厦门石浔水闸改建工程施工措施浅析

林跃辉

（福建路港（集团）有限公司，福建 泉州 362000）

水利工程由于处在有水环境内造成施工方法，技术和工艺与旱地建筑物均有所不同，水闸是一类结构复杂且用途广泛的水工建筑物，这体现在繁复的施工工序上。同时，水闸运行过程中调节水位和流量，各构件与水作用频繁，运行工况复杂，造成水闸极易出现故障，包括混凝土结构老化、剥落、金属构件锈蚀、滑动构件变形等。由于历史原因，很多建设年代久远的水闸均无法满足运行要求，存在极大的安全隐患。因此，从工程规模、施工难度、基础处理、施工降排水和工程耐久性以及经济型上考虑，对于类似工程通常采取改建措施，在满足设计运行要求的前提下尽量减少国家投资。水闸工程的改建受到原有工程设计指标的限制，其施工技术亦具有特殊性，本文以石浔水闸改建工程为例，系统说明相关施工技术。

1 工程概况

厦门市同安区石浔水闸改建工程位于厦门市同安区洪塘镇石浔村，地处东西溪下游的石浔支流，距离出海口约1.2 km，新建水闸位于原石浔水闸上游约170 m处。石浔水闸是一座兼具排洪挡潮、农业灌溉、交通等综合效益的水闸，设计最大过洪流量为870 m3/s，是厦门市第一大水闸。闸址以上流域面积491.48 km2(东西溪河口)，设计有效灌溉面积9200亩，有效灌溉面积2600亩。

2 工程存在的问题

在石浔水闸运行30年中，经历了多次洪水导致工程部分结构频繁损毁，主要体现在消能防冲设施毁坏，下游河道冲刷致使严重下切。《厦门市同安区石浔水闸安全鉴定报告》提出：石浔水闸设计洪峰流量为1320 m3/s、水闸枢纽工程等别为Ⅱ等，工程规模为大(2)型。水闸过流能力、结构稳定、消能防冲、闸门启闭等无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，石浔水闸设计最大过洪流量仅为870 m3/s，不具备加固改造为大(2)型水闸条件，加之同安城区景观水位将由4.20 m提升至4.60 m，因此综合评定石浔水闸安全类别为四类闸，需要拆除重建。改建的石浔水闸闸室位于原石浔水闸上游约170 m处，水闸共设11孔，单孔净宽10 m，总过水净宽110 m；拦河闸闸室段长131.08 m，闸墩、闸底板长20.00 m，闸顶高程为6.50 m；p=2.0%设计洪峰流量1030 m3/s，p=0.5%校核洪峰流量1410 m3/s。闸顶上设有7.5 m宽交通桥、检修桥、上游人行桥及启闭机房等建筑物，水闸上下游布置铺盖、消力池、海漫和抛石防冲槽。

3 工程改建施工

3.1 施工测量

主要包括水准点及坐标点复测，同时增设平面控制点及临时增设水准点等任务。增设的坐标点及水准点允许误差及施工测量误差应按以下数据进行控制。

水准测量高程闭合差，导线测量方位角闭合差。导线测量相对闭合差：1/3000；直线测距两次较差按照1/5000校核。按照设计文件的管道走向控制点测设现场中线的控制桩，并设置方向桩保护，确定桩号。为提高施工精度加密水准点，固定在不易损坏地点，控制间距不超过100 m。

3.2 拆除工程

拆除工程为拆除施工范围内原有水闸。原有水闸的拆除采用人工配合机械的拆除方法，形成的建筑垃圾应及时外运，不堆放在现场，保持工地的整洁有序，控制噪声及扬尘，同时在外运过程中，严格遵守交通法规，注意行车安全。

3.3 围堰工程

围堰的施工流程：固定木桩→编织袋装土临时堰堤→铺设迎水面土工布→铺设编织袋装土压实土工布。

为提高围堰稳定性，参照拱坝的受力特点将堰堤填筑成向迎水面上突的拱环，拱高不小于河床宽度的10%，且不得小于2 m，同时在围堰背水侧用木桩加固以提高整体抗滑力。木桩宜交错排列，按照桩距1.0 m，排距1.5 m控制。木桩长度不小于4 m，梢径不小于10 cm。

堰体迎水面应铺设太阳布，向上游延伸至少2 m，搭接宽度按1 m控制，布设完成后在其上覆盖一层袋装土。围堰填筑材料以土石混合料为主，按照设计文件严格控制土石比例和级配。为降低堰堤的渗透系数，在迎水面需填筑不小于1.0 m厚的黏土层，用以防渗。

3.4 钻孔注桩工程

单孔施工程序为：准备工作→钻机就位及水平垂直度调整→钻孔→插管→试喷→高压喷射注浆作业→喷射结束→拨管→机具清理→桩机移位。

工程基础处理钻孔灌注桩桩径0.7 m，桩距1.22 m～2.6 m，共588根，单孔孔深15 m，总计14635 m，C30水下混凝土5632 m3，钢筋制安500 t。消力池下游防冲排桩钻孔灌注桩桩径1.0 m，桩距1.1 m，共116根，单孔孔深11 m，总计1614 m，C30水下混凝土1268 m3，钢筋制安53 t。施工过程中严格遵守钻孔施工、清孔和桩基钢筋笼制作安装的技术规范。

3.5 水闸土建施工

3.5.1 基坑开挖

基坑以机械作业为主配合人工开挖。通常机械开挖至高于设计标高0.3 m～0.4 m时，采用人工开挖成型，以满足控制精度要求，在浇筑基础前应保留20 cm的保护层，在铺底时予以快速挖除。科学预估地基土暴露时间，基坑成型后立即安排检查。若基地承载力无法满足设计要求时，采用砂砾石置换法整治地基，达到标准后浇筑基础。

3.5.2 浆砌石护底

砌筑时，接缝互相交错，条石间咬扣紧密，采用较为平整并略加修整的条石砌筑，块石厚度小于15 cm的飞口、锐角应凿去，无凹凸肚现象，表面平整度±2 cm，表面平整美观。砌筑时严禁出现大面朝上，底部空虚，通缝、叠砌和浮塞等缺陷。浆砌条石施工严格按设计要求进行。施工采用平行流水作业法，修一段，成一段，防止雨水冲刷。

3.5.3 底板砼浇筑

采用支模板现浇施工。支设模板时应严格控制其平面和竖直位置进度，校验合格后支撑牢固。浇筑前应经监理工程师验收确认。由于地基土质变化易导致基础的不均匀沉降，需隔4 m～6 m设置沉降缝，缝宽1 cm～2 cm，按设计文件要求的填塞填缝材料满足防渗要求。

3.5.4 铺设防水层

防水层材料采用符合设计规范要求的油毛毡，在铺设前应核验其材质检查的进场试验报告。熬制沥青粘合剂过程中应不断搅拌至液态，温度不得低于150℃。涂覆沥青凝结材料前清刷干净圬工表面，且保持干燥，待沥青未凝固前使之粘合一体，消除褶皱和空鼓。

3.5.5 沉降缝施工

变形缝必须贯穿整个断面，缝宽3 cm；凡地基土发生变化基础填挖交界处及函洞与挡墙交接处，均应设沉降缝。沉降缝应用沥青麻絮等具有弹性的防水材料填塞。进出口处的八字墙与闸体设缝隔开。采用橡胶止水带，应满足其技术要求，施工采用预埋法施工，施工前应检查止水带无损坏和孔眼现象，砼的水灰比和水泥用量要严格控制，施工中应保证止水带与砼和墙提牢固结合，止水带周围的砼不应出现粗骨料或漏降振现象。

3.6 闸室主体施工

按照钢筋绑扎→安装模板→清除木屑→浇筑混凝土→振捣→混凝土找平→养护→模板拆除等施工工序进行。每道工序均需严格按照施工组织设计要求进行。

砌砖宜采用挤浆法，或者采用“三一”砌砖法。“三一”砌砖法的操作要领是“一铲灰、一块砖、一挤揉”，并随手将挤出的砂浆刮去。操作时砖要放平，跟线，砌筑操作过程中，以分段控制游丁走缝和刮缝。

3.7 机电和金属结构安装

金属结构严格按照有关的技术标准和规范进行施工。施工时主要在材料、加工工艺、安装程序等方面进行控制，保证施工质量。水闸工作闸门及检修闸门等的门叶在专业工厂分节制作，现场拼装焊接[2]。金属结构的门槽等埋件由施工混凝土的门机吊运至工作面就位，人工安装。

4 结论

（1）另选闸址改建石浔水闸，同时拆除原闸，在施工组织上有其复杂性和特殊性，应充分考虑到工程施工的特殊性，规范相关管理和施工措施。

（2）水闸改建施工中应加强施工管理，严格控制施工质量，最大限度的保证施工进度和施工成本[3]。

（3）水闸改建方案不同于重新设计，应充分考虑到原有水闸的限制因素和特殊的水文地质影响，科学提出经济可行的改建方案，确保改建后的水闸能安全运行，达到设计指标要求。