气袋升降式翻板闸门安装质量控制
2023-12-29侯俊宇尚琦智朱晨辉
侯俊宇,尚琦智,朱晨辉
(1.江苏省淮安市水利工程建设管理服务中心,江苏 淮安 223005;2.江苏淮阴水利建设有限公司,江苏 淮安 223005;3.南通大学,江苏 南通 226019)
1 工程概况
淮安高铁新区水系调整工程位于淮安市高铁新区境内,茭陵一站引河蓄水闸为其中一个单位工程,位于茭陵一站引河河道桩号5+912处,京沪高速西侧约420 m,长度89.04 m,设计排涝水位7.26 m,蓄水位6.17 m。工程等别为Ⅳ等,主要建筑物等级为4级。蓄水闸采用气袋升降式翻板闸(气盾闸)结构,单孔净宽50.0 m,设计挡水高度3.94 m。
其中闸门由8 扇6.25 m×3.95 m 气盾坝组成,每扇面板后均布置气囊。压缩机房及控制室设在河道堤防堤脚处。闸门高度3.95 m,闸底板顺水流长15 m,总宽55.4 m。上游设铺盖,下游设消力池,两侧为高钢筋混凝土挡翼墙。
2 气盾坝特点
2.1 成本低、施工周期短
气盾坝为单元化、模块化结构,结构简单,安装作业现场不需要大型施工设备,且安装周期短,基础上部安装一般只要两周就可完成。
2.2 过流能力强
气盾坝不需要中间闸墩连接,在整个河道宽度范围盾板可完全贴伏于基础,阻水高度小,可实现大流量泄水。且钢制盾板充分保护橡胶坝袋,不惧怕漂浮物的突然冲击,树枝、浮木等杂物容易流过,不会造成阻塞。
2.3 运行可控、管理简单
气盾坝控制系统运行简单,故障极少,无需经常涉水进行维修、维护保养,树枝等漂浮物不宜卡挂,清理工作量少,安全保障程度高。
2.4 使用寿命长
气盾坝使用寿命长短取决于橡胶气囊的寿命,气囊耐老化性能超过50年,且在升坝运行和降坝行洪时,气囊都在盾板下面,避免了日光和紫外线直接照射,不受滚动砂石的磨损碰撞、树木等漂浮物的划伤等外部伤害。
2.5 过水高度可控、生态景观效果佳
气盾坝的起升高度可按照要求随意调节,过水高度和运行状态持续可控。在溢流时具有较好的挑流效果,日常泄水时自然形成瀑布景观,可以为城市增添靓丽的风景。
2.6 绿色环保
气盾坝的控制系统采用空气作为充胀介质,不存在漏油问题,不会造成水和周围环境的污染。
2.7 适用范围广
气盾坝适用范围广。适用于各种水文情况复杂的河道,适用于城市美化建设。更可直接应用于各种橡胶坝、自动翻板坝的改造。
3 安装难点
气盾坝主要由盾板、埋件、气囊及附件、控制系统等组成,其中埋件、气囊及附件的安装是控制气盾坝安装质量控制的重点。其工艺原理为:利用空气压缩原理,通过气囊充气与排气,使钢盾板升起与倒伏,以维持特定的水位高度,允许坝顶溢流。
4 安装过程质量控制
4.1 安装流程
预埋件安装→混凝土浇筑施工→精确放样→气囊就位→气嘴连接→盾板就位→锚栓紧固→限位带安装→运行调试→验收。
4.2 预埋件安装
预埋件主要分为锚固体系埋件和充排气体系埋件两类,其中锚固体系埋件的安装是重点,安装精度要求高,需采取独立的固定措施。
4.2.1 锚固体系埋件
现场实施时,锚固螺栓应垂直定位准确,倾斜不超过3 mm,竖直方向采用Φ18钢筋焊接在螺栓底部形成剪刀撑并固定在混凝土垫层上,水平方向采用Φ18钢筋焊接锚爪,形成独立的支撑体系,消除了底板混凝土施工过程中对预埋锚栓的扰动(图1)。
图2 边墙止水大样示意
预埋螺栓安装好后,应对埋件的最终安装精度进行复测,并由专人使用包装工具将螺栓丝口位置包扎,避免在施工过程中伤损破坏。
4.2.2 充排气体系埋件
气盾坝的充排气管一般采用PPR 管,管头之间用热熔方法连接;充排气管线布置要顺直,不能交叉布线;每个气囊的管线做好标记,以便与控制房的管线对接;管线每隔3 m 用短钢筋固定,以保证充排气管的倾斜度和牢固度;做好充排气管外套管的安装,只要是充排气管线与混凝土的接触处一定要有套管的保护。
4.3 气囊就位
4.3.1 气囊安装前的准备工作
(1)清理基础上的建筑垃圾,将坝基工作面打磨平整,达到安装的要求;
(2)锚固系统要达到设计强度,锚固螺栓要检查校紧,并清理干净锚固件表面,不能有灰浆、砂石等;
(3)根据下压板靠近气袋一侧边线测量出气袋边缘定位位置,以此定位距离向两边边墙画垂线。此线必须垂直于两边边墙,否则可能会导致气盾坝升坝或降坝出现故障,如不垂直可适当整改边墙;
(4)测量盾板组合后的长度,从中心线向两边画出盾板的就位点,在基础上做好标记,以便盾板就位。
4.3.2 气囊安装
(1)在气囊长度方向画出气囊中心线;
(2)在气囊上画出锚固螺栓钻孔线;
(3)气囊按所画的线准确就位(对准中心线);
(4)查看气囊下面的管道进气口是否与进气管线对接上,如有问题及时调整。
4.3.3 气囊钻孔
按照锚固螺栓钻孔线准确钻孔,严禁在气囊没有就位前钻孔。
4.3.4 进气口对接
将气囊进气口与管道进气口连接好,确保该处不漏气。
4.3.5 气囊就位
将气囊尾板套进螺栓,压上上压板,螺丝上紧临时固定。
4.3.6 检查充排气体系气密性
开启充气系统给气袋打压,进行气袋打压检验和管路气密检测。
4.4 盾板安装
(1)边墙处理。在边墙处理范围内用钢丝刷清理墙面,洒水湿润直至混凝土处于饱和状态,表面无水时涂刷丙乳净浆打底,然后用丙乳砂浆抹面。
(2)摆放盾板。从两边往中间开始摆放盾板并微调,吊车将盾板吊至指定位置,微调至与标线重合,微调盾板的间距,使盾板与盾板的间距达到设计间距。
(3)安装连接橡胶板。盾板摆放好后,铺设软连接橡胶板。铺好后现场打孔再铺设相应的压板并拧紧螺栓,然后再铺设铰链盖板和侧止水。
(4)安装边墙止水带。在两侧盾板最外侧安装边墙止水带,材质为EPDM 橡胶,安装允许误差1 mm。
(5)连接限位带。在边墙上用仪器标好盾板挡水高度值,气袋充气,盾板升至适当位置先安装盾板限位带,然后安装限位槽的限位带,必须保证所有盾板在同一高度时才固定限位槽的限位带。拧紧所有限位带螺母后,做连续充排升降试验2~3次,如有问题及时调整。
5 安装后调试
5.1 充气试验
(1)气囊。气囊充气后,停放24 h,查看有无漏气泄压情况,如果发现有漏气现象,找到漏气点并及时处理好;
(2)竖井内管线。检查竖井内管线接头及阀门是否有漏气现象。
5.2 高度调整
用水准仪测量每块盾板上正对限位带位置的坝高,对不符合设计要求的坝高做好标记,排气将坝塌落到一定高度,然后通过调整限位带的固定位置来调整坝高。调整完成后重新充气升坝,用水准仪再次测量坝高,对不符合设计要求的,调整限位带。如此反复,直至每块盾板的坝高达到设计要求为止。
6 经济效益分析
通过对比,气袋升降式翻板闸门结构施工可以缩短工期,节约成本,能取得良好的经济效益。该技术在河道治理及城市景观等工程中应用推广,将发挥较大的经济效益和社会效益。见表1。
表1 气袋升降式翻板闸门结构施工与常规节制闸施工经济效益分析对比
7 结语
2019年12月31日,对气袋升降式翻板闸门安装进行验收。经验收,气盾坝安装质量合格,经过6 个月的试运行,未发现明显漏水现象,说明安装过程质量控制可靠。本次安装过程中的质量控制对其他气盾坝项目具有较好的参考价值和借鉴意义。