谢志杰，罗锦雄，黄茂兴，陆金伦

(广东省源天工程有限公司，广东 广州 511340)

1 工程概况

清远枢纽二线船闸工程布置在已建清远水利枢纽一线船闸右侧，两条船闸的中心轴线平行，中心距为90 m，设计最大船舶等级为1 000 t级。二线船闸围堰与基坑采用(单排、双排)地连墙+上部挡水建筑物的形式，即作为船闸施工期间的挡水围堰结构，也是船闸基坑的支护结构。其中，上游纵向、横向全年围堰顶标高为17.52 m；下游纵向、横向全年围堰顶标高为13.91 m。

2 上下游横向围堰拆除施工工况分析

船闸主体结构工程完工后，需拆除与外江相连的上下游横向围堰，并与上下游引航道顺接形成船闸过水和船只通行通道。其中，需拆除的上游横向围堰为双排格形钢筋混凝土地连墙(墙厚1 m，3.78 m高程以上部位，上游常水位10.81 m)+钢筋混凝土连板(板厚0.8 m)+上部钢筋混凝土结构，需拆除的下游横向围堰为单排钢筋混凝土地连墙(墙厚0.8 m，-3.74 m高程以上部位，下游常水位随下游情况而变化)。

对于正常水位以上部位，以及上游双排地连墙中靠基坑内侧的地连墙，可利用结构自身以及基坑内侧地面作为施工平台，采用挖掘机+液压破碎锤、人工风炮辅助等措施进行拆除(相当于陆上拆除)；正常水位以下围堰与基坑结构由于与外江水相接，其拆除施工势必形成水下作业。

外部施工环境：新建二线船闸紧挨一线船闸，且一线船闸已正常对外运营；二线船闸施工期间不能影响一线船闸运营，不封航、不断航；上下游横向围堰拆除时间为3—4月汛前多雨季节，汛情的变化也会影响围堰与基坑结构的拆除。

3 工艺措施的研究

常用近距离建筑物、结构物拆除方法有水钻切割、圆盘锯切割、绳锯切割、静力爆破、机械拆除和人工拆除等[1]。基于本工程工况特点，对以上备选方案比选，拟选择绳锯切割机支架水下定位法方案，对水下围堰与基坑结构进行拆除施工。

根据国内经验，绳锯切割机多用于陆上结构体切割或水下混凝土桩：固定布置在结构面上，链绳(可通过钻孔辅助)绕结构物套牢、接动力转动轮后即可进行切割[2]。本工程水下围堰结构原采用地连墙，不仅高度、体积大，而且水平和竖直方向与下部结构(引航道底部)连成一体，且大部分位于水下，绳锯切割机链绳无法像一般陆上应用场景那样操作。如何在水下为链绳寻找一个着陆点，使得绳锯切割机能以此为基点，实现链绳与主机之间形成闭合环路？为此，通过查阅相关资料并结合以往施工经验及类似工程案例[3-5]，通过采用搭建支架进行水下精准定位，即依据水下围堰外形尺寸采用角钢焊接相应的钢结构支架，把支架架设在围堰结构顶上；在支架上设置一系列的定向滑轮结构，使链绳通过定向滑轮组与绳锯切割机主机转轮相连接并形成顺畅的、可流转的闭合环路[6]，从而使绳锯切割机实现对水下钢筋混凝土结构体的切割施工。绳锯切割机纵向横向切割初始状态剖面示意见图1～2。

图1 绳锯切割机纵向切割初始状态示意(纵剖面)

图2 绳锯切割机纵向切割初始状态示意(横剖面)

4 主要施工方法

1)根据拟拆除的水下围堰结构外形尺寸，利用施工现场库存的角钢焊接一个钢结构支架。该钢结构支架总体可分上下两部分(见图3)：上部可视为支承体，用于架设在拟切割物结构上，并作为万向轮组的固定平台，其类似桁架的结构也可为闭合的金刚石链绳转动、切割所产生的张紧内力提供承载体，保证整个切割体系运行时的结构稳定；下部为延伸体，用于将切割体系的作用边际范围延伸至所需部位(本工程中将切割点延伸至低于引航道底高程30 cm的位置)，并通过膨胀螺栓将延伸体固定在拟切割物上，起进一步加固作用。在延伸体底端部焊接几段圆钢管供金刚石链绳穿管而过，起固定作用，同时也为端部万向轮的架设提供接入点。

图3 绳锯切割机支架示意

延伸体分成几段，应用时可根据切割单元的实际高度，对延伸体的长度进行拼接、切割调整，以满足施工所需。

根据现场场地空间实际情况并结合吊装设备吊装能力、绳锯切割机设备满足切割结构体积大小，本工程水平方向拟按3 m/块的长度对切割单元进行分块。

2)将准备好的钢结构支架吊运并架设至切割单元结构体上；用膨胀螺栓对延伸体进行加固固定处理。在水上，将金刚石链绳分别套在绳锯切割机主机滑轮、万向轮组以及位于支架上部的2个万向轮；水下部分派潜水员进行配合，将链绳带至水下后由外向内套入底部万向轮，再将两端链绳绳头带回水上套在切割单元结构顶部。在设备已就位、万向轮已接绳的情况下，适当拉紧链绳并用液压钳对绳头进行机械连接，使金刚石链绳成一闭合环路并保持一定的张紧度。

3)上述准备工作完成，即可开始进行切割施工。首先施工的是对切割单元进行纵向由上而下的切割(第1道切割)，一直持续到切割线去到拟定底标高。第1道切割完成施工。

4)待第1道切割到底后，将绳锯切割机推轮、轨道及支架整体移位(往水平切割方向移动；移动距离比切割单元长度大，约为切割单元长度的1.5倍)。移位过程中，金刚石链绳仍处于卡在第1道切割缝底标高的状态。当支架整体向前平移后，底部链绳的状态变为：一端卡在切割缝底，然后水平伸向支架底部的万向轮，套入万向轮后再引向支架上部的万向轮。移位并固定好支架后，即可开始进行第2道切割施工——底部横向切割。

因为底部链绳一端卡在已切割缝底部，一端套在底部万向轮上，这一部分链绳整体是水平向，所以当绳锯切割机张紧后开始切割时，切口会从第1道切割缝端部开始，水平往切割方向行进。

5)当完成底部水平向切割后，此时切割单元只剩下另一边的纵向面尚未切割，而这1道面则选择由下而上进行切割。由潜水员带着另外一根链绳下水，在切割单元底部另一侧边线处将链绳穿过水平向切割缝，分别从两侧拉上水面至结构顶部。在结构顶设置另外一台绳锯切割机，与从两侧拉上来的链绳接起来，准备妥当后可以进行第3道切割——由下而上的纵向切割。

与此同时，原来横向的第2道切割，按步骤4将绳锯切割机移位后仍可沿水平方向继续进行切割。

此时，切割单元①的第3道纵向切割，同时也是相邻的切割单元②的第1道纵向切割；而同步的水平向切割则是切割单元②的第2道横向切割。

6)当切割单元①的第3道切割完成时，单元①的整个切割施工就全部完成了。将结构顶上的设备、支架等物件清理后，从顶部预钻的吊装孔处挂上钢丝吊绳，即可用船吊进行吊装离场。

7)切割单元②的底部水平切割完成后，重复步骤5即可完成单元②的切割。

按上述流程往复操作，即可逐块将水下围堰进行切割、调运离场。

5 施工改进措施

研究施工方案时，对个别因素尚未考虑周全，导致最初施工过程中也遇到一些障碍。对此及时总结了教训，并作了相应的改进与完善措施。

5.1 加塞垫片

切割过程中，需在已切割的缝隙中穿入另一根链绳进行纵向切割。而切割单元本身自重是很大的，切割后由于自重原因，上部切割体会整体向下沉降(即使整体沉降的幅度非常小)，但也势必会进一步侵占本就已经很小的缝隙空间，导致增加穿绳的难度。

为此，制作了楔形的钢板垫片，在后续切割底部横向割缝过程中，安排潜水员将楔形垫片打入切割缝中(间隔约1 m)，依靠楔形垫片的支撑作用，减少切割体自重沉降对切割缝的影响，提高了穿绳工序的工作效率。

5.2 第1块切割单元需按梯形结构进行切割

由于切割跨度大，绳锯切割机难以保证切割线条会一直保持十分平直，尤其是围堰结构体在不同部位的配筋率也会不同，导致在同一块切割单元中不同部位的硬度也会产生变化，进而对切割的平直效果产生更大影响。对第1块切割单元，左右两边都与相邻的结构体有接触，如果两边的切割面存在不同步的错台或不平整，那就会大大增加边与边之间的摩擦，给吊运工作带来极大的麻烦。

因此，第1块切割单元切割底部横向切割前，在布置支架的时候，应有意识地调整支架底部万向轮的方向，使切割缝稍作倾斜(即切割单元形成上宽下窄的倒梯形结构)，这样就会大大降低首块切割体的吊装工作难度。当第1块围堰吊运走后，整段横向围堰已经出现1个缺口了，可以为接下来其他切割单元的吊装提供足够的空间。

6 结语

通过此工艺顺利地将上下游横向围堰水下部分的结构体切割、吊运完毕，施工效率高、成本较合理，最重要的是切割施工1次完成，无残留的混凝土块、无残留的杂乱钢筋需二次清理、切割，大大缩短了切割工序的工期及成本，为二线船闸的顺利通航争取了有利条件。