Bengoh大坝导流涵洞下闸技术研究

2016-12-23包建明

湖南水利水电 2016年2期

关键词：龙门架翻板箱涵

包建明

（中国水利水电第八工程局有限公司　长沙市　410004）

Bengoh大坝导流涵洞下闸技术研究

包建明

（中国水利水电第八工程局有限公司长沙市410004）

文章结合Bengoh大坝工程实例，研究在狭窄河谷河水暴涨条件下，闸首部位无上部结构的导流涵洞如何快速、安全下闸，为同类工程提供参考实例。

Bengoh大坝涵洞下闸

1　项目概况

2　主要风险和下闸顺序选择

Bengoh供水项目位于马来西亚砂捞越州古晋省的砂捞越河上游支流上，主要是满足远期古晋市饮用水增长需求、解决枯水年份潮水倒灌引发的生水咸化问题。工程主体包括拦河大坝、取水塔、管道和控制系统及其他附属设施，在河床左侧布置一双洞型（单洞为4 m×4.5 m矩形截面）导流箱涵，一期施工时因库区移民搬迁工作无法按期完成，在河床中部增设一4 m×5 m矩形导流涵洞。

双洞导流箱涵上游闸门设计采用混凝土叠梁门封闭，一期工程在施工时对上游围堰进行了优化，堰顶高程从EL.44 m降低至EL.34 m，与箱涵的顶板齐平，并取消了原闸首部位的上部桁架结构，在减少工程量的同时也降低了围堰挡水标准。双洞箱涵与坝体衔接位置设计有取水塔并与之联通，箱涵在施工期间承担导流作用，下闸和封堵后，内部腔室用来布置管道和阀门。新增涵洞布置在坝体中部，进出口与坝体齐平，未设置任何门槽和启闭装置，即未考虑下闸措施。

2.1存在的主要风险

（1）上游围堰作为叠梁门运输的道路以及下闸的平台，其自身的挡水标准过低（堰顶高程EL.34 m即为箱涵顶板高程），加上库区两岸狭窄、河床坡度较陡，在暴雨条件下可以在很短时间内翻过围堰，对下闸造成很大的安全风险。

（2）库区分布有连片森林，部分树木的根系埋深较浅，同时由于清库工作不彻底，暴雨产生的水土流失带来大量的原木，经常造成导流涵洞堵塞，坝前水位迅速雍高不下。

（3）项目所在地为热带季风气候，降雨水总量大，预见性较差。

（4）新增涵洞没有设计闸门及相关设施，需要重新考虑下闸手段。

（5）左、右箱涵采用预制混凝土叠梁闸门，没有设置水封，下闸后，门体之间、闸门和门槽之间、闸门和底坎之间等部位的渗水量很大，要考虑在门体上、下游位置采取堵漏措施，在箱涵内部布置足够的抽排水设备，确保管道安装和混凝土封堵在干地施工。

（6）封堵施工集中在4～10月雨水相对较少的季节，工期紧张，度汛压力大。由于取水塔门槽二期和管道阀门没有完成，伴随封堵而产生的导流能力下降会导致库区水位上升，特别是3个导流箱涵全部封堵完毕后，坝前水位必将迅速上升。因此必须在最后一个箱涵封堵前完成门槽和管道工程的施工，关闭各进水阀门，确保进水塔安全。同时最后一个箱涵封堵时，要选择在水位较低和降雨稀少的时段，确保叠梁门一次性下闸成功，人员和设备顺利撤退。

2.2下闸工作顺序安排

（1）鉴于原木和树枝堵塞导流洞的情况时有发生，在选择下闸方案时首先否决了逐个导流洞下闸的方案，而选择先封闭一孔再同时封闭其余两孔的方案，保证在任何条件下都有两个导流洞过水，从而降低堵塞的风险。

（2）鉴于双洞箱涵采用混凝土叠梁门结构，准备、吊装、撤退等过程时间持续长，在不改变起重方式的条件下，如果同时进行双洞箱涵两孔的封闭，很可能出现水位迅速翻过围堰，造成吊车和人员无法及时撤退的局面，因此考虑将双洞分开下闸。

（3）新增涵洞前期没有考虑启闭结构，必须增加一套简易的闸门，通过经济技术比较，采用钢结构翻板门经济适用且工期短。

（4）最后确定的下闸顺序为：双洞箱涵的右侧孔→双洞箱涵的左侧孔、新增涵洞。

3　双洞箱涵右侧孔下闸

右孔箱涵上游进水口3块混凝土叠梁门下闸时间选在10∶00～14∶00，具体时间将根据现场准备工作完成情况以及水文（进口水位在29.2 m以下）、气象（晴朗无雨）条件确定。下闸流程：空载试车和原地试吊→叠梁门运输→下闸→撤退→堵漏。

上游道路修筑完成以后，将载重汽车和45t汽车吊空车跑来回一遍，检查公路坡比、转弯半径、路面抗滑能力、回车平台以及设备的进退场速度，对不满足的路段进行升级改造。确定闸门和45t吊摆放位置，吊装时所需的幅度等参数。在闸门堆放场进行试吊，检查在规定幅度起重机实际负荷能否满足吊装要求。

预制叠梁门单块尺寸为2.1 m×4.55 m×0.53 m，重量13.6 t，顶部设置2个吊环。采用45 t吊、2根 10 t吊带、2个10 t卸扣进行装车。运输车辆计划采用3 t随车吊，由于车况老旧，运输过程中应注意观察。装车前将挡板放下，由于叠梁门尺寸较大，每次只允许装载一片，底部用方木垫好并用3 t葫芦固定好。控制好行车速度在20 km/h，在上坡和下坡时不超过10 km/h，汽车两旁不要站人。45 t吊装车先于汽车到达上游围堰，汽车下到上游围堰后，先回车再倒车至吊车附近并打开支撑腿以防车辆倾覆，吊装车将叠梁门起吊并放置左孔箱涵靠边坡位置，以不进行二次转运为准。事先做好对叠梁门底部的保护，防止起钩时压碎混凝土。

叠梁门在捆绑、装车、卸车时要用皮带包裹吊点、支点的边角位置，堆放处必须垫方木，下闸前完成背水面打磨和水封安装。载重汽车和吊车通行上游道路时必须安排专人指挥。叠梁门运输可以提前完成，以免影响下闸。

吊装前再次确认：门槽和底坎部位没有杂物，喇叭口位置没有浮木，进口水位不超过EL.29.2 m，叠梁门底部、侧面固定的橡胶垫没有翘起、翻边。用2根Φ25等长钢丝绳（或2根10 t吊带）配合10 t卸扣捆绑，45 t汽车吊缓慢匀速提升，检查门体是否水平，回转至门槽附近后，用牵引绳调整闸门位置，将闸门对准门槽慢慢下放，不得撞击、摩擦门槽，吊装时严格按照汽车吊操作规程进行。根据前期的水位和流速统计，日常流量不到20 m3/s，水深一般在0.7 m左右，流速在（3～4）m/s，根据明渠均匀流计算结果显示，单洞导流条件下，一般水深不会超过第一节闸门顶部（2.1 m深），因此除第一节闸门有水压力外，第二、三块基本处于自由、干燥状态。

叠梁门依次下闸后，观察门槽渗水情况，由于旱季一般流量较小和左箱涵的导流，闸门前上游水位较低，可以利用棉絮包裹干黄豆、干海带后缠绕钢筋形成棉絮棒，塞入到门槽侧面减少渗水。充分利用第二、三块闸门处于水面以上的有力条件，利用玻璃胶充填水平缝隙，再用水泥砂浆抹平。底坎位置如果渗水较大可以在上游紧贴闸门位置安装顺序抛入粘土袋。人员进入箱涵内部对渗水较大部位用木楔、钎子将棉絮钉入缝隙。

4　双洞箱涵左侧孔和新增涵洞下闸

由于上游EL.34.00围堰高程过低，为避免下闸后水位上涨过快造成人员及设备撤离不及时，左孔箱涵采用龙门架、滑轮组及卷扬机进行下闸，新增涵洞采用翻板门下闸。左孔箱涵下闸完成立即进行新增涵洞下闸。附表为主要下闸工作表，附图为左孔箱涵及新增涵洞下闸施工流程。4.1门槽轨道和底坎检查及处理方案

附表　　主要下闸工作表

附图　　下闸施工流程图

在下闸前清除门槽内的杂物，喇叭口上游无漂浮物。下闸前进行门槽体型复测,对门槽偏差较大部位，采用吊篮将施工人员吊至偏差部位进行修补打磨。底坎部位受损，拟采用堵漏方式处理。当门槽检查合格后，必要时可进行门体的试放，试放完成在孔口采取必要的防护措施，保证没有杂物掉进门槽。4.2龙门架、翻板门制作、安装及调试

龙门架型钢及翻板门制作需严格安装设计图纸进行，型钢的长度、直线度，翻板门的面板平整度均应满足设计要求；龙门架型钢及翻板门均在右岸EL.86.35平台制作，制作完成后进行编号，根据零部件大小及安装顺序采用3 t随车吊进行转运。龙门架在正式下闸前必须在现场进行预拼装，确保安装精度，预拼装画好连接线后方可拆除，并按安装顺序编号堆放。翻板门在制作厂制作完成后进行平整度复测，确保表面平整度误差不超过±3 mm。翻板门采用布置在坝顶的25 t吊进行吊装，吊装完成后进行试下放以保证铰接吊正常工作，水封性能良好。完成后采用锚固板及钢丝绳进行临时固定。

4.3叠梁门连接、龙门架立柱安装

左箱涵三块叠梁门提前转移至EL.34.00平台，下闸前对叠梁门门体体型及平整度进行复测，超出部位进行打磨处理，保证门体表面的平整度。根据设计图纸进行两块叠梁门连接的准备工作：锚固插筋打设、动滑轮固定、对穿螺栓的安装等，并对螺栓安装过程中凿除部位采用砂浆进行抹平。根据设计图纸采用胶水、木楔及铁钉进行门体橡胶水封的安装。为避免上游水压力不够造成叠梁门水封不能紧贴下游止水基座，在叠梁么上部采用膨胀螺栓安装3个弹簧片，以确保闸门止水在下放过程中紧贴止水基座。龙门架在第一块叠梁门下闸前可安装预拼装，编号安装3根立柱，并进行底部焊接。