浅析橡胶坝施工技术要点

2022-02-19王艳军

科学技术创新 2022年1期

王艳军

（中交第三航务工程局有限公司厦门分公司，福建厦门 361006）

橡胶坝是本河道整治工程的施工重点和难点，包含施工导流、地基处理、橡胶坝施工、坝袋安装、泵房施工等多个部分施工，涉及水利土建工程、建筑工程、电气工程等，技术储备要求严格。本工程包含三座橡胶坝施工，为了提高施工质量，通过学习相关文献、施工方案，查阅相关规范、图纸，结合现场实际施工，总结施工过程中的技术要点与难点，为项目的顺利开展打下了良好的基础。

1 工程概况

龙海市南太武高新技术产业区基础工程新圩溪河道整治工程位于龙海市南太武高新技术产业园区，为了满足规划厂区的用地需求以及规划道路的实施，对规划厂区范围内的新圩溪河道进行改道整治，改道整治后新圩溪河道总长3045.14m。护坡结构为C20 埋石砼重力式挡墙。为使河道在枯水季节减少河床地面露底几率，满足蓄水景观要求，新建3 座充水式橡胶坝，坝高均为4.5m。其中1#橡胶坝设计河道顶宽14.0m，2#、3#橡胶坝设计河道顶宽28.0m。1#～3#橡胶坝底板厚度1.0m，采用C20 钢筋砼现浇，底板以下为C15素砼垫层，坝底板顺水流方向长度为15.8m，水闸上游设铺盖段，下游接消力池及海漫。

以2#橡胶坝为例，施工主要分为施工导流、地基处理（单管高压旋喷围封桩、水泥搅拌桩）、橡胶坝施工（从上游往下游分别为：铺盖段、闸室段、消力池段、海漫段、防冲段）、坝袋安装（采购、质量检验、安装锚固、充排水试验）、泵房施工（主体工程、砌体工程、地面工程、装饰与装修工程、屋面工程、门窗工程）等几大部分。橡胶坝平面、断面布置如图1、2。

图1 2#橡胶坝平面布置图

2 施工中的技术难点分析

橡胶坝及泵房施工工序繁多施工组织协调难度较大。如何合理编排各工序施工时间及各工序在空间上的布置，是施工过程中的重难点。首先要做好现场调查，结合图纸对主要工序进行分析，制定科学的施工计划，计划要有前瞻性，充分考虑后续施工的准备工作及紧前工作，以免因施工前置条件不足影响后续工作开展。

多工序交叉，多专业配合，多工种协作是施工组织协调需要解决的核心问题。参考以往施工经验及本工程实际施工情况：应优先选择枯水期施工，先进行施工导流（导流以二期为宜）、便道填筑及地基处理（软基桩施工）；泵房工程可与橡胶坝主体工程同步施工，空间上多工作面同时进行，但应注意相关管线、预埋件及预留孔的预埋。橡胶坝施工可遵循由下至上，水平推进、先施工工期较长的结构，时间上流水作业，在不影响相邻作业面的情况下合理资源投入，在满足质量要求、经济性的前提下缩短工期，留有足够的自由时差以便应对其他突发事件。

3 橡胶坝施工技术要点

3.1 高压旋喷桩围封

本工程橡胶坝闸室基础四周采用高压旋喷桩围封，桩径600，间距450，桩端伸入全风化岩层1m，起防止地基土液化兼具防渗的作用。闸室基础采用水泥土深层搅拌桩进行地基处理，深入中砂层0.5m，桩径500，排距1.0m，矩形布置。软基桩施工的常规技术要点及质量控制措施主要包括试桩工艺及控制成桩过程中的水泥用量、桩长、搅拌头转速和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等，以及桩基的检验如：桩身均匀性，桩头直径及质量、复合地基承载力和单桩载荷试验。可参考图纸及技术规范执行就不再逐一论述，本工程中需特殊注意的是围封防渗墙与底板衔接处的处理，与普通砍桩头不一样的是桩头并非全部破除而是保留中心直径350mm 的部分，形成一个凸出嵌入钢筋砼底板的防渗接头结构，接头外侧包裹100mm 的3#沥青，再加套一圈厚度25mm、高度400mm 的沥青杉木板。桩顶处理结构详如图3。

图3 桩顶结构详图

要确保每根桩砍桩头的质量，防止缺边掉角、开裂甚至断裂，是一个重要关键而又复杂繁琐的过程，需要采用人工配合小型空压机破除，破除前做好标记、破除过程中循序渐进不可盲目求快，以免破坏接头。安装定位好沥青杉木板外套后填塞沥青，沥青应填塞密实。

图2 2#橡胶坝纵断面布置图

3.2 橡胶坝施工

橡胶坝的各结构的施工可参考施工方案以及采用相应的质量标准进行控制。其中闸室段的闸室底板是施工控制的重点，以2#橡胶坝为例其施工流程为：D500 深层搅拌桩处理→碎石褥垫层铺设→C15 素混凝土垫层浇筑→DN400 充排水钢管及水帽安装→钢筋制作及安装→底板及侧墙止水带安装，上游锚固槽及下游锚固槽橡胶坝体垫板、螺栓、通长钢筋预埋→模板安装→混凝土浇筑→拆模养护。

各流程中需重点控制的是：（1）底板与坝袋接触的部应平整光滑，不得出现粗糙、凸凹现象；闸室侧墙与坝袋接触的部也应平整光滑，预留槽口棱角部位应制成圆弧倒角，以减少因水流脉动、冲击的影响而使坝袋产生震动磨损。（2）充排水管安装前应先做好防腐处理，按图纸布置要求预埋安装，冲冼管道应固定牢固以免在底板砼浇筑时受震动而偏位，采取必要措施防止管口及水帽被水泥浆封堵。（3）锚固槽施工质量控制，锚栓和垫板使用前应进行质量检验，当坝底板钢筋模板施工完成后，根据图纸要求确定锚固槽及垫板位置，将垫板调整至设计高程后，中心对中然后焊接固定，再进行统一测量，检查调整。全部垫板安装完毕并检查无误后，可将锚固螺栓至下向上穿入垫板锚栓孔内，测量高程，调整垂直度，然后固定[1]。锚固螺栓和垫板全部安装完成以后便可浇筑混凝土，过程中必须时刻观察预埋件的稳定性，若发现位移变形及时调整加固。

3.3 坝袋安装施工

坝袋施工可分为坝袋质量控制、安装前准备工作、坝袋安装、坝袋充排水试验几个部分。坝袋质量控制可通过多家比选择优选用、实地考察及生产过程跟踪来确保坝袋产品质量，材料运输及存放应格外注意，以免划伤刺破橡胶坝坝袋。橡胶坝进场后应对其进行质量检验。（表1）安装前准备工作需要注意以下几点：（1）坝袋与底板、锚固槽及翼墙等接触部位应平整光滑，若接触部位存在砼棱角、毛刺则可用手砂轮打平、磨光，以免坝袋被刺伤、磨损。（2）检查充排水系统是否正常，管路是否通畅，有无渗漏现象，设备是否运行正常。坝袋安装是橡胶坝施工中至关重要的一环，底垫片就位时应注意保护底垫片免受损伤，可用过作业人员穿软底鞋减少对垫片的损伤及加强检查来确保垫片质量，垫片与水帽和各管口接触部位应做好防渗处理。坝袋安装时，可采用机械配合人工摊展，区分坝袋上下游方向，先对齐下游端相应的锚固线和中心线，再使其与上游端锚固线和中心线对齐吻合。摊展时可在底垫片上洒一些滑石粉，减少坝袋摊铺时的摩擦力。锚固是坝袋安装中关键的一环锚固顺序应先中间，后两边，上下游可同时进行，最后进行两边堵头。应确保锚固槽底板、上下压板、底垫片、坝袋间连接密室可靠，防止漏水漏气。[2]压板要首尾对齐，采用多次多次拧紧的方式，坝袋充水试验后，再次拧紧螺帽。坝袋安装完成后，应通过充排水试验，检验坝袋锚固施工质量及充排水系统的运行情况。应采用分级充胀，每次冲水冲至设计坝高的1/5 左右为宜，停留时间不得少于半个小时，设专人观察、观测，发现情况及时处理，充至设计高程后，再观测24 小时以上[3]。

表1 坝袋胶料物理机械性能检验

3.4 泵房施工

本工程泵房地上1 层（配电房）高度6.5m，地下一层（泵房）5.6 米，总建筑面积83.01m2。水利泵房印证了麻雀虽小五脏俱全这句话，泵房施工包括C15 混凝土垫层、C30 筏板基础、钢筋混凝土底板、钢筋混凝土柱、回填压实、钢筋混凝土壳柱梁板、楼梯梁、台阶、砖砌体、屋盖挑檐、屋面和保温层、水泵、金属机电设备安装、内、外粉刷装饰等多个工序，涉及多个专业方向，各专业需密切协作配合，避免疏漏，造成返工。泵房各工序的施工可参照方案及规范进行控制，因泵房的各类材料种类繁多，用量又较小，因此材料的采购和检验也较为麻烦，需要结合施工进度提前计划采购并及时送检，以免影响工期。泵房施工中需注意的是各类管线的布置，供配电、防雷接地及供排水钢管等安装应严格按照图纸要求布置，提前预埋、准确定位、施工中注意保护及时检查是否破损或偏位。还应重点把控防水层、保温层施工质量，设备及金属结构安装应重点关注水泵安装、阀门安装、供水管路安装，动力配电柜安装等。泵房应进行防雷装置安全性能检测，表2。

表2 防雷装置安全性能检测

3.5 电气设备调试

电气设备全部安装完成后，应对电气设备系统进行调试。调试前根据图纸和有关规定要求，先对全部一、二次回路进行检查。要求回路绝缘电阻不小于0.5MΩ，方可进行通电试验，试验时，应对各电机、电气元件温度进行测定，升温不能超过允许值。电气设备系统调试，应先进行空载试验，合格后再进行带载试验。电气设备检验合格后可通过排水试运行检验排水系统的运行情况，对水质中杂物较多的河道可在进水口设置过滤设施，防止异物堵塞管道。