水利工程中水闸施工技术

2011-09-03李岩

水利技术监督 2011年6期

李岩

（新疆水利厅玛纳斯河流域管理处，新疆石河子 832000）

1 工程简介

某水闸工程闸址处距河口约为14km，水闸上游控制流域面积为2278km2。坝顶高为41m，水库设计水位为37.15m，正常蓄水位30.5m，相应水库容量为380万m3。该水闸设计防潮标准为100年一遇，排涝标准为20年一遇。闸室段总长16.5m，总净宽12.0m（3 孔×4m），闸底槛高程-2.0m，底板厚 0.6m，中墩厚1.2m，边墩厚1.0m，水闸总宽16.4m。闸室基础位于微风化～新鲜基岩上。基岩开挖后采取固结灌浆即可满足结构设计要求。

该水闸施工采用围堰围护，开挖时在水闸外海及围区侧预留岩坎作为水闸的施工围堰并兼作闸室左右岸施工道路，在闸室完成后采用预裂爆破开挖，以避免影响到已建建筑物。

2 施工工艺流程

水闸工程施工，根据该工程设计要求以及工程特点确定分项工程施工方案，同时采取先重后轻、先下后上的施工原则。由于该水闸工程的闸室属于整体结构，鉴于其宽度较大，在基础开挖完成后以及确保施工排水的条件下，优先进行闸底板、上游铺盖与消力池及翼墙底板的施工，然后再进行闸室胸墙及上部结构的施工。

该水闸施工流程如图1所示。

图1 水闸施工工艺流程图

3 基础开挖和处理

3.1 基础开挖与处理

（1）基础开挖前，先根据监理工程师提供的测量控制网进行地形测量。由监理工程师审核批准后方可开挖基础土方。且在开挖水闸基础前，先进行测量放样控制开挖线，设立标记，在基础开挖时严禁超挖。

（2）水闸的基坑开挖采用1.0m3挖掘机进行倒退式开挖土方，装入 5t自卸汽车运至业主指定的弃料场地。

（3）开挖时对底板及护坡边坡预留50cm保护层，在垫层施工前，对保护层采用人工自上而下进行开挖、修坡至设计高程。如存在局部超挖部位采用碎石或黄沙及时补平，以达到设计边坡及高程。

（4）基础开挖时当遇岩石则开挖采用手风钻钻孔，浅孔爆破施工。

（5）基坑开挖排水。为保证基础开挖施工水利进行，在基础开挖施工中，利用小水闸在低潮时进行排除基坑积水，同时采取堤前所形成的排水沟以及集水坑系统，在集水坑设 WQ型潜水排污泵接聚乙烯排水管引水至开挖区外。

3.2 基础处理

根据该水闸工程闸室基础的特点，采取固结灌浆进行基础处理。固结灌浆采用普通R42.5硅酸盐水泥，同时采用孔内循环法。固结灌浆孔按梅花形布置，孔距、排距均为 3.0m，深入基岩内 4m。灌浆前先进行压水试验，而且在闸址区各建筑物爆破作业全面结束后再进行基础灌浆。该工程的固结灌浆压力取0.2MPa，在灌浆过程中应加强现场观测，以保证混凝土没有出现抬动、开裂以及漏浆。

鉴于工程工期紧，在闸墩立模期间穿插固结灌浆，会造成干扰大以及突击性强。为此该工程采取灌浆孔布置在闸墩以外技术措施，有效地保证了固结灌浆施工质量。

4 水闸混凝土工程

水闸混凝土工程是水闸工程施工的一个重点，结合该水闸工程所处的地区，必须采取措施以满足混凝土的抗渗、抗冻等施工性能要求。

4.1 闸室底板混凝土

在混凝土浇筑前线冲洗干净基面，并排除积水。水闸的闸室底板混凝土强度等级采取 C30，底板厚度取80cm，采用二级配。

（1）模板制作。闸室底板侧向模板均采用竹胶板，模板制作横围檩 5cm×8cm木方@50cm，立模竖向双排钢管@70cm，φ12拉筋配山型卡件固定模板。

（2）钢筋安装。安装钢筋前进行基础测量放样，确保安装平面位置以及高程控制点等无误后，先焊装横向架立筋，再绑扎钢筋。钢筋保护层采用比结构混凝土高一个级别的砂浆垫块控制。

（3）混凝土浇筑。鉴于该水闸的闸底板混凝土浇筑范围大，而且浇筑量较大，为了避免混凝土出现初凝现象，采取分层与阶梯顺序安排。同时精确计算上层混凝土覆盖的时间。采用塔吊运输混凝土入仓。

对于该水闸的闸室底板采用分层阶梯段面浇筑。80cm厚混凝土分二层下料，厚度不大于50cm，从而有效地确保了混凝土浇筑连续性。混凝土浇筑过程中，水平分层逐步铺料震捣。使用φ50震捣器震捣混凝土密实，震捣深度入下层混凝土 10cm以上，震捣棒距离模板不宜小于20cm。震捣至混凝土表面无气泡浮出方认为震捣密实。

为了保证混凝土表面过水平整度控制不大于10mm，采用木刮尺刮平混凝土表面，毛面抹子提浆，随捣随抹。拆模后截除拉杆两端伸入保护层的部分，并用与结构相同质量的水泥砂浆抹平，可有效地避免钢筋锈蚀。当混凝土浇筑达到 24h，即洒水进行养护以及采取草袋覆盖混凝土表面。

另外，底板混凝土设置水平止水铜片，油浸木板填缝。垂直止水采用沥青井止水。在钢筋安装和模板安装过程中要设专人监视，防止止水变形，同时保证止水下部混凝土浇筑震捣密实。沥青井止水在井模形成后采用一次性灌注施工。

4.2 闸墩和胸墙混凝土

工程闸墩混凝土以及胸墙混凝土施工采取自下而上的施工原则。施工时先进行闸墩混凝土施工再胸墙混凝土施工。闸墩沿高度采取二次浇筑混凝土。第一次浇筑至胸墙底，第二次同检修桥平台人行桥桥板及胸墙同时浇筑并预留排架柱插筋。施工重点钢管架满堂搭建，两闸墩均衡上升。混凝土浇筑关键是分层下料厚度不大于50cm，振捣密实两闸墩均衡上升。混凝土浇筑过程中，派专人值班，并拆除模板内撑，认真仔细检查调整钢筋，严防移位，并在闸墩模板边挂2kg重的铅垂，随时观察浇筑过程中模板及支撑的移位情况，发现问题及时处理。

同时应注意门槽及顶坎预埋件的定位与震捣施工过程中的检查复位。

5 闸门工程

闸门拟在水闸上下游护坦上进行预制。待底模混凝土达到设计强度后，先铺一层塑料薄膜并涂上脱模油，待油干后进行扎筋，预埋铁件、立模、浇筑混凝土。模板采用特制的组合钢模。钢筋按图纸和规范要求制作绑扎。门体采用C50混凝土，混凝土的坍落度控制在2～4cm。对于混凝土的振捣采用微型插入式震动器振捣辅以模板外侧附加敲击震动，以保证混凝土振捣的密实性。

闸门张拉的预应力钢筋采用ΦH5.0碳素钢丝束。钢丝束张拉按照一次张拉工序进行，张拉在闸门混凝土强度达到100%后进行，张拉工艺及注意事项按相关规范施工。锚固端钢垫板预留孔为5.7cm，锚固端钢筋片的钢筋采用点焊连接，使钢筋网成为焊接骨架。孔道压力灌浆采用不低于R42.5的微膨胀水泥，灌浆完毕后，张拉锚固端缺口用不低于C40的苯丙乳液细骨料混凝土回填。

闸门安装时先用卷扬机将闸门板拉至闸底板位置，利用2付15t独脚扒杆将在闸底板上拼装完成的闸门起吊至闸墩顶后转正竖直、定位，校准定轮及侧轮，并做升降调试后做水密封安装，最后沉放就位。钢闸门在钢平台上单位制作后，再进行拼装。闸门门叶制作、组装的允许公差和偏差应符合规定，闸门门叶焊接完毕后，为保证门叶整体形状和几何尺寸的稳定，宜进行消除应力处理。闸门的所有水封，应按所需长度粘好后再进行钻孔，并按施工详图标定的孔位与水封压条配钻，使水封，压条，门体，三孔同位同心，确保水封的安装质量。