水利工程中的水闸施工技术实践应用探讨

2014-06-26董聪飞徐莉美宁波四明湖建设有限公司

河南水利与南水北调 2014年12期

□聂勇 □董聪飞 □徐莉美（宁波四明湖建设有限公司）

1 工程概述

黄明水库防洪闸位于浙江省余姚市梨洲街道境内，该水闸工程闸址主要位于河口大约13km位置，在水闸上游，流域的控制主要为2000km2左右，其中坝顶的高度是40m，水库水位设计是38m。该水库正常蓄水位是30m，其中最大一个水库其库容量是400万m3。闸室段总净宽是12m，其总的长度是18m，底板厚度是0.80m，中墩与边墩的厚度均是1.20m，水闸总的宽度16.50m。

在该工程中，闸室位于微分化基岩，在开挖基岩以后，基于结构的实际需求，采取了固结灌浆法。在该工程水闸施工中，选用的为围堰围护，在进行开挖时，需在水闸围区侧位置预留相应的岩坎，该岩坎不仅可作为水利工程水闸施工基础围堰，同时也可作为闸室左右岸施工所需的主要道路。在本次工程中，水闸施工流程如图1所示。

图1 水闸施工流程图

2 水闸施工实践应用

2.1 土方开挖与填筑

第一，在进行土方开挖与填筑之前，首先应该对其施工方案进行仔细的研究和优化，明确排水措施与定降措施，实施挖填平衡的计算，并合理进行相应的调配。在规划以及设置施工场区的排水系统时，应严格按照当地实际地形条件与施工过程基坑渗水量以及径流量等相关情况来明确，必须要确保其可适应场区外的这些排水系统。此外，在降水中，可基于工程实际地质情况与水文情况来选择相应的降水方式，一般常用的降水方式有两种，即井点降水或者集水坑降水，若有必要，还可辅以相应的截渗措施，其中井点降水法一般用于有承压水土层或者砂壤土中。

第二，在基坑的开挖之前，首先应该将地下水位进行降低，通常情况下，应该比开挖面低于大约0.50m左右。在开挖过程中，最好采取分层分段来依次实施，同时逐层进行排水沟的设置，逐层向下进行开挖。

第三，在进行土方填筑之前，应该将基坑底部所有的杂物以及积水清除干净，所用填筑料必须要满足设计的需求，铺土的厚度应该控制在15～30m区间内，并将其密实。在岸墙翼墙后进行填土时，必须要在清理且整修完墙背与伸缩缝合格以后，才可进行回填，同时填土应该均衡向上升，其中接近于岸坡、岸墙以及翼墙的这些回填土应该用小型机具或者采取人工的方式来夯压密实，并将铺土的厚度适当地进行减薄。而在分段位置，则应该留有一定的坡度，采取相应的错缝搭接的方式，接着再将其密实。此外，在墙后填土与筑堤时，应该综合考虑关于沉降量的预加。

2.2 地基处理

在进行基础开挖时，可根据工程的实际情况与施工场地的地形情况来明确开挖方式，若采用的是倒退开挖方式，则应该在底板与护坡边坡位置处预留大约0.50m的保护层。而在文章所阐述的这一工程实例，采用的开挖方式为预裂爆破，通过这种开挖方式，可有效降低对周围已建构筑物的干扰与影响。

在本工程中，对地基的处理主要采取的是固结灌浆法，该方法所用材料主要为水泥，固结灌浆孔布局形式为梅花式，其中孔距与排距控制在3m，孔深为4m。在进行灌浆之前，需实施相应的压水试验，待闸址内各爆破作业完成以后才可实施灌浆。固结灌浆施工流程如下：定孔—钻孔—冲洗—灌浆—封孔，在灌浆过程中，灌浆压力应该保持不变，而反之则注入率应该持续的减少，要注意的是在每一次进行灌浆的时候，都要进行浆液比重的测读，可借助于比重计来完成该项工作，待其满足要求以后才可灌浆。

2.3 水闸混凝土施工

第一，闸底板、消力池以及护坦混凝土施工。在施工之前，应该清理干净开挖岩基面，接着再实施闸底板混凝土施工。在浇筑中，所用侧模一般为组合式钢模，有时也可辅以木模来使用，此外还需利用钢管、杉原木以及方木等来加固。在进行模板的拆除时，其中承重侧面模板的拆除应该在混凝土强度满足其表面与棱角不会因为模板的拆除而受到损伤时，才可进行拆除，而在墩、柱或者墙等部位进行拆除时，则不可低于3.50 MPa。在进行承重模板与支架的拆除时，其混凝土必须要满足以下强度才可拆除，跨度低于2m的悬臂梁，其强度应该为70%；跨度超过2m的悬臂板，其强度为100%。

第二，采取相应的止水措施。止水措施就是借助于水平橡胶止水片或者垂直橡胶止水片来止水。在安装止水之前，事先应该对加工缺陷进行检查与校正，将止水表面处理干净并平直。在安装过程中，止水片中线应该和缝中线重合，且偏差不可超过±5 mm，其中在平段倾斜误差上，橡胶止水片应该不超高±10mm，而紫铜止水片则不可超过±5mm。此外，对埋设在止水片位置的模板还应实施相应的分缝，利用两片模板来固定止水片。止水缝部位的混凝土浇筑应注意事项有：水平止水片应在浇筑层的中间，在止水片高程处，不得设置施工缝。浇筑混凝土时，不得冲撞止水片，当混凝土将淹没止水片时，应再次清除其表面污垢。振捣器不得触及止水片。嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。

第三，闸门预埋件的安装。在进行预埋件安装之前，应首先对孔口中心线与门槽横向中心线之间的交点进行测放，将其作为预埋件测定中心点，同时把安装控制点测放于底板与门周围闸墙面位置。在安装时，首先进行主、反以及侧轨的安装，在初测定位了预埋件以后，应先通过点焊来固定，接着借助于相关仪器测量来进行测量，待各指标满足要求以后，才可正式进行加固与焊接。关于预埋件固定方式，应结合不同位置预埋件来选择相应的固定方式，若预埋件在现浇混凝土的表面，角钢或者尺寸比较小的这些预埋件可直绑于主筋上，而面积较大的这些预埋件除了要利用锚筋固定以外，还应在其上部点焊相应的角钢，从而防止预埋件出现位移；若预埋件在混凝土侧面，对于面积较小的预埋件可事先打孔，接着再利用木螺丝或者铁钉将其固定于木模板。为了使预埋件能够准确安装牢固不移位，预埋件处可以采用二次浇筑，浇筑二期混凝土时，应采用补偿收缩细石混凝土，并细心捣固，不要振动已装好的金属构件。门槽较高时，不要直接从高处下料，可以分段安装和浇筑。二期混凝土拆模后，应对埋件进行复测，并做好记录，同时检查混凝土表面尺寸，清除遗留的杂物、钢筋头，以免影响闸门启闭。

第四，闸门板安装。在本次工程项目中，所用闸门的外形尺寸与安装尺寸如表1所示。在进行支铰座的安装时，借助于葫芦把铰座吊起，并和预埋螺栓对准，事先将螺孔留出，且不可拧紧，在铰座位置调整好后再拧紧。将门叶下半节位置吊入门槽，在拼装支壁之前借助于拉链葫芦固定好下半节，接着再把支臂吊入至门槽，对安装尺寸进行检查，待尺寸合格后再焊接。焊接结束以后，再来进行各方向的调整，确保上下半节吻合，利用临时螺栓来固定，对安装的尺寸进行复查，待复查无误以后再最后组装焊接。在闸门安装结束以后，应将安装所用的这些临时焊件拆除，修整焊缝，将埋件表面与门叶上杂物清除干净。见表1。

表1 所用闸门外形尺寸与安装表

第五，卷扬式启闭机安装。卷扬式启闭机由电动机、减速箱、传动轴和绳鼓所组成。本工程采用的是电力驱动减速齿轮，从而驱动缠绕钢丝绳的绳鼓，借助绳鼓的转动，收放钢丝绳使闸门升降。安装顺序为：在启闭机平台混凝土浇筑时埋入机架基础螺栓和支承垫板，在支承垫板上放置调整用楔形板。安装机架。按闸门实际起吊中心线找正机架的中心、水平、高程，拧紧基础螺母，浇筑基础二期混凝土，固定机架。在机架上安装、调整传动装置，包括：电动机、弹性联轴器、制动器、减速器、传动轴、齿轮联轴器、开式齿轮、轴承、卷筒等。安装完毕后，应检查传动系统的准确性、灵活性，并检查各部分的可靠性，在使用过程中要注意加润滑机油对绳索进行保养。