水闸加固改造过程中的质量控制与分析研究

2016-04-09孙倩孙展杰

陕西水利 2016年3期

关键词：启闭机水闸闸门

孙倩孙展杰

（新疆维吾尔自治区塔里木河流域工程建设处新疆库尔勒844100）

水闸加固改造过程中的质量控制与分析研究

孙倩孙展杰

（新疆维吾尔自治区塔里木河流域工程建设处新疆库尔勒844100）

通过对沿运涵闸加固改造任务的分析，明确了主要的技术控制指标，严格控制加固改造过程中混凝土和金属结构的施工质量，保证了水闸的运行安全；施工过程中重大技术问题处理和施工过程分析，可为同类工程问题的处理提供有益参考。

水闸；加固；质量控制

1 工程概况

1.1.水闸加固改造任务分析

南水北调东线第一期工程利用江苏省境内的高水河、里运河、江都（阜宁腰闸闸上）、中运河、徐洪河、不牢河等河道输水，沿线现有的众多涵闸大多建于20世纪60～70年代，由于年久失修，多数闸门和启闭机破损，漏水严重。为减少水资源流失，提高输水效益，对输水线路沿线的170座存在漏水问题的涵闸进行处理。省属江都管理处沿运闸洞漏水处理工程为运盐闸、芒稻闸、邵伯闸，是江都水利枢纽工程组成部分。工程实施后可以将沿运闸洞漏水量控制在允许范围之内，减少水源流失，提高江都抽水站输水效益。

（1）运盐闸：活动门槽等金属件喷锌防腐，9台启闭机大修；

（2）芒稻闸：更换7孔闸门和门槽埋件，7台启闭机大修（包括启闭机减速箱检修，更换钢丝绳）等；

（3）邵伯闸：加固改建，按50m3/s设计流量改造闸孔，增建工作桥排架，改建公路桥，更新工作桥、闸门及埋件、启闭机，电气设备更新改造，增建桥头堡和改建启闭机房，砼防碳化处理，闸室处淤泥清除等。

1.2.主要技术经济指标

运盐闸、芒稻闸、邵伯闸工程均位于南水北调东线主要输水河道高水河上，其主要建筑物等级与高水河相同，因此，三座水闸主要建筑物均按一级考虑，次要建筑物按二级考虑。

（1）运盐闸共9孔，排洪流量按300年一遇830m3/s设计，1000年一遇900m3/s校核。工程规模为中型，工程等别为Ⅱ等。运盐闸主要对9台启闭机进行大修，并对活动门槽等金属件喷锌防腐。启闭机型号为QP-2×160kN。

（2）芒稻闸共7孔，设计排洪流量按300年一遇830m3/s设计，1000年一遇900m3/s校核。工程规模为中型，工程等别为Ⅱ等。芒稻闸更换7孔闸门和钢埋件，对7台启闭机大修。启闭机型号为QH-2× 225kN；闸门为弧形钢闸门，孔口净宽10m。

（3）邵伯闸共2孔，原设计流量150m3/s，因江都水利枢纽工程建成后，工程作用发生的变化，设计送水流量调整为50m3/s。工程规模属小（1）型，工程等别为Ⅳ等。邵伯闸加固改造按5m3/s设计流量改造闸孔，增设工作桥排架，更新工作桥、闸门及埋件、启闭机等。启闭机型号为QP-2× 100kN，设计扬程8m，电机功率7.5kW。闸门为平面钢结构，孔口净宽4m，高3.5m。

2 施工质量控制与分析

2.1 混凝土施工质量

（1）原材料品质

混凝土组成的原材料品质一旦存在问题，必然会对整个施工质量和施工工艺造成影响，因此要严格控制水泥、砂、碎石、钢筋以及粉煤灰的质量，不仅要对原材料进行多方检测，而且还要从储存、转运、试验的各个环节进行有效控制。

（2）混凝土配合比设计

在设计混凝土配合比之前，必须通过调查研究，预先掌握水闸不同部位设计要求的混凝土强度等级、质量稳定性的强度标准差，以便确定混凝土的配制强度；掌握工程所处的环境对耐久性的要求；掌握水闸不同部位构件断面尺寸及配筋情况，以便确定混凝土骨料的最大粒径；掌握混凝土施工方法和管理水平；掌握原材料的性能指标。

通过混凝土配合比设计前的准备工作，严格按照“初步计算配合比—基准配合比—实验室配合比—施工配合比”的步骤进行混凝土配合比设计，确定出水胶比、砂率以及单位用水量这三个重要参数，满足混凝土强度、耐久性以及施工和易性的要求。

（3）混凝土施工过程管理

严格控制混凝土的浇筑振捣。由于水闸的浇筑仓一般比较狭小，大型的振捣机不能够进行均匀振捣，只能通过单支振捣棒人工振捣，因此振捣的均匀性问题尤为突出，要针对不同的施工部位，设计出不同的振捣方案，避免出现漏振、过振带来的气孔、蜂窝、麻面、孔洞等质量问题，这些隐蔽的质量问题尤其要重视。

混凝土施工后的质量检测。采用ZY-50型锚杆拉力计对闸墩、闸底板植筋强度进行了检测，中墩Φ12、Φ18植筋，右边墩Φ14植筋，闸底板Φ16植筋等实测抗拔力均满足设计要求；采用回弹法抽检了邵伯节制闸闸墩加厚、接长、排架及启闭机房柱共10个部位的混凝土强度，均满足设计强度要求；采用钢筋定位仪抽检了邵伯节制闸闸墩、排架共3个部位的主筋保护层厚度，测点合格率为66.7%。

2.2 金属结构施工质量

金属结构的施工必须要严格依照相关技术标准与规范实施，从安装程序、加工工艺以及材料等方面保障施工质量。

（1）闸门制作及门体安装。采用PXUT-U1型金属超声探伤仪对邵伯节制闸1#、2#闸门面板、芒稻闸1#、3#、4#、5#闸门面板对接焊缝及芒稻闸3#、4#闸门主梁腹板、翼缘对接焊缝进行了抽检，所测面板对接焊缝25段焊缝评定等级均为BⅡ级，评为合格；主梁腹板、翼缘对接焊缝12段焊缝评定等级均为BⅠ级，评为合格。

（2）闸门防腐。采用数字式涂层测厚仪抽检了邵伯节制闸1扇闸门、芒稻闸2扇闸门及侧轨、检修闸门共102个喷锌测区，实测平均值满足规范要求；200个涂层总厚度测区，实测平均值均满足规范要求。

（3）绳鼓式启闭机。启闭机设备部件齐全，安装工艺较规范；机组外观总体较好，减速箱油位正常，无渗油现象；启闭机各项检测结果均符合规范要求；闸门与启闭机联动试运行正常，无异常声响和卡阻现象。

2.3 施工过程分析

南水北调东线第一期工程沿运闸洞漏水处理工程建设过程中，受到工情、水情的制约因素较多，其中，芒稻闸施工期必须选择非汛期，且遇江都站大流量送水或长江水位超过3m时，均不能施工；邵伯闸因为闸身稳定性不足，高水河水位超过6.5m时，下部结构就必须停工。因此，工程施工必须根据江都站运行情况来择机安排，实际可利用的工期十分紧张。邵伯闸加固改造施工采取自下而上、先水下后水上、先主体后附属的方法进行。汛期利用高水河水位较低的有利时机，实施了邵伯闸水下结构的施工；芒稻闸现场施工安排在汛后，汛期进行钢结构制作。运盐闸工程的建设内容相对较少，安排在汛后集中完成。

邵伯闸改建工程于2012年7月上旬开始施工，此间，因江都站临时送水，于7月26日至8月23日临时停工，2012年11月底，闸室下部结构、闸门、启闭机安装及公路桥改造施工完成，具备挡水条件。新建启闭机房及桥头堡等后续工程由于方案进行了变更，推迟到2013年3月开始施工，到2013年8月，施工内容基本完成。

芒稻闸工程包括拆除旧闸门、新钢闸门厂内分片制作、门槽埋件改造、闸门现场拼装和安装等施工内容。汛期主要进行闸门及埋件的制作，根据水情条件，于2012年9月进行检修门、安装平台拼装等现场施工准备，11月全面进行闸门更新施工，12月20日进行第一孔新闸门现场安装。为了加快施工进度，满足东线通水总体目标要求，在施工过程中注重加强建设管理和进度控制，同时，增加了资源配备及临时设施的投入，如芒稻闸检修门由2孔增加到4孔，增加了1套拆除专用平台，从而保证了闸门及门槽埋件安装得以在2013年3月基本完成。随后对闸门顶止水进行了调整，对启闭机进行了维修。

2.4 重大技术问题处理

芒稻闸新设计闸门弧形面展开长9856mm、宽9940mm、门叶厚10mm、圆弧半径1100mm，门重41t，由于受闸孔尺寸、施工空间和起吊位置的限制，闸门运输和整体安装难度很大，芒稻闸钢闸门更新是本次工程的最大难点。为此，在厂内制作时，沿竖向中心线将门叶分成两部分，并将支臂、支铰到现场拼装。安装前将左右两块门叶运至工地现场进行拼装、焊接。安装时在闸孔搭设浮式安装平台，并架设斜向导轨（上端支于公路桥侧面，下端支于平台上），利用2台80t吊车对抬，并利用原启闭机钢丝绳吊点将门叶整体滑移至安装平台预定的位置，再进行闸门和支臂的焊接、止水安装，因此保证了闸门的安装质量。