水闸施工技术在水利工程中应用

关键词：水闸；水利工程；灌浆施工；钢筋砼 

　　一、工程概况 

　　某水闸工程，设计防洪标准为百年一遇，设计排涝标准为30年一遇，设计最大排水流量99m3/s，闸室段总长17.2m，总净宽12.0m（3孔×4m），闸底槛高程-2.0m，底板厚0.6m，中墩厚1.2m，边墩厚1.0m，水闸总宽16.4m。胸墙底高程为2.0m，顶高程11.50m，工作闸门采用预应力钢筋砼闸门，工作门孔口尺寸4.0×4.0m（宽×高）。检修平台、交通桥、启闭机室等结构型式以及围区、外海侧建筑物布置型式都与黄礁纳排闸相类同。闸室近堤侧道路路面高程7.70m，与大港湾海堤堤顶高程一致；近山侧C20砼挡墙顶高程为8.30m，闸室胸墙、楼梯间外墙与两侧连接道路、挡墙形成封闭的挡浪结构。固结灌浆孔间距2.5m，孔深5m。围区、外海侧建筑均置于弱～微风化基岩上，无需进行基础处理。 

　　二、施工导流 

　　1.围堰施工 

　　水闸施工采用围堰围护，开挖时在水闸外海及围区侧预留岩坎作为水闸的施工围堰并兼作闸室左右岸施工道路，岩坎在闸室完成后采用控制爆破分层开挖，爆破时注意炮孔方向，将对水闸的影响降至最低。 

　　2.基坑排水 

　　为保证闸室施工正常进行，必须做好排水工作。首先在开挖边坡顶设置截排水沟拦截地表水，基坑内排水采用潜水泵明排的方法，在基坑四周设排水沟，并设置集水坑，使渗出的地下水和流入的地表水汇至集水坑，用水泵抽出基坑外。 

　　三、基础处理工程 

　　由于本水闸座落在微风化～新鲜基岩上，不需要进行特殊地基处理，只需对局部位置进行固结灌浆。固结灌浆宜在有砼覆盖层的条件下进行，即固结灌浆在底板砼浇筑达70%设计强度后方可施工。灌浆过程中必须加强观测，防止砼被抬动、开裂或漏浆等情况的发生。 

　　本工程的灌浆施工采取以下施工措施：（1）钻孔。钻孔应进行统一编号，由测量人员放样定位，孔位偏差不超过10cm，钻孔结束后，应对孔深、孔斜和孔底残留物等进行检查。（2）灌浆材料和灌浆压力。固结灌浆宜采用普通R42.5硅酸盐水泥，采用孔内循环法。灌浆采用纯水泥浆；当节理裂隙发育，灌浆压力按施工图设计要求进行。（3）钻孔冲洗与压水试验。钻孔冲洗和裂隙冲洗一般采用单孔风水枪冲洗，要求冲洗至回清水后延续10min 以上。冲洗压力不宜大于灌浆压力的80%；压水试验应在裂隙冲洗结束后进行。 

　　四、水闸岩基开挖工程 

　　1.石方开挖施工 

　　由于排水闸基础位于岩基上，闸基开挖视岩基开挖厚度而定，厚度较大时采用YQ-100 潜孔钻钻孔自上而下分层进行，开挖方向从上游向下游推进。设计边坡采用光面爆破，水平建基面采取预留岩石保护层。爆破采用Φ70mm 乳化炸药，非电塑性导爆管系统引爆，在距建基面50cm 时，停止爆破，利用人工进行撬挖，以保证建基面质量。开挖应连续渐变，避免凹凸悬殊。开挖由移动压风站供风。钻机根据不同时段不同强度按需要灵活配用。基础石方开挖料拟采用反铲装5T 自卸车用于海堤堤身填筑及围垦区地面回填。 

　　2.石方开挖质量控制措施 

　　根据爆破对周围岩体的破坏范围和建筑物对基础的要求，确定合适的保护层厚度。经过试验，严格控制钻孔深度，方向及最大起爆药量等，避免爆破对岩基造成破坏。对保护层的开挖，在开挖前应制定切实可行的钻爆方案，确保岩基质量。 

　　五、水闸砼工程 

　　水闸砼工程是本水闸工程施工的一个重点，水闸砼必须根据其所在部位的工作条件，分别满足强度、抗渗、抗侵蚀、抗冲刷、抗磨损等性能及施工和易性要求。 

　　1.闸底板、消力池及护坦砼施工 

　　闸底板、消力池及护坦砼浇筑根据设计分缝分块浇筑，首先施工闸室底板砼，消力池及护坦砼在闸室部位工程施工时穿插进行。施工前，先进行岩基开挖面清理。基础经验收合格后即可进行闸底板砼的施工。砼浇筑侧模采用组合钢模，部分配合木模，用钢管、方木、杉原木加固。砼自拌和系统出料后采用工程车或手推车运输，搭设跑道仓面经手推车或人工转运入仓，插入式振捣器及平板式振捣器振捣密实。砼浇筑过程中，应派专人值班，随时注意观察模板、底坎门槽位置以及门槽底坎插筋位置，以防止其位移。 

　　2.闸墩及胸墙砼施工 

　　闸墩沿高度分二次浇筑砼，第一次浇筑至胸墙底，第二次同检修桥平台及胸墙同时浇筑。首先要加强原材料的检验工作，对不符合要求的材料一律不用，在措施上为了确保闸墩的外观质量，按闸墩的分缝要求，一次立模到顶，闸墩外模板采用自制大块定型模板，用型钢作围檩，Φ16对拉螺栓进行加固，按2～3m一层，分层浇筑到顶。砼浇筑过程中，派专人值班，并拆除模板内撑，认真仔细检查调整钢筋，严防移位，并在闸墩模板边挂2kg 重的铅垂，随时观察浇筑过程中模板及支撑的移位情况，发现问题及时处理。 

　　3.砼扭面翼墙施工 

　　模板拟在加工厂根据翼墙形状用大块竹胶板加工的大模板。运到现场后组拼，接缝处由木工进行二次精加工，确保接缝处平顺。采用对拉螺栓及外侧钢脚手架支架控制墙厚及其形状，并用钢木斜撑加固。墙身砼采用现场所设履带吊吊运经钢质溜筒入仓。砼浇筑分层进行，分层厚度不大于50cm，振捣主要采用插入式振捣器，底板面层辅以平板振捣器振捣。 

　　4.钢筋砼闸门制安 

　　在闸门预制的同时，随着土建工程的进度，各门槽的预埋件同时进行制作、安装，安装前，首先按设计要求测量出门槽中心线及高程点。在各部位安装过程中，用经纬仪、水准仪、钢直尺等量具校准检查，其误差达到规范和设计要求后，及时浇筑二期砼。本工程闸门采用以下安装施工方法：先用卷扬机将闸门板拉至闸底板并进行拼装，将在闸底板上拼装完成的闸门起吊至闸墩顶后转正竖直、定位，校准定轮及侧轮，并做升降调试后做水密封安装，最后沉放就位。 

　　5.检修平台、交通桥砼 

　　本工程检修平台及交通砼设计采用现浇，计划在闸墩、胸墙砼完成后进行施工，施工时，主要利用原闸墩、胸墙施工时搭设的满堂脚手架进行立模浇筑。模板采用标准建筑钢模。砼用工程车运至浇筑点附近，履带吊吊运入仓，插入式振捣器和平板式振捣器振捣密实，人工压实抹光，并洒水养护。 

　　6.砼排架及梁板柱工程 

　　模板利用钢管搭设支架，组合钢模立模，卡箍加固。砼在附近的水闸拌和站生产，用工程车或手推车运输到现场浇筑点附近由履带吊提升运输，溜筒入仓一次浇筑到顶，插入式振捣器振捣密实。 

　　7.止水及其它 

　　（1）止水施工。本工程水平及垂直止水片均采用橡胶止水。止水设施施工的质量好坏关系重大，须采取切实可行的技术措施予以保证。止水带应尽量采用整段，避免接头出现，必要时采用自制专用模具配合强力胶进行粘接或焊接。止水带在立模时采用定型模板进行固定，浇筑过程中派专人值班，严防止水带移位。 

　　（2）砼施工缝面的处理。对因施工或设计要求预留的施工缝，应进行凿毛处理。施工缝处理技术措施为在砼强度达到一定强度后，开始先凿除表面的软弱层砼，露出新鲜砼，一般厚度在50mm左右，使表面成毛面，再用竹刷或钢丝刷及高压水枪清理冲掉毛面的灰渣。在下批砼浇筑前24h洒水湿润，并在浇筑前先铺2～3cm厚的同砼强度的水泥砂浆，以确保新老砼接合良好。垂直缝无法铺砂浆，可在缝面上刷水泥浆或提高一级砼强度。 

　　参考文献： 

　　[1] 郭腾科.浅析北海水闸工程施工要点[J].经营管理者，2010，25，（07）：110～112. 

　　[2] 赵锋贤.水利工程中的水闸工程施工工艺[J].城市建设理论研究，2012，（30）. 

　　[3] 吴彬，曲玉玲.水闸主体结构施工技术[J].黑龙江水利科技，2010，21，（09）：117～119.