淺析水下封堵施工技術在大壩修復加高溢流表孔中的應用

張圣釀

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州 350003）

1 工程案例介紹

某大壩修復加高工程重點要加高閘墩和堰面，考慮到工程本身施工有很大的難度，因而在修復加高過程中更要做好施工質量的控制工作。結合施工現場的情況來看，為了營造良好的混凝土澆筑環境，需要在正式修復加高閘墩和堰面前先做好溢流表孔的封堵工作?；谶@一考慮，為了更好地方便加高時可以高效完成堵水作業，本項目在橋墩建設初期便已經預先設置了封堵門槽。工程初期的封堵門槽高度可以達到125～160m，加高閘門后需要提升至170m。在確定水下封堵方案時，由當地知名的設計單位和測量單位聯合進行了分析研究，最后認為當封堵高程在125～160m的門槽是創造良好混凝土澆筑環境的必然要求。由此認為，在大壩修復加高工程施工時，需要重點做好水下溢流表孔的封堵工作。

2 不同水下封堵施工技術在大壩修復加高溢流表孔中的應用優勢

就目前大壩修復加高溢流表孔封堵施工常用的技術來說，最常用且可以取得良好效果的技術主要有三種，即水下空腔混凝土疊梁法、閘門下閘封堵法、浮式封堵門分封堵法，但三種方式在實用性和適用性上均有很大的差異，實際應用時需要結合具體情況來合理選擇。

（1）閘門下閘封堵法：閘門下閘封堵法最常用的技術形式是下閘封堵，門槽內需要預先設置好底坎埋件及閘門軌道。長期的實踐應用發現，這種方式可以巧妙地將導軌、治水埋件、底坎等構件聯系起來，可以實現很好的防水效果。對于本項目來說，雖然在施工的初期階段已經設置好了封堵門槽，但是沒有將導軌埋件按照要求安放在無底坎、懸空的封堵門槽內。結合本項目的特點，尤其是考慮到庫水位與閘門加高之間的關系，只能選擇在高度大于145m的位置處設置導軌，無法設置在130～145m的位置。因此，經過分析論證可以得出，常規性的閘門下閘封堵法是無法有效封堵溢流表孔的，需要對技術作進一步的改造。

（2）浮式封堵門分封堵法：就浮式封堵門分封堵法來說，其在大壩修復加高工程中應用時，需要充分滿足一點條件，即確保可以與新澆筑的混凝土緊密結合。為實現這一目標，在施工時務必確?？咨媳砻娴某叽缧螤钶^為規則，以此來滿足止水的要求。對于本項目來說，其溢流表孔有著較為復雜的特征，本身施工過程中便會存在一定的難度，且閘門上端的結構形式無法很好地使用浮式封堵門分封堵法。還有更重要的一點，在溢流表孔修復加高施工的高峰時段，考慮到本項目需要封堵的溢流表孔共有10個，若是均采用浮式封堵門分封堵法來完成，則會增大整個工程的成本，整體造價較高。由此認為，本項目不能使用浮式封堵門分封堵法來開展溢流表孔的封堵施工。

（3）水下空腔混凝土疊梁法：對于水下空腔混凝土疊梁法來說，其優勢集中體現在兩點。一是疊梁擋水墻在水下混凝土澆筑后的拆除作業存在較大的困難，因而盡量要減少拆除工序，而本項目具有一次性不需要拆除的特點，這讓水下空腔混凝土疊梁法的適用性更強。二是可以選用混凝土來開展溢流表孔的封堵工作，因而整體的投入資金較少。結合本項目的特點來看，考慮到設計加高為12m，多數的流表控的過流能力不受到影響，因而不需要拆除。具體應用水下空腔混凝土疊梁法來開展施工作業時，施工人員需要先將空腔混凝土疊梁安裝就位，而后在空腔內利用導管將砼填充至閘門與疊梁、空腔之間的孔隙，通過這樣的操作可以形成一道有良好堵水功能的擋水墻。

結合本項目施工特點，對三種水下封堵施工技術開展了分析論述，最后認為本項目可以使用的溢流表孔封堵技術有兩種，即水下空腔混凝土疊梁法、閘門下閘封堵法。對閘門下閘封堵法進行了基本性的改造，最終決定采用鋼疊梁閘門下閘方法。在施工時，先安裝一次性的空腔混凝土疊梁，位置控制在混凝土加高澆筑的130～145m，并使用水下混凝土來澆筑，澆筑至疊梁的空腔內，以此實現封堵止水的目的。需要特別注意的一點是，加高混凝土澆筑范圍務必大于130～145m，以此確保溢流堰面過流能力不會受到擋水墻的影響。

3 封堵施工技術在大壩修復加高溢流表孔中的應用要點

3.1 安裝閘門導軌

考慮到本項目在施工初期沒有在門槽內布置鋼架構導軌，所以要想確保水下空腔混凝土疊梁法與鋼疊梁閘門下閘方法可以發揮出最佳的優勢，必須在下閘范圍內設置閘門導軌。在軌道安裝時，可以通過植筋錨固的方式來完成，并且要處理好埋件與新澆筑混凝土之間的孔隙，為此本項目使用了有很強黏性的膠結材料。

3.2 水下混凝土表面的清洗

本項目的運行時間較長，導致大壩橋墩的表面存在較多的雜質和水生生物，為了營造良好的施工環境，確保水下澆筑混凝土可以與壩體混凝土有效地結合。施工人員需要在施工初期便對水下混凝土表面進行全面性的清洗，尤其是要將壩體表面所附著的雜物全面清理干凈，待清理干凈后再確定表孔封堵施工的具體流程。

3.3 水下混凝土的澆筑

在疊梁安裝工作完成后，為確保疊梁兩端的止漿鋼模板可以與得門槽兩側閘墩混凝土表面緊密地結合起來，潛水員需要在施工完成后完成檢查工作，確保緊密結合的牢固性。為了避免水下混凝土澆筑過程中發生跑漿的問題，潛水員需要封堵處理好縫隙較大的區域。如圖1，潛水員正在開展水下檢查工作。

圖1 潛水員正在開展水下檢查工作

3.4 新增鋼疊梁閘門底坎

增設底坎的目的在于充分確保橡膠水封可以發揮應有的止水效果。本項目結合施工特點采用了大角鋼制作閘門底坎埋件，閘門底坎與混凝土疊梁之間的安裝空隙嚴格控制在10cm。另外，要特別注意的是，在安裝底坎時，要將時間控制在最后一片疊梁下水前。對于已經安裝完畢的混凝土疊梁來說，潛水員需要按照設計要求精準調節底坎埋件的調平、固定，并使用新型聚合物樹脂混凝土填充孔隙。新型混凝土澆筑底坎埋件一段時間后，便可以將就位疊梁裝置，將鋼疊梁閘門安裝在溢流表孔內。目前所使用的新型混凝土可以在水中快速地固化，應用優勢十分的顯著。如表1，新型混凝土材料的物理性質。

表1 新型混凝土材料的物理性質

4 結語

水下封堵施工技術是大壩修復加高工程溢流表孔封堵中常用的技術，優勢在于可以構建一種完整的止水結構，實現良好的止水效果。本項目通過聯合應用水下空腔混凝土疊梁法與鋼疊梁閘門下閘方法，取得了很好的溢流表孔封堵施工效果，完成了預期的施工目標?？紤]到水下封堵施工技術應用時極易受到多種因素的影響，施工質量控制會有一定的難度，因而今后要進一步加大對水下封堵施工技術的研究力度。