船闸翻板门的穿墙管高压注浆施工工艺

郑先野

1 工程概述

北仑区梅山水道抗超强台风渔业避风锚地工程南堤枢纽船闸为单级双线 500吨级Ⅳ级船闸，船闸净宽12m，闸室净长120m。船闸为软基液压翻板钢闸门式船闸。主要由外海侧导航墙、外海侧隔墩、活动钢桥、外海侧闸首、闸室、内港侧闸首、内港侧导航墙、内港侧隔墩组成。闸首在一线、二线船闸处各有2个，每个闸首东西侧各设1个穿墙水封管，共需进行8个穿墙水封管的灌浆施工。具体设计要求如下：

1.1 施工材料

1.1.2 灌浆料，参数要求：强度必须大于C40强度等级、抗渗等级不小于W6、灌浆料的最大氯离子含量不大于0.06%。

1.1.2 预埋注浆管，要求全断面可灌浆，布置2圈。

1.1.3 预埋注浆管的灌缝材料，采用裂缝修补材料。

2.2 施工要求

2.2.1 灌浆料流动性满足施工工艺要求，不会堵管。

2.2灌浆料凝固时间不宜太短，满足施工灌浆时间要求。

2.2.3 灌浆压力按照规范执行，花纹注浆管的注浆压力要满足规范要求。

2.2.4 做好灌浆管和预埋注浆管的封口措施。

2 施工方法

2.1 空压机填筑

穿墙水封管的填筑区域近似为直径2.27m～2.54m之间的圆环，因此灌漿填筑需采用空压机填筑的施工工艺，确保圆环内部填筑密实。

2.2 施工设备

灌浆填筑采用单联二级过滤净化器、单相双值电容电动机空压机、PVC增强软管。空压机额定功率2.2kw，PVC软管直径50mm，有利于将填筑材料在短时间内注入构造物内。

2.3 填筑材料

灌浆料采用台湾安固工程股份有限公司生产的AC-100无收缩水泥系列材料。AC-100是预拌式非金属性粉状之无收缩灌浆材料。系由无收缩剂添加适量的水泥及石英砂，均匀拌合而成，在施工现场加水拌合即可使用，具有优良的流动性，使用后产生強力握裹，不收缩，阻断毛细现象，滿足应力传递。

2.4 灌浆填筑施工

2.5 灌浆填筑施工准备

在底轴套管安装前，对穿墙水封管内壁的两道止水环的“十”字方向切割4个缺口（5cm×5cm），确保灌浆填筑施工时的灌浆料能确保在两道止水环之间流淌，从而确保灌浆的空隙处密实。另外对穿墙水封管的内壁进行清理干净，同样在立模前再用空压机进行第二次清理灌浆区域的杂物。

2.6 灌浆填筑施工

首先沿着穿墙水封管的两侧止水环根部埋置并固定好2根预埋式花纹注浆管，注浆管的一端位于穿墙水封管底部外露，用于注浆的进口;另一端位于穿墙水封管的顶部外露，用于注浆的出口。

然后在穿墙水封管与底轴套管之间的圆环侧面设置模板，模板采用3mm钢板焊接在穿墙水封管和底轴轴套的止水环外壁上，并将模板与预埋管的侧壁的接触面密封，防止灌浆填筑过程中浆液外流。其中穿墙水封管的空箱侧模板全部封闭密封（顶部预留一出气管，待灌浆料溢出后进行封闭），穿墙水封管的航道侧的底部模板预留一灌浆管施工的预留口，待最后灌填完成进行封闭。

灌浆填筑时将调好的无收缩水泥浆导入单联二级过滤净化器，净化器两头分别连接空压机和PVC软管。灌注填筑施工时从底部开始灌注，逐步抬升，确保灌注区域密实。灌注填筑料时设备放置在闸首航道侧，开始灌浆时，灌浆管伸入穿墙水封管的航道侧底部的止水环与外壁之间，随着填筑料的上升，直至灌浆整个穿墙水封管与底轴套管之间的空隙处。

灌浆结束条件为在持续压力0.8MPa的情况下，延续灌浆5分钟即可结束。

2.7 注浆施工

无收缩灌浆料灌注施工后一般间隔1～2天左右，即可进行全断面一次性注浆施工。注浆管是一种预埋系统，用于混凝土中的施工缝、冷接缝、管子渗缝、地墙之间空隙等处的永久密封。全断面一次性注浆管是一种设计独特的灌注浆管系统，该产品用钢弹簧做支撑骨架，外包裹一层无纺布滤布层，最外层用尼龙丝网包裹。在管内壁和混凝土的接缝之间安装注浆管是非常合适的。可以通过设定在表面的PVC端口注入浆液加以封堵这种方法可以密封接缝，合适的注浆时间可以选择在混凝土养护结束后进行注浆。注浆管的内径为8mm，外径为12mm。注浆的材料选用环氧树脂灌缝剂，采用上海悍马建筑科技有限公司生产的HM-120L裂缝灌注胶。

全断面一次性注浆是施工关键工序，应确保注浆质量，注浆机具、器具及管子在注浆前应进行检查，运作正常时方可使用。注浆导管与注浆管连接应牢固，严密，导管末端应临时封堵严密。注浆管在立模前事先固定在穿墙水封管内壁的两侧止水环底部，同时要求注浆管的两端均外露于穿墙水封管的外侧（外露长度不小于15cm），以便于注浆施工。每个穿墙水封管内在闸首航道侧和空箱侧各埋设2根半圆弧状的注浆管，其交叉重叠部分长度大于15cm。

注浆从最低的注浆端开始，将材料向上挤压，为保证注浆效果宜使注浆液低压缓进。注浆时注浆压力控制在0.2～0.4MPa。压力逐渐升高，防止骤然加压。达到规定压力后，应保持压力稳定，以满足注浆要求。注浆材料不再流入并且压力计显示没有或者几乎很少压力损失，应维持该压力至少2分钟。

注浆结束后，应立即拆除管道，并清洗干净设备。

2.8 环氧砂浆封闭抹面

根据设计要求对穿墙水封管的临水面采用环氧树脂砂浆封闭抹面，增加光滑性和防渗性。环氧砂浆采用湖南固特邦JN-MG系无溶剂、三组分改性环氧树脂砂浆，具有良好的流动性和极高的强度。灌浆口和注浆管的封口也均采用环氧砂浆进行封闭。

2.9 质量检查

根据设计要求的穿墙水管填筑施工要求，通过双重措施来确保穿墙水管填筑料密实性和防渗性到达设计要求：一是采用无收缩的灌浆料来确保填筑料与穿墙水管内壁的密实，二是通过二道预埋注浆管后续压力注浆的工艺来确保细微的空隙填筑密实，确保穿墙水管填筑料不渗水。因此穿墙水管填筑施工的质量检查一是检查各道施工工序的质量是否满足施工工艺要求，二是通过施工完成后的外观检查，是否存在外观的缺陷，尤其是对灌浆、注浆的进口和出气口封堵质量进行检查，确保满足施工要求。

翻板闸门轴套在混凝土浇筑完成后受混凝土本身收缩影响，接触面会产生空隙，影响船闸后期的使用运行。该措施实施后，经现场实际检验，在闸首放水后灌浆密封区域能承受住近10m的水压，未发生渗水现象。对于类似结构的工程具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]中华人民共和国水利部。《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176-2007）、

[2]国家能源局。《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DLT 5148-2012）、

[3]天津港湾工程研究院。《港口工程混凝土粘接修补技术规程》（JTJ/T 271-1999）、

[4]中华人民共和国国家发展和改革委员会。《水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范》（DLT 5018-2004）。