关于金汇港北闸门槽抢修的施工浅析

胡春麟 ，夏 炎 ，张 羽

（1.江苏省江都水利工程管理处，江苏 扬州 225200；2.上海市堤防（泵闸）设施管理处，上海 200080）

1 工程概述

上海金汇港北闸是一条引水、排水、通航、供水的多功能船闸，船闸为内外闸首，单孔净宽12m。北距黄浦江口约1.1km，与闵行隔江相望。是奉贤的水上北大门，每年有26000多艘船从这里进出奉贤。

2 工程水下检修缘由及内容

上海金汇港北闸因运行繁忙，随着航行船舶吨位的不断加大，船舶撞击门槽情况增多，加速了门槽损坏情况；因控制运用频繁，主滚轮长期运行磨损，导致运转不灵[1]；近期在闸门运行过程中发现闸门瞬间启闭力增大，闸门上升过程不平滑，经潜水员对其水下探摸检查，门槽两侧埋件有严重开裂、缺口、变形等情形，且门槽内侧多处混凝土破损严重。上述情况已严重影响船闸安全运行。

为保证闸门安全控制运用并尽可能延长工程使用期限，采用钢围堰对门槽垂直面部位进行检修，对混凝土结构损坏处采用补强处理，对金属结构预埋件损坏处视损坏情况按设计要求进行更换处理。因金汇港北闸每天过往船只频繁，根据水闸通航的实际情况和业主要求，要求门槽抢修在72h内完成。

3 主要施工设备及材料

3.1 钢围堰

此次施工所用钢围堰为整体式钢围堰，根据闸首门槽宽度、门槽埋件布置和考虑人员工作环境及施工期间潮位影响、吊装等因素专门设计，2只钢围堰水平断面尺寸为2.0m×1.9m，高度为5.5m，自重2.5t，左右岸两侧门槽同时施工。

钢围堰的支撑型钢承载力按金汇港北闸最高水位为3.80m ，底板-1.20m，水深按5.00m计算，钢围堰的型钢梁简化受力件见图1。

图1 钢围堰的型钢梁简化受力件图

表1 简支梁受力分析表

表2 悬臂梁受力分析表

3.2 施工船舶

（1）本工程所用施工船舶为盐中捞9号（80t浮吊）船舶，主要起吊钢围堰，船舶长×宽×深为28.8m×8.7m×1.8m，满载吃水深为0.9m。

（2）浮吊（20m吊杆）船起吊性能见表3。

表3 浮吊（20m吊杆）船起吊性能表

金汇港北闸闸门为升卧式平面钢闸门，起吊高度受限，吊装时20m长吊杆，水平夹角5°，能满足起重要求。

3.3 H K - U W - 1水下环氧混凝土

HK - UW - 1水下环氧混凝土（砂浆）是一种强度高、可在水下固化的高分子复合材料，具有在水下不分散、自流平、自密实的性能；可直接在水下浇注，固化快，混凝土早期强度增长快，终期强度高；施工、拌合和水下浇注工艺简便；该材料在水下固化后具有很高的抗压和抗折强度，并且具有优良的抗冲磨和耐腐蚀性能，耐久性好；可用于大坝、港口、码头、桥墩等水下建筑物的止封、加固和补强处理。HK - UW - 1水下环氧混凝土主要性能指标见表4。

表4 H K - U W - 1水下环氧混凝土主要性能指标表

4 主要施工工艺

4.1 钢围堰就位

从下达停航时间开始，开启修补一侧闸门至水平位置，关闭另一侧闸门，确保修补侧闸室两边无水位差。钢围堰从码头采用塔吊调运至运输船上，再由运输船运至施工现场后由浮吊工作船扒杆将围堰安装就位至检修门槽处。钢围堰就位后，使用钢丝绳，手拉葫芦等设备与岸墙系船柱固定，确保钢围堰在施工过程中不会受到潮水等冲击。浮吊工程船作业见图2，钢围堰就位平面见图3。

图2 浮吊工程船作业图 单位：mm

图3 钢围堰就位平面图

4.2 钢围堰排水

为抢工期，2只钢围堰同时施工作业。以一侧钢围堰为例，排水采用1组抢排水、1组常排水，2组配合进行抽水。钢围堰就位后，将潜水泵置于堰内底部，2组水泵同时开启，最大限度的排出钢围堰内部积水，同时潜水员进行水下堵漏作业，将钢围堰与闸墩侧壁接触处的缝隙用事先捆扎好的棉花条从外面进行填塞。钢围堰与闸底板进行同上堵漏作业。待抽水形成钢围堰内外水位差时，堵漏棉花条自然吸附在缝隙处。因堵漏无法做到完全无渗漏情况，所以待钢围堰内积水基本排出后，关闭抢排组水泵，保留常排水泵，以一定流量向堰外排水[2]。以保证钢围堰内少量渗漏积水及时排出，确保抢修施工在无水或少水的情况下进行。

4.3 门槽修补施工

4.3.1 门槽清理

施工人员根据门槽轨道钢板、护角钢、预埋件损坏、变形、缺失的情况，对变形无法修复的金属件，采取整体割除；对锈蚀缺失的预埋件重新钻孔植筋；对缺失的混凝土表面用水进行冲刷，再用钢丝刷拉毛，除去表面附着的水生物。为金属结构埋件及混凝土修补做好准备工作。

4.3.2 金属结构埋件修补

金属材料所处的水上与水下的各个部分环境条件不同，其腐蚀情况也不同，一般分为大气区、飞溅区、潮差区、全漫区和泥浆区。其中飞溅区浪花飞溅，忽干忽湿，表面积存的盐分多，对金属腐蚀最严重的区域，腐蚀速度可达到0.5～ 1.0mm/a，为海水全漫区的5～ 10倍[3]。因此需对不同区域的金属埋件采用不同施工工艺进行修补施工。

对缺失的门槽轨道钢板，选用同样材质规格的钢板进行修补焊接，做到焊接点平滑，面板与金属预埋件焊接点牢固，支撑有力；对缺失锈蚀的护角钢，选用同样材质规格的角钢进行焊接修补，做到焊接面平整，角钢与金属预埋件焊接牢固；对门槽轨道行走面板磨损凹陷严重的，往往内部混凝土都有缺失情况，将凹陷的面板整体割除，重新补焊轨道钢板，需预留混凝土浇筑孔，待水下环氧混凝土浇筑完成，并到达要求强度后，再将预留孔补焊封堵。

4.3.3 混凝土修补

此次采用的HK - UW - 1水下环氧混凝土（砂浆），在水下浇注或水上施工时，石子和砂都要求干燥，含水率应小于1%，否则将影响混凝土强度。施工人员在完成对门槽轨道混凝土缺失处立模后，将砂、石、粉料拌匀后再开始配浆，以免产生树脂快速固化的现象，混凝土搅拌严禁加入各类稀释剂来调节稠度。水下环氧混凝土浇筑完成后，在无水环境下养护12h，再静水养护24h，混凝土强度可达到运行要求，启闭闸门可投入正常运行使用。

5 结 语

此次金汇港北闸门槽抢修，在断航具备施工条件后，立即分启吊组、潜水组、维修组3个小组统一指挥、各司其职，连续施工72h，交叉作业。在克服工期短，施工环境复杂，施工工艺难度大的情况下圆满完成抢修施工。采用新型水下环氧混凝土材料，缩短了工期，施工效果显著。在水闸维修时采用钢围堰技术，不需拦河筑坝，简单易行，工期短，造价低，钢围堰可重复使用，在水闸维修中使用较多[4]。

[1] 蔡平，张晖，丁德祥.船闸升卧式闸门门槽损坏原因浅析及抢修[J].江苏水利，2014(9)：27- 29.

[2] 张俊华.九圩港闸工作门槽的维修加固工艺浅析[J].江苏水利 ，2013(9)：30- 31.

[3] 彭渊，傅永平.聚合物材料在闸门门槽修补中的应用[J].浙江水利科技，2012(4)：58- 62.

[4] 邹丹，李志.U型钢围堰在水闸门槽抢修中的应用[J].上海水务 ， 2014(A01) ：81- 84.