液压坝蓄水闸坝两侧多角度止水钢板施工工艺

常海春

（高平市河道水库技术中心，山西 晋城 048400）

液压坝广泛应用于水利景观工程中，其施工环境复杂，坝基各段地质情况不一，蓄水闸坝侧墙止水钢板，在实际运行过程中易出现结构变形、后浇混凝土极易开裂、止水装置多出现渗漏等质量问题[1-2]。因此，如何改进止水钢板施工工艺，避免出现工程质量问题，确保复杂施工环境下的施工进度，并做到节省人、机、材料耗费等，成为亟待解决的问题。

1 工程概况

丹河生态治理工程是丹河流域（山西高平段）生态保护与修护工程的项目之一，工程治理范围从丹河锦华街桥上游至河西镇下庄段，治理长度约10 km。工程建设的主要内容为河道清淤疏浚、部分河道改道、新建18 座液压坝及生态长廊景观绿化等。其中液压坝坝体采用钢筋混凝土结构，主要由上游铺盖、控制段、消能段和海漫段组成，总长度为60.3 m，此次蓄水闸坝两侧多角度止水闸门的施工位置位于控制段前端。

2 液压坝设计

2.1 液压坝主体结构

本工程液压坝由多扇门体及其控制设备组成，采用厂家成品钢闸门，每扇闸门的尺寸为5 m×3.7 m。每扇闸门门体采用四点支撑，由两根液压杆和两根滑动支撑杆支撑挡水，每扇门体通过铰支座固定于闸底板上，底部设有门轴，通过液压缸顶升每扇门体背部，实现升坝拦河蓄水和降坝泄水。液压坝采用小液压缸与限位锁定钩来控制滑动支撑杆，当每扇门体升至最大高度时，滑动支撑杆进入限位器锁定，由支撑杆固定支撑门扇体，通过液压杆与支撑杆相互交换使用，实现固定拦水，活动降坝[3-5]。

2.2 液压坝蓄水闸施工要求

（1）伸缩缝设置。液压坝基础混凝土每2 扇门分一道伸缩缝，缝宽2 cm，用低发泡沫塑料板填缝，缝内止水。

（2）橡胶止水设置。混凝土底板与底板之间及边墙与底板之间设置橡胶止水，缝宽20 mm，缝内填低发泡模板。

（3）基础处理。基础应采用人机配合机械夯实，压实度应≥0.96。

（4）混凝土施工。为满足防渗、抗冻、抗压要求，垫层采用C15 混凝土浇筑、抗冻等级为F200，控制段底板采用C30 钢筋混凝土浇筑、抗渗等级为W4、抗冻等级为F200。混凝土结构钢筋铺设，要求在闸门底板预留孔位处，对钢筋进行截断，并向内弯折，伸入预留孔的长度≥0.2 m；支撑杆预埋孔加强钢筋弯钩长度，采用6.25 倍直径，钢筋骨架采用绑扎链接，最小锚固长度≥30 倍直径，钢筋保护层厚度为5 cm；面板焊前与之贴合构架焊缝要打磨平整，检查表面平整度。焊缝的宽度应基本一致，要求平直，无明显毛刺，相对误差≤2 mm。

（5）铰支座采用一次性浇筑，液压缸及支撑杆采用二次浇筑。

3 施工工艺流程与施工方法

3.1 施工工艺流程

蓄水闸坝侧墙止水钢板位置预留、搭设焊接平台、两侧侧墙不锈钢预埋螺丝安装施工、止水钢板吊装及焊接施工、按精度要求复核检查、膨胀细石混凝土浇筑施工、L 型多角度止水装置施工、闸门安装、闸门止水试验与验收，施工流程见图1。

图1 液压坝蓄水闸坝侧墙止水钢板施工工艺流程

3.2 施工方法

3.2.1 搭设焊接平台

由于每个止水钢板的面积较大，为了降低运输成本和便于运输，通常将大面积止水钢板分成2～3 块，在现场进行焊接拼装。现场所用焊接平台也是由多个小焊接平台架构组装而成，小焊接平台架构包括：顶板横向支撑架、纵向支撑架、竖向支撑腿和底板。

横向支撑架和纵向支撑架固定连接，形成一个水平安装平台；顶板的表面打孔以便于安装焊接工具，脚部设有垫板，通过打孔用螺栓固定安装在水平安装平台上；竖向支撑腿通过调节螺栓与底板连接并通过螺母锁紧固定，通过调节螺栓可调节竖向支撑腿的高度。在进行正式焊接前，需对组装后的焊接平台进行平整度复核，控制平整度在±3 mm 范围内，以保证大面积止水钢板的焊接质量。

为了保证大面积止水钢板的整体精度，避免由于焊接产生的波浪变形导致整体精度达不到要求而漏水，采用每间隔100 mm 交错断续焊接方法，将多块小面积止水钢板焊接为大面积止水钢板，并采用双面对称焊接提高焊接止水钢板的整体强度。

3.2.2 不锈钢螺丝预埋

在坝基的预留槽中采用激光垂准仪，将止水钢板的中心线位置放出，再根据中心位置确定沿止水钢板四周的预埋膨胀螺丝位置并标记好，然后采用风镐对预埋膨胀螺丝位置的混凝土进行凿除，利用激光垂准仪调整膨胀螺丝的位置，调整好后将M16 膨胀螺丝与坝基的钢筋网片进行焊接，膨胀螺丝间距为400 mm。顶部两侧可选用2 根长度200 mm 的膨胀螺丝用于后期止水钢板吊装[6]。

3.2.3 止水钢板安装

止水钢板采用20 t 汽车吊吊装，在液压坝的坝基外侧架设汽车吊，对整块16 mm 厚的止水钢板进行吊装，派专人进行吊装指挥，吊装过程要缓慢有序，将大面积止水钢板吊至预留槽中后，先将止水钢板穿过预先焊接好的200 mm 长的螺栓，底部采用卡槽固定在同一平面进行初步固定，顶部调节螺母保证止水钢板左右侧平行3 mm，上下侧垂直度3 mm，再选取止水钢板四周关键受力处的预埋膨胀螺丝进行初步定位焊接。

3.2.4 止水钢板焊接

在定位焊接同时进行同步测量，每焊接好一边进行一次复核，保证大面积止水钢板的平整度控制在±3 mm 内。定位焊接全部完成后进行整体焊接，施焊时要注意防止产生缺陷，起弧、接头、收弧处要平整饱满。在液压坝侧墙的大面积止水钢板全部安装完成后，派专业人员对止水钢板的安装精度进行复核，在混凝土浇筑前与施工后应进行多次监测，确保止水钢板的施工质量。

3.2.5 膨胀细石混凝土浇筑

严格控制配合比，是控制膨胀细石混凝土浇筑质量的关键。浇筑混凝土前，要对模板缝隙进行封堵，保证模板密实；在浇筑细石混凝土过程中，必须严格控制浇筑速度，每浇筑至50 cm 高后，才能进行振捣，做到不漏振不过振，每一次振捣应使混凝土表面水平不再下沉，不再出现气泡，并呈现浮浆为准。在浇筑过程中尽量减少对止水钢板造成的侧向力与震动，并保证填满填实，避免产生施工缝。膨胀混凝土的养护工作一般在浇筑结束后10 h 内进行，养护时间不宜低于28 d[7]。

3.2.6 L 型止水带施工

在坝页外侧预先焊接坝页槽钢，将闸门运至现场后，根据侧墙与闸门剩余的实际宽度截取合适的扁钢，采用M12 螺栓、每隔10 cm 将L 型止水带固定在扁钢上，L 型止水带沿闸门高度通长布置。止水装置的螺栓与止水带之间设置防水垫片，保证止水带不渗漏，将扁钢与预留槽钢进行焊接，为保证扁钢强度，在背水面一侧设置90 cm×60 cm×10 cm 三角筋进行补强。

3.2.7 闸门安装

在坝基止水钢板及闸门安装完成后，通过液压油缸对蓄水闸坝试运行进行调试，检查闸门活动是否有阻碍、是否顺畅，检查L 型止水带与坝基、不锈钢钢板间是否有不规则空隙等，发现问题及时解决处理。

3.2.8 闸门止水试验前准备工作

闸门安装后应及时对止水钢板面进行检查，如发现闸门安装对止水钢板造成的不良影响，采用轻微打磨处理，保证止水钢板光洁平整，然后在闸门与止水钢板运行接触面上涂抹润滑油，减小止水钢板对闸门止水橡胶的磨损。

4 施工质量检查与工程效果评估

4.1 施工质量检查

施工时要求按照《水工金属焊接通用技术条件》（SL36-2016）进行焊接，焊缝尺寸应符合《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB/T 985-2008）标准的规定。

为保证焊接处结构强度，施焊时应注意防止产生缺陷，起弧、接头、收弧处应平整、饱满。隐蔽焊缝应先检验合格后方可覆盖，焊缝金属表面焊波应均匀，不得有裂纹、烧穿、弧坑、夹渣等缺陷，以免应力不均造成结构破坏。

为避免止水钢板因腐蚀影响使用，对钢板表面进行抛丸、喷锌，金属涂层的厚度及性能应符合规范《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-2007）的规定。

4.2 工程效果评估

经过多项测试与评估，该液压坝蓄水闸坝两侧多角度止水钢板施工工艺，具有高效、可靠的特点。

（1）多角度止水钢板密封性能好，能有效解决传统闸门安装后闸门侧面漏水的难题。

（2）多角度止水钢板施工工艺能够节省安装时间，安装后维护工作量较少，几乎不需要维护。

（3）该止水装置不仅可以满足经济合理的施工要求，同时还可以保证蓄水闸坝在任意角度位置都能进行止水，具有良好的应用前景。

5 结语

高平市丹河生态长廊液压坝施工项目，蓄水闸坝两侧多角度止水钢板安装施工工艺及施工质量控制，利用激光垂准仪、槽钢、L 型止水带等工程材料，并辅以精确的测量监控，进行高精度安装，缩短了施工工期，止水效果良好。

本次研究改进了闸坝两侧多角度止水钢板的施工工艺，尤其是止水钢板连续拼接施工技术、坝基止水钢板高精度安装技术及L 型多角度止水装置安装技术的成功运用，在节省工程材料和减少施工作业人员工作量，降低施工成本的同时，也避免了传统景观工程在施工和运行过程中经常出现的钢板结构变形、混凝土开裂和止水装置渗漏等质量问题，对达到良好的工程预期效果起到了至关重要的作用。