠不受區(qū)域地勢(shì)和水流情況等影響，結(jié)合項(xiàng)目前期規(guī)劃中對(duì)環(huán)保的要求，確保水利工程正常運(yùn)行。當(dāng)然，在優(yōu)化期間不能讓水閘的負(fù)載重量超標(biāo)，還要保證其和翼墻能夠穩(wěn)定的進(jìn)行連接，不會(huì)發(fā)生其他的問(wèn)題。優(yōu)化方案要在保證水閘安全性的基礎(chǔ)上滿足正常使用功能，且不與設(shè)計(jì)圖紙相沖突。

對(duì)于水閘的防滲排水系統(tǒng)的優(yōu)化過(guò)程，也要考慮各個(gè)方面的因素之后才能開始設(shè)計(jì)。例如，水利工程中的最高的水位差以及其地基的基本狀況都會(huì)影響到防滲排水系統(tǒng)的功能。在設(shè)計(jì)優(yōu)化方案時(shí)也要保證施工的安全性，然后采用可靠的設(shè)備對(duì)非滲透底板中的滲透區(qū)域構(gòu)成密封，最后再測(cè)試相應(yīng)的滲流的情況并且對(duì)該系統(tǒng)的滲透水壓和抗?jié)B水性進(jìn)行分析計(jì)算是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。反濾層、減壓井和排水溝槽必須安裝在滲流的位置引導(dǎo)滲水排出，提高水閘的穩(wěn)定性，能夠延長(zhǎng)其使用年限。

水閘的優(yōu)化工作開始施工時(shí)，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中的施工順序有序的執(zhí)行，并且也要明確各個(gè)工程的施工特點(diǎn)以及劃分好各個(gè)工程的施工情況。綜合蓮山水閘閘室部位施工的重要性及常規(guī)水閘施工部位先后順序考慮，調(diào)整樁基礎(chǔ)施工部位的先后順序，由兩岸向閘室逐級(jí)施打攪拌樁，然后施打閘室周邊的防滲止水樁，最后進(jìn)行閘室基礎(chǔ)開挖。這樣調(diào)整樁基施工部位順序能避免閘室開挖過(guò)高造成周圍土體無(wú)支護(hù)而導(dǎo)致的塌方。在此期間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要在適當(dāng)位置設(shè)置集水井，配備抽水泵，保證排水通暢(見圖1)。

圖1 水閘施工工藝流程

3 水閘施工關(guān)鍵技術(shù)探討

3.1 閘基基坑開挖與回填技術(shù)

采用分區(qū)開挖的辦法：先開挖閘體部分土方，再左右岸部分土方，最后閘內(nèi)外海漫、護(hù)岸部分土方。根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃，基坑開挖最大施工強(qiáng)度約為5.2萬(wàn)m3/月，采用鉤機(jī)2臺(tái)，分別布置于閘前后；對(duì)施工廢水須采取環(huán)保措施進(jìn)行排放。其處理工藝為：含砂、石、泥廢水→集水坑→沉淀池→采用密封罐體裝載運(yùn)輸至指定排放地點(diǎn)。

鋼筋混凝土擋墻、翼墻、閘身(含部分底板)工程施工主要包含土方開挖及回填、翼墻、閘底、閘身鋼筋混凝土。土方填筑主要為翼墻背水側(cè)回填及交通橋兩側(cè)道路路基填筑。在翼墻施工到一定高度后適時(shí)進(jìn)行分層土方回填、壓實(shí)作業(yè)。各塊之間設(shè)計(jì)2 cm厚瀝青杉木板作為伸縮縫，使用10 cm×10 cm的方木做支撐。為確保瀝青杉木板位置的準(zhǔn)確，施工中采用使用斜拉螺栓固定瀝青木板的位置。

3.2 金屬結(jié)構(gòu)制安裝方法

閘門制造具有要求尺寸精度高，焊縫質(zhì)量好，運(yùn)輸、吊裝難度大等特點(diǎn)。機(jī)電設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)安裝受土建工程制約大，相互協(xié)調(diào)多，交叉作業(yè)多、安全威脅大。閘門底檻、門槽部位預(yù)埋件及閘門門體均在廠家內(nèi)制作完成。由于閘門門體外型尺寸較大，在廠內(nèi)制造時(shí)采用分塊制作，分塊閘門運(yùn)輸?shù)焦さ睾?，由專業(yè)焊接人員進(jìn)行上下兩塊整體拼裝作業(yè)，閘門焊接完成后需對(duì)閘門焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

鋼閘門的拼裝噴涂工藝如下：一是氣體壓力的控制。常用的噴槍為ZQP—1型中速自動(dòng)調(diào)速式氣噴槍，要求乙炔壓力控制在0.1～0.15 MPa范圍，氧氣壓力控制在0.11～0.12 MPa范圍。二是壓縮空氣壓力控制在0.4～0.6 MPa范圍。三是封閉漆。漆封閉宜在金屬噴涂層(干膜不低于100 um)留有余溫時(shí)進(jìn)行，采取刷涂的方式施工。噴鋅后先涂?jī)傻?81環(huán)氧云鐵底漆，干膜厚度不低于60 um；再涂?jī)傻?81聚氨面酯，干膜厚度不低于60 um；閘門噴涂完成后需對(duì)閘門防腐質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 混凝土施工與溫控施工關(guān)鍵技術(shù)

混凝土施工是整個(gè)工程中的一個(gè)重點(diǎn)，每個(gè)地區(qū)的水閘工程都采取不同的混凝土配方，因?yàn)槊總€(gè)地點(diǎn)的位置不同，其抗?jié)B和抗凍等需求都不一樣。在進(jìn)行混凝土施工時(shí)也需要采取一定的步驟，需要按照步驟有序的進(jìn)行施工，并定制適宜的模板。蓮山水閘工程墩墻部位使用定制鋼曲面模板，其余部位采用木模，不同位置需要的模板根據(jù)建筑物結(jié)果形式、斷面尺寸需求進(jìn)行制定。

鋼筋安裝前，測(cè)量員按設(shè)計(jì)圖紙對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)平面和高程控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，確定達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行安裝鋼筋；鋼筋安裝時(shí)首先是要焊接橫向的鋼筋，其次對(duì)其進(jìn)行綁扎。水閘底板混凝土澆筑混凝土屬于大體積混凝土施工，澆筑需要采取分層澆筑和階梯順序進(jìn)行澆筑(見表1)。澆筑前提前與攪拌站做好溝通，確保水閘底板混凝土施工時(shí)混凝土能持續(xù)供應(yīng)，以保證混凝土澆筑過(guò)程的連續(xù)性，避免間歇時(shí)間過(guò)久對(duì)混凝土和易性造成影響。

表1 大體積混凝土澆筑層厚度

水閘閘室底板混凝土采用分層、階梯順序澆筑，每層澆筑的混凝土的厚度不能超過(guò)50 cm，分層澆筑要留有足夠的層間間歇時(shí)間，確?；炷辽岢浞帧；炷翝仓^(guò)程中需用插入式振搗器加強(qiáng)振搗，振搗深度超過(guò)10 cm，但是距離底部不小于20 cm，這樣能夠使混凝土結(jié)合更加密實(shí)，提高混凝土強(qiáng)度及閘底板的施工質(zhì)量。

混凝土澆筑工作完成后采用木刮尺對(duì)混凝土表面進(jìn)行刮平，其表面的上下高低差不能超過(guò)10 mm?；炷翝仓瓿珊?2 h內(nèi)采用人工灑水養(yǎng)護(hù)直到達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度，其上亦可覆蓋薄膜養(yǎng)生。混凝土終凝且達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度可以拆除模具，需要截除混凝土表面兩側(cè)拉桿，使用同高標(biāo)號(hào)砂漿對(duì)其進(jìn)行抹平。在閘室底板與護(hù)坦交接部位及與翼墻接壤處的閘墩面需提前預(yù)埋好止水銅片。安裝完成后，安排工作人員對(duì)其安放位置、焊接加長(zhǎng)部位的處理效果、穩(wěn)固程度進(jìn)行檢查?；炷翝仓罢駬v過(guò)程中要注意避免觸及止水銅片以防移位或造成損壞。混凝土結(jié)構(gòu)表面修整，有模板混凝土澆筑的成型偏差按表2規(guī)定的數(shù)據(jù)(見表2)。

表2 混凝土結(jié)構(gòu)表面的允許偏差

水閘混凝土的施工中需要注意溫度控制。在混凝土澆筑過(guò)程中如果沒有控制相應(yīng)的溫度，那么在今后的使用中，混凝土很容易出現(xiàn)裂縫；如果是危險(xiǎn)性的裂縫將會(huì)影響到整個(gè)水閘的正常運(yùn)行。目前，對(duì)于混凝土出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題還沒有有效的解決辦法，因此對(duì)于混凝土澆筑過(guò)程中采取溫度的控制工作是非常重要的。雖然有的工程采取了溫度控制，但若控制得過(guò)于盲目或者養(yǎng)護(hù)措施未到位會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂，因此需要合理的采取混凝土防裂的工作。對(duì)于混凝土的溫度控制需要考慮到混凝土的材料、澆筑部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氣候條件及澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)等因素。若其中一個(gè)因素未把握好，都會(huì)對(duì)混凝土溫控造成影響。因此，混凝土溫控需要全方位的考慮，并且溫度設(shè)定需要實(shí)時(shí)調(diào)整，每個(gè)時(shí)間段所需的溫度都有可能不同，所以到目前為止對(duì)混凝土的動(dòng)態(tài)溫度的控制還是一個(gè)重點(diǎn)，而現(xiàn)在也在研究更加簡(jiǎn)便的防止裂縫出現(xiàn)的方案。

設(shè)計(jì)方案制定時(shí)也要考慮到施工的各種因素從而計(jì)算出相應(yīng)時(shí)間段的混凝土的控制溫度，能為后期的溫度計(jì)算減少施工難度，也能夠提高防裂縫出現(xiàn)的質(zhì)量(見圖2)。

圖2 混凝土溫控動(dòng)態(tài)控制流程

動(dòng)態(tài)溫度計(jì)算的要點(diǎn)在于時(shí)刻記錄采用冷卻水管后出現(xiàn)的差值，對(duì)于溫度的控制還需要采取檢驗(yàn)工作，確保溫度處于合理范圍內(nèi)，能夠減少裂縫的產(chǎn)生，提高了工程的完美度，一定程度上能夠延長(zhǎng)工程的使用年限。

4 結(jié) 語(yǔ)

水閘工程在水利工程建設(shè)中占有舉足輕重的地位，其功能兼顧攔洪、擋潮、取水、發(fā)電和航運(yùn)等，是綜合型水利工程。在水閘施工過(guò)程中，其施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)卡控非常關(guān)鍵，需要在不同地質(zhì)、不同類型的施工中不斷完善和優(yōu)化。

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