淺談水閘施工工藝及技術要點

李鴻斌

（中鐵十二局集團第三工程有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概況

周漢河濕地位于石家莊市藁城區滹沱河畔周漢河末端入滹沱河河口段，由正定新區污水處理廠供水，水源充足；緊鄰規劃滹沱河大堤、機場路，交通便利；周漢河濕地水閘為周漢河末端匯入滹沱河河口段的節制構筑物，兼顧行洪和蓄水，汛期提閘行洪，非汛期下閘攔蓄，保證濕地運行。

2 施工工藝

2.1 施工準備

（1）施工前首先應詳細了解水閘設計位置區域的地質構造、地形地貌和水文地質情況，探明水閘基礎開挖范圍內影響施工安全的各種因素，并制定相應的措施。水閘大多建于河道、渠系、水庫、湖泊等地區，當水閘位置尚有水流時應當提前做好截流、導流工作，為水閘施工創造有利的干地條件。

（2）詳細審圖，在熟悉圖紙的基礎上進行工程量清理，編制施工進度計劃，并根據進度計劃制定相應的材料采購以及設備進場計劃。應以閘室為中心展開施工，一般依照“先深后淺、先重后輕、先高后矮、先主后次”的原則進行。①“先深后淺”是為了防止結構物基礎開挖過程中擾動相鄰已完成結構物基礎而造成質量隱患。②“先重后輕”是指先施工重大結構物，施工完畢在其自身重力作用下沉降一段時間，待其基礎趨于相對穩定后，再施工小型結構物。這樣可以避免相鄰結構物之間產生的不均勻沉降給鄰接部位混凝土造成不良影響。③“先高后矮”的施工安排可以實現物資的合理利用和工期的有效控制。④“先主后次”的施工順序既有利于保障施工安全，也有助于節約投資、加快施工進度。如閘室施工完畢后可盡早為金結施工創造工作面，以實現同步施工。

2.2 基礎施工

（1）基礎對于一個構（建）筑物而言尤為重要，特別是作為擋水、泄水或取水的水工構筑物水閘工程來說，其基礎長期浸泡在水里，需要抵抗來自上下游水位差產生的滲透壓力作用的影響。所以在水閘基礎施工過程中要嚴格把關，不僅要保證基礎開挖位置、尺寸以及標高準確，而且更要確保其密實度、承載力以及抗滲性符合設計要求。

（2）水閘在蓄水階段，水閘迎水面水位會高于背水面，由于水位差的形成會在水閘基底出現滲流現象。若水閘位于土質地段，滲流過程會攜帶走土基中微小顆粒，造成翻沙鼓水甚至閘底掏空。為防止滲流對水閘基礎的不良影響以及增加水閘抗滑穩定性，應采取如下措施：①上、下游聯接段分別采取基底防滲措施和基底反濾排水措施；如周漢河濕地水閘上游鋪蓋段進口漿砌石護底下設防滲土工膜，其中順水流向上游側與濕地防滲土工膜搭接長度為2 m，下游側壓入混凝土底板下1.5 m。下游消力池段，消力池底板結構層從下到上依次為：300 mm厚級配碎石+400 g/m2土工布+100 mm素混凝土墊層+700 mm厚鋼筋混凝土，其中在混凝土（含素混凝土墊層）中按1 000 mm×750 mm間距梅花形布置DN75排水管，排水管底部與土工布緊密結合，起到反濾排水作用。②水閘各個單元體順水流方向兩端設置齒墻。如周漢河濕地，水閘漿砌石防護結構以及鋼筋混凝土結構，各個單元體順水流上下游端均設置0.5 m深齒墻，以增強水閘基礎的抗滑穩定性。

2.3 鋼筋及止水帶安裝

（1）水閘所采用鋼筋等級、型號以及直徑均應符合設計要求，并且做好進場前的外觀檢驗和力學性能測試，有需要焊接的鋼筋，還需做焊接工藝試驗。鋼筋加工需要注意其彎曲角度、半徑等符合要求，在設計圖紙未明確規定時，所有HPB235鋼筋的末端均應當做成180°的半圓彎鉤，同時保證彎鉤內徑大于鋼筋直徑的2.5倍，直線段長度大于鋼筋直徑的3倍。鋼筋安裝前首先應確定鋼筋的安裝順序，并與止水帶及預埋件配合進行。鋼筋采取綁扎固定時，鋼筋交叉處應全部綁扎牢固，如采用順扣綁扎應交錯變換方向，在保證鋼筋不位移的前提下也可采用八字扣。鋼筋采用焊接連接時，焊接部位的力學性能以及外觀質量均應當符合設計要求。為預留鋼筋混凝土保護層，應當在鋼筋與模板之間設置混凝土墊塊，墊塊規格尺寸應當符合設計文件規定保護層厚度要求，強度不得低于主體混凝土設計強度，每平米設置墊塊數量應符合相關規定，且呈梅花形錯位布置。

（2）周漢河濕地水閘采用的是651型橡膠止水帶，安裝前應確認其物理性能指標滿足相關規范要求。止水帶的安裝應嚴格控制其中心位置。安裝時，模板內側位于止水帶圓形部位靠鋼筋一側，而非直接將模板靠在圓形部位外側，偏差不宜超過±5 mm。為保證其連接質量，橡膠止水帶接頭連接一般采用熱硫化模具接頭法，即使用止水帶熱熔焊接機及生膠片現場硫化熱接。具體施工工藝如下：①提前30 min給熱熔焊機進行通電預熱，確保預熱溫度要升高至130℃～150℃之間；②焊接前應將止水帶備焊端部剪切平整，并將焊接端部不小于5 cm的范圍進行打磨處理；③將處理好的止水帶端頭水平鋪設在已經過預熱且拔掉電源的熱熔焊機底板上，用提前準備好的寬度為1 cm的生橡膠連接帶嵌入兩接頭之間，然后用提前準備好的寬度為10 cm的生橡膠幫接帶水平鋪設在止水帶的打磨部位，確保接縫兩邊搭接寬度相同；④安裝好的止水帶以及生橡膠幫接帶經檢查符合要求后給熱熔焊機通電加熱，對止水帶連接部位進行加熱5 min后，調節熱熔焊機緊固螺栓，對止水帶連接部位繼續加壓并持續加熱5 min后拔掉電源，待熱熔焊機自然冷卻0.5 h以上取出止水帶，進行焊接接頭的外觀檢查，如不合格，應將不合格接頭切除后重新進行焊接，直至符合要求為止。

2.4 混凝土施工

（1）混凝土施工前應對進場原材進行進場驗收和檢測，水泥、粗細集料、水、粉煤灰、外加劑等對應指標均應符合設計要求。其中注意拌合用水為非飲用水時，對其水質應當進行檢測，確保水中無影響水泥正常凝結和硬化的有害物質，硫酸鹽含量（按SO42-計）不大于2.7 mg/cm3，且pH值大于4.5。

（2）混凝土拌合站選址時應當盡量靠近主體工程，縮短混凝土運輸距離。混凝土運輸車輛通行道路路況應良好，避免車輛發生顛簸引起混凝土的離析。為預防天氣、氣溫等環節影響混凝土特性，混凝土運輸車輛應進行包裹或采取其他有效措施。混凝土在卸料或澆筑過程中，從出料口至落料點的高度應控制在1.5 m以內，如遇特殊情況不能滿足時應采取溜槽或其他措施，以預防混凝土骨料分離。

（3）鋼筋、止水帶、預埋件以及模板等安裝質量經自檢、報驗合格后方可澆筑混凝土。 混凝土澆筑應先按規定厚度或分層厚度鋪平后再進行振搗，不應通過振搗替代平倉。如到達現場的混凝土和易性偏差時，應通過加強振搗來解決，嚴禁向混凝土中加水。混凝土面層應澆筑平整，當其抗壓強度到達2.5 MPa以上時，方可進行下道工序的施工。

（4）在混凝土澆筑完成后6 h內應當及時對混凝土進行覆蓋灑水養護，使混凝土表面一直保持濕潤狀態，避免出現干裂，混凝土養護時間應符合規范要求。對于邊墩、閘墩等重要部位的混凝土，以及氣溫較高、環境干燥時，養護時間應適當延長且連續養護，條件允許的情況下可采用倉面流水的養護措施。

2.5 金屬結構安裝

（1）預埋件安裝：①對送達施工現場的埋件數量、品種以及在埋件吊卸、運輸過程中有無損傷等進行全面檢查并做好記錄。②按照設計圖紙提供的閘室順水流方向中心線及閘室底檻標高，通過全站儀、水準儀等測量儀器測出閘門位置、孔口中心、門槽中心以及門槽各部位埋件安裝位置并在各對應位置做好標記，同時還應放出相應的檢查輔助線，用以安裝控制及校準使用。③安裝門槽埋件時，主反軌就位應利用提前安裝到位的埋件位置進行定位，其垂直度和水平度用全站儀及線垂配合進行校核控制，確保安裝的質量和精度符合設計要求。④主反軌與一期混凝土預埋錨筋進行焊接固定時，為確保主反軌安裝質量，應先點焊初步固定位置，待最終位置調整復核無誤后再加固焊接。

（2）閘門安裝：①周漢河濕地蓄水為污水處理廠中水，與自然水流相比腐蝕性更強，對閘門的防腐要求更高。周漢河濕地水閘閘門采用噴鋅加涂料防腐，除銹達Sa2.5級，表面粗糙度在Ry60～80 μm之間，噴鋅局部最小厚度120 μm，然后涂刷環氧云鐵防銹封閉漆80μm，再涂改性耐磨環氧面漆100 μm。閘門噴鋅防腐處理應當在生產廠出廠前完成，但施工現場要對閘門噴鋅防腐存在破損的部位進行補鋅處理，并制定相應的補鋅措施。②閘門安裝前應對門槽埋件表面以及水封座板表面是否存在雜物進行全面檢查和清理。③閘門安裝過程用水平儀進行測量控制，確保閘門底檐位于同一平面內。最后搭設面板、橫梁腹板和翼緣對接縫以及別的小次梁對接縫。④通過對角拉線檢查閘門扭曲程度，全部檢查合格后再進行施焊固定。

（3）啟閉機安裝 :①啟閉機、配件（中間軸、鋼絲繩、地腳螺栓、油杯等）全部運送至施工現場后應對其規格、型號、數量等跟設計文件一一核對，確認無誤后再進行安裝。②根據水閘閘門與啟閉機布置圖，利用全站儀、水準儀等測量儀器標放安裝位置線，在水閘閘室底板上分別按孔測放門槽及孔口中心位置并進行明顯標識。用全站儀根據標識出的兩中心線按孔分別引測至工作橋對應位置并標識，用以確定啟閉機安裝位置。③通過已標識啟閉機安裝位置校核啟閉機地腳螺栓孔或地腳螺栓預埋的位置是否準確，如有偏差應及時調整處理。④確認啟閉機地腳螺栓孔或地腳螺栓預埋的位置無誤后，根據安裝位置將啟閉機一一吊裝到位。再根據啟閉機吊點的位置確定其縱、橫向位置，其位移偏差應控制在±3 mm以內。用水準儀根據設計要求控制啟閉機高差，其縱向偏差應控制在±5 mm以內、水平偏差應控制在0.5/1 000 mm。⑤啟閉機位置及高差調整到位后進行二期混凝土澆筑并及時養護，待混凝土強度達到設計要求后通過地腳螺栓、螺母進行固定，最后安裝中間軸。

3 調試及止水檢查

3.1 調試

啟閉機安裝調整全部完畢后按設計要求與閘門進行可靠連接，閘門與啟閉機連接驗收合格后再進行全行程啟閉試驗。為防止損壞止水橡皮，在閘門啟閉前，應在止水橡皮與止水座板接觸面用水事先噴淋潤濕，減小摩擦。實驗過程，閘門應至少全行程啟閉三回，主要檢查主滾輪的運行有無卡阻、轉動機構運轉是否平穩，有無沖擊聲和其他異常響聲，有無發熱、機箱滲油等現象。如存在異常情況應當及時制定有效措施進行整改，確保電氣和機械部分符合設計要求，同時將啟閉試驗情況及時記錄存檔。

3.2 止水檢查

止水密封情況檢查應當在閘門處于完全關閉狀態時進行，使用強光手電或36 V行燈照射水封處進行止水橡皮透光檢查，檢查是否有光線射入來判斷止水的密封性。如在閘門里面（尾水管里）能看到光線，說明閘門密封不良，需要整改處理，直到止水橡皮與埋件止水座間無透光縫隙為止。自檢全部合格后，報請監理工程師驗收。

4 閘門及啟閉機現場試驗

調試及止水檢查完畢后，會同監理工程師對閘門及啟閉機進行現場試驗。試驗前先檢查確認充水裝置的運行、密封、連接等狀態良好。其試驗主要包含以下內容：

（1）無水狀態下啟閉：通過無水啟閉試驗檢查滑道或滾輪的運行是否存在卡阻或雙吊點閘門是否同步；在閘門處于關閉狀態下，止水密封是否良好，透光檢查是否存在漏光現象等。

（2）靜水狀態下啟閉：無水啟閉試驗合格后通過靜水啟閉實驗檢查滑道或滾輪的運行是否存在卡阻或雙吊點閘門是否同步等。

（3）動水狀態下啟閉：該實驗應按設計要求進行動水狀態下的啟閉試驗，試驗水頭與設計水頭應當保持一致。

5 結束語

水閘工程在水利工程建設中占有舉足輕重的地位，關乎國民經濟及人民群眾的生命財產和安全。其功能兼顧攔洪、擋潮、取水、發電和航運等，是綜合型水利工程。在水閘施工過程中，其施工工藝及技術要點卡控非常關鍵，需要在不同地質、不同類型的水閘施工中不斷完善和優化，為今后各類水閘施工提供更加寶貴的經驗。