潼湖围陈屋边水闸工程混凝土浇筑施工探析

周达杰

（东莞市运河治理中心，广东 东莞 523000）

1 工程概况

陈屋边水闸是潼湖围中的一个重要水闸，建于东江下游潼湖围石马河段谢岗涌出口，潼湖围现状为3级提防，陈屋边水闸为3级建筑物，属中型水闸，工程等别为Ⅲ等。石马河右岸和东江左岸建有潼湖围，设计防洪标准为50年一遇，分为潼湖围东江段和石马河段两段堤防，潼湖围内集雨面积为494km2，由相关单元共同构成流域的防洪排涝体系。考虑与潼湖围防洪标准一致，采用设计洪水重现期为50年，校核洪水重现期为100年。正常蓄水位为5.00m，设计洪水位为9.63m，校核洪水位为9.68m[1]。

2 水闸混凝土施工工况

2.1 消能防冲设计中混凝土用量

闸下游消能防冲采用底流消能方式。综合考虑闸室水流流态、下游水流衔接条件，及对相邻建筑物运行的影响，闸室下游设消力池及海漫。消力池池深1.5m，池底高程为0.1m，连接段的坡度采用1∶4，其水平投影长7m，厚度1.0m；水平段池长11m，厚度1.0m，末端设消力坎，坎顶高程1.6m。在消力池水平段设置梅花型布置的直径80mm的排水管，排距及孔距均2m；消力池下游布置海漫，首段采用混凝土海漫，长10m，厚0.5m，高程为1.60m，下游紧接斜坡段浆砌石海漫并设置5m×5m的混凝土框格梁，坡度1∶10，其水平投影长度为25m厚0.5m，末端高程为-0.90m；海漫末端设抛石防冲槽深2.5m，顶面宽度12.5m。

新建水闸工程混凝土用量：C25铺盖混凝土297m3、C25闸室底板混凝土1050m3、闸墩C25混凝土1650m3、胸墙C25混凝土65m3、公路桥预制C45混凝土126m3、启闭机上部结构C25混凝土339m3、消力池底板C25混凝土619m3、水平段海漫C25混凝土175m3、海漫C25混凝土隔梁48m3、海漫浆砌石362m3、悬臂式挡墙C25混凝土793m3、扶臂式挡墙C25混凝土2232m3、刺墙C25混凝土183m3。

2.2 混凝土浇筑要求

水闸结构混凝土施工，要依据实际情况，落实相应施工方案，结合混凝土施工标准，制定施工措施，确保所处部位采取最适宜的施工工艺，以发挥混凝土抗渗透、抗风化的优势。根据供水、防洪涝、发电能力等方面进行多元考量，确保水闸、溢洪道等水利工程的结构浇筑工程单元的综合质量，能满足设计规范要求，维护水利工程整体的综合应用水平。

水闸工程施工周期为3～5年，混凝土用量较大，这就需要施工部门结合实际情况，针对具体问题进行分析和处理[2]。工程混凝土施工单元的施工技术较为复杂，加之水闸、溢洪道等建筑单元的结构造型多样，施工部门应结合具体施工单元，完成混凝土施工，结合不同施工条件、完成工程达标可行性要求，选取适宜材质的混凝土，保证施工的整体水平。

陈屋边水闸工程要结合水位进行容积复查，以有效判定对应工序混凝土浇筑环节的用量，复查结果：水位为3.5m，复查容积为7.3万m3；水位为4m，复查容积为57.2万m3；水位为4.5m，复查容积为232.1万m3；水位为5m，复查容积为442.2万m3[3]。

此外，陈屋边水闸和溢洪道混凝土浇筑工作，存在地基开挖、项目单元安装等工序交叉作业，增加了施工难度，只有完整地执行浇筑施工方案，才能减少不良操作对工程整体质量的影响。

3 混凝土浇筑施工

在水利工程项目中，水闸和溢洪道混凝土浇筑施工，要按照基础流程有序开展，从根本上维持工程项目的综合水平，提升工程项目的整体水平和质量[4]。

3.1 完善施工工序

第一，坚持先深后浅的原则完成混凝土浇筑。为确保施工安全与质量，有效减少排水工作量，水闸基础浇筑，应先浇筑深基础、后浇筑浅基础。

第二，坚持先重后轻的原则，先浇筑自重较大的部分，预沉一段时间，在保证基础沉降密实度达到设计效果后，再浇筑自重较小的区域，尽量减少水闸沉陷差。

第三，坚持先高后矮的原则，先浇筑水闸的闸室段，然后再浇筑溢洪道等结构的上下游连接区域，从而平衡施工力量，减少交叉作业的压力，优化综合监督管理效果[5]。

第四，坚持先主后次的原则，在完善重点位置施工质量的基础上，穿插一些次要的施工环节，确保浇筑过程流水线的平稳性和施工的安全性。

3.2 基础开挖处理

水闸和溢洪道混凝土浇筑，要在施工工序开始前进行基础开挖处理，保证相应工作有序落实[6]。

3.2.1 工程地质分析

工程区地表广泛被第四系冲积层（Qal）、近现代人工填筑层（Qs）覆盖，下伏基岩为三叠系小坪组（T3x）泥质粉砂岩。

第四系冲积层（Qal），主要分布于陈屋边水闸两岸河堤及河床，地面建筑物及周边。该层普遍有揭露，分布范围较广，压实性不均匀，揭露厚度0.20～7.45m，层底高程-0.27～8.1m。

近现代人工填筑层（Qs）覆盖，广泛分布于整个工程区，主要由土黄色粉质黏土、粉土、黑色淤泥、淤质黏土、浅黄、灰白色泥质粉细砂、砾砂等组成，厚度一般15～30m。

下伏基岩为三叠系小坪组（T3x）泥质粉砂岩。为棕红色、浅紫色泥质粉细砂岩，风化较强烈，在闸址区普遍有揭露，揭露层厚1～5m。根据风化状态，划分为全风化带（Ⅴ），强风化带（Ⅵ）。

3.2.2 软基础开挖处理

水闸基坑积水抽排，要采取管井法、轻型井点法；要稳定基坑的边坡结构，则采取滤水拦沙处理机制。根据陈屋边水闸工程的土质结构，基础工程需预留保护层，为减少地基扰动造成的影响，在距基坑底部50cm处，采用人工向下开挖。

为确保承载力和湿度参数在规定范围内，根据砂砾地基、软粘土地基的基础特性，在砂砾地基面洒水，保证浸湿超过15cm；软粘土地基应先铺设一层10～20cm的碎石垫层，再浇筑混凝土垫层。

3.3 施工具体操作

水闸和溢洪道施工，应建立完整的施工环节和施工监督模式，以保证施工流程合理、质量提高。

3.3.1 关键环节施工

浇筑过程中，要检查水闸结构和溢洪道结构模板、支架的稳定性，校验钢筋位置、止水位置和预埋件位置，及时进行异常情况的纠偏和改正。

混凝土浇筑过程中，为有效减少砂浆和骨料分离造成的安全隐患，混凝土浇筑至平仓段，不能使用振捣器。浇筑到水闸和溢洪道顶部面层时，要及时进行抹平，合理控制泌水问题，定浆后要再进行抹面处理，避免出现松顶和干缩裂缝问题。混凝土浇筑结束，要进行覆盖洒水养护。

3.3.2 水闸和溢洪道底板施工

底板施工包括立模单元、钢筋绑扎单元、架立仓面脚手架单元、清仓处理、混凝土浇筑等。要保证整体质量标准，就要按照标准化流程有序开展。

侧模板处理中，侧模板借助斜撑结构和地龙木结构等固定在基础桩结构上。钢筋绑扎要借助预制砂浆垫块，借助细铅丝完成下层钢筋的控制，确保绑扎的合理性。底板面层钢筋要固定在预制混凝土的四棱柱结构上，维持整个底板结构的平衡。

架立仓面脚手架，利用不同型号的翻斗车进行混凝土的运输和处理，保证架立效果符合预期。若是混凝土采取泵送或者是吊罐运输，则无需进行脚手架的处理[7]。

混凝土浇筑。要结合施工情况和具体要求，完成材料的选择，底层和面层混凝土，要选择抗腐蚀性好、抗侵蚀性好、耐冲磨的高强度水泥。为保证粗骨料的粒径较小，采取跳仓式进行浇筑。

3.3.3 墩结构浇筑

在水闸和溢洪道结构中，墩结构施工非常关键，要保证浇筑流程和浇筑质量满足设计要求，就要针对不同情况采取相应措施。工况一是墩结构和底板连为一体，则同时进行对称浇筑；工况二是墩结构和底板分离，则单独进行墩结构浇筑处理；三是为方便振捣，墩结构采取分层浇筑，浇筑层厚取30cm。在墩结构中，门槽浇筑是难点，一般采取预留二期混凝土或者是预制门槽一次浇筑成型。

4 结语

为确保相关施工单元的综合质量满足设计标准，施工缝予留要便于浇筑流程和浇筑效果，墩结构高度较大，施工缝应设在结构受力较小部位。本工程在水闸墩结构高10m位置预留2个施工缝。由于水闸承受单向水头，墩结构施工缝朝向上游斜面。