水利工程中水闸施工的技术要点

2023-11-15赵杰

工程建设与设计 2023年18期

关键词：支臂水封水闸

赵杰

（宁夏六盘山水务有限公司，宁夏固原 756000）

1 引言

作为水利工程的关键组成部分，水闸不仅可以拦截洪水、阻挡潮流、抬高上游水位，而且可以宣泄洪水、废水、涝水、弃水等，满足灌溉、航运、水产、发电、生活用水、环保等需要。因此，探讨水利工程中水闸施工技术要点具有突出的现实意义。

2 水利工程中水闸施工的内容

水利工程中，水闸的施工内容主要有导流工程与基坑降排水、基坑开挖、基础处理及防渗、闸室内闸墩施工、闸室底板施工、闸室交通桥施工、闸室胸墙施工、闸室边墩施工、闸室工作桥施工、上下游连接段护坦施工、上下游连接段海漫施工、上下游连接段铺盖施工、上下游防冲槽施工、上下游护坡施工、上下游翼墙施工、上下游刺墙施工、闸门安装、启闭机及其他电气设备安装等[1]。

3 水利工程中水闸施工技术要点

3.1 水闸钢筋安装要点

钢筋安装是水利工程水闸施工中的重要技术，钢筋塑性、钢筋强度、钢筋可焊性、钢筋与混凝土之间黏结力等受安装过程的直接影响。

安装钢筋前，技术人员应结合钢筋配料单对钢筋尺寸、种类、根数进行检查，确定钢筋原材料长度以及规格后，根据先截长后截短的原则，统筹搭配长料与短料，避免短尺量料导致累计误差[2]。一般可以选择机械切断法，控制接送钢筋料工作台面、切刀下部处于同一水平面，根据钢筋切断长度确定钢筋切断机工作台长度。确认钢筋切断机配置切刀无裂纹且防护罩牢固可靠、刀架螺栓紧固、齿轮咬合间隙合格后，对切刀间隙进行调整，空运转一个周期，对传动部分、轴承部分再次核查。确认无误后，将钢筋料放到切刀中下部位，对准切口快速整齐切料，并由一名人员固定刀片一侧，手部与切刀之间距离超出150 mm 且配置套管，避免钢模末端飞溅。

切割钢筋后，利用手摇板子（或钢筋板子），在长400 cm×85 cm 高×宽80 cm 工作台上，进行钢筋弯曲加工。工作台为5 cm 厚木板+100 cm 长木方牢固拼合，每次弯制4～8 根钢筋，钢筋直径为8 mm 及以下。

钢筋弯曲后，技术人员可以利用2 根扎丝扎牢钢筋两个端头、中间部位，完成绑扎连接。绑扎连接点应避开弯起钢筋弯折位置，且与弯折位置距离超出钢筋直径的10 倍，且同一截面钢筋绑扎接头数量少于2 个。具体操作时，技术人员应根据钢筋配料单核对钢筋形状、规格、编号、数量。确认无误后，结合水闸钢筋施工程序，确定绑扎工具。一般扎丝绑扎可以选择扎丝钩、小撬杠、绑扎支架等工具，扎丝规格为22 号扎丝或20 号扎丝，长度满足扎丝钩拧3 转并余留10 mm 要求。准备完毕后，选择2 根钢筋交叉点，一面倒扣牢固绑扎。

3.2 水闸混凝土施工要点

混凝土施工技术是水利工程水闸施工的主要技术，在闸室混凝土施工时，需要贯彻先深后浅、先重后轻、先高后低、先主后次的方针。

在水闸混凝土施工前，技术人员应准备最大粒径小于4 cm的碎石以及普通硅酸盐水泥。确认材料无误后，根据前期设计方案进行混凝土拌和。

混凝土拌和并运输到现场后，对模板安装尺寸、钢筋规格与绑扎牢固性、预埋件安装位置准确性、伸缩缝处理科学性、仓面洁净度进行逐一检查。确认无误后，先在基础面铺筑一层与待浇筑混凝土强度级别相同的水泥砂浆，铺料方法为平铺法，坡度小于1∶2，层厚在30 cm 以上、50 cm 以内。

正式浇筑水闸混凝土时，可以采用逐层浇筑法（或台阶浇筑法），先浇筑上游齿墙、下游齿墙，再从一端向另外一端浇筑。若底板混凝土浇筑方量大且底板顺水流长度小于12 m，则选择2 个作业组在同一时间分层通仓浇筑下游齿墙，浇筑面水平高度与设计水平高度一致后，将第二个作业组上调到上游齿墙，与第一个作业组同时从下游向上游浇筑底板，上游齿墙浇筑完毕后，将第二个作业组上调到下游，进行第二坯底板浇筑，交替连环推进，缩短水闸平底板浇筑间隔时间，规避冷缝问题。

3.3 水闸安装要点

水闸安装技术是水闸施工的重要技术，关于水闸应用效果。在水闸闸门安装前，技术人员应对每个配件进行检查，结合施工图进行尺寸复测，及时发现并矫正因运输、吊装、堆放引发的变形、损伤以及槽内预埋钢筋锈蚀问题。确认无误后，准备吊装。

为确定安装质量，经全站仪放出固定支座轴孔中心线、孔口中心线、底坎中心线、控制高程点等安装基准样点。根据放出安装基准样点，安装底坎，配合调整螺栓、千斤顶调整底坎位置，确认底坎两端高程差、局部不平度、工作面倾斜度无误后固定。同时，制作水闸铰座基础螺栓架并设置螺栓架控制点，根据控制点吊装、调整并固定铰座基础螺栓架。

铰座基础螺栓架安装完毕后，搭设脚手架，并测量铰座中心，先后进行侧轨道与铰座基础板的吊装、调整、固定。具体操作时，需要先焊接接头并平整打磨，打磨后，测量工作面与孔口中心距、曲率半径、局部平面度与同一高度位置两侧轨道跨距。随后根据检查合格的支铰中心线，进行侧轨道调整[3]。确认侧轨道调整无误后，组装调整螺杆、基础板，紧固前螺栓、后螺栓，向安装位置吊入基础板。在支架上放置基础板，通过千斤顶、花篮螺丝调整其中心位置、角度、高程，调整后经固定螺栓、型钢临时固定。利用同样的方法进行另外一侧基础板的调整固定，并在预埋基础板上焊接调整螺栓。

基础板安装完毕后，将门锁锭安装到锁锭埋板上，进行两侧锁锭轴中心高程、位置的调整，确认无误后加固。在门锁锭与锁锭埋板固定后，清扫闸门表面污渍，并均匀涂抹防腐油漆。同时，组装支臂并焊接固定，对支臂表面进行防腐处理。支臂处理完毕后，吊装支铰总成、支臂，并将两者连接，控制对装间隙、支臂间跨距、支臂前段长度以及闸门全关时支臂前段位置。进而临时将分节门叶放到安装位置，在门机的支持下，从下部向上部安装，第一节门叶吊入后，连接门叶、支臂下端，检查面板半径。在确定面板半径无误的情况下，吊入第二节门叶，点焊对接第一节门叶和第二节门叶。按照同样的方法，进行全部门叶吊装与支臂连接固定。门叶安装完毕后，根据说明文件进行液压启闭机安装与调试。

整体组装后，借助样板进行面板弧度、门叶中心偏差、弧面半径检查。检查无误后，焊接门叶隔板、翼板、面板，定位焊点之间距离为300 mm，焊接长度超出50 mm。定位后，经多人分段退步对称焊接60%～80%，配合背缝清根，完成多层多道焊接，并错开焊缝层间接头，确保焊接质量。门叶焊接完毕后，借助千斤顶将门叶顶移到另外一侧，顶移距离为一个设计水封压缩量，并悬挂注水封孔器。根据悬挂位置钻孔，从另外一侧沿着反方向将门叶顶移2 个设计水封压缩量，同时安装另一侧门叶水封，并根据水封设计长度，将橡皮粘与水封压板共同旋转钻孔，钻孔直径小于连接螺栓直径1 mm。确认水封功能正常后，清理涂装位置油污、铁锈、焊渣，修补焊缝两侧（不包括加工面、水封座板）、设备表面涂装损坏部位的防腐层，完成安装。

安装后，技术人员应在无水条件下开展全行程启闭试验。试验期间，先利用清水润滑水封橡皮、不锈钢水封座之间接触层，再对支铰转动灵活性进行检查，确定启闭期间支铰无卡阻且水封完整[4]。

确认无水条件下启闭试验合格后，在动水条件下，依据接近设计操作水头的水头，开展局部开启以及全行程启闭试验。试验期间，对支铰转动灵活度、水封密封完整性、闸门振动幅度进行逐一检查，确定水闸闸门安装质量。

3.4 施工缝处理

施工缝处理是水利工程水闸施工的重要内容，包括止水缝、沉降缝等。

3.4.1 止水缝处理要点

根据止水施工要求，技术人员可以利用紫铜片（或聚氯乙烯塑料、橡胶等）进行止水缝施工。在止水缝施工前，将表面污垢、油渍、浮皮清除。

清除表面杂质后，预先经压模压制转角、交叉位置接头，并预先留设现场搭接直线段，双面焊搭接（或电热熔接、氯丁橡胶黏结）长度超出20 mm，并采取防长期暴晒、防油污等措施。同时，维持水平紫铜止水片凹槽向上，借助沥青（或聚乙烯闭孔泡沫板条）密实嵌固止水片。

止水片嵌固到浇筑层中间位置后，从止水片高程位置着手，均匀浇筑混凝土，确保混凝土淹没止水片后再次清除表面污垢。浇筑后，避开止水片振捣，待混凝土强度达到规范要求后，拆除嵌固止水片的止水缝内模板。

3.4.2 沉降缝处理要点

根据地基伸缩变形、不均匀沉降特点，技术人员可以在适宜位置设置温度缝、沉降缝或者直接借助沉降缝代替温度缝，施工缝宽度在10～20 mm。

技术人员应选择结构受力较小或非结构受力的部位设置施工缝，便于后期凿毛处理。在施工缝位置确定后，施工技术人员可以综合利用刷毛、凿毛、冲毛等手段，清除施工缝表层水泥浆薄膜、松散软弱层以及灰尘、积水。

处理沉降缝表面后，借助数排长铁钉将沥青油毛毡（或泡沫板、沥青杉木板等）固定在模板内侧，铁钉的1/3 留到混凝土外并敲弯铁尖。然后，均匀浇施混凝土，促使填充材料紧贴混凝土。进而选择沉降缝另外一侧模板，进行模板固定、材料填充、混凝土浇施。若沉降缝两侧结构浇筑时间相同，则需要落实竖立平直的原则，进行沉降缝填充，并控制浇筑期间沉降缝两侧液态混凝土高度相同。

确定前期浇筑混凝土面强度达到2.5 MPa 及以上后，沿着水平缝铺设同配比水泥砂浆，铺设厚度在10～20 mm。同时，沿着垂直缝进行水泥浆（或界面剂）的均匀涂刷。

3.5 门槽施工

在中小型水闸闸墩部位，多设有门槽，门槽内埋设有滑动导轨或者反轮导轨、止水座、侧轮、主轮等装置，可以为启闭机门力、闸门封水提供支持。鉴于水闸导轨铁件尺寸较小，技术人员可以从闸墩立模时期着手，预先在模板内侧固定，并将铁轨铁件浇筑到混凝土内。

3.5.1 平面闸门门槽施工要点

在平面闸门门槽预埋铁件后浇施过程中，技术人员应确保门槽、导轨竖直，将校正吊锤应用到浇筑环节。即将一颗铁钉嵌入模板上侧，在钉子上部栓固吊锤，在吊锤稳固后，经辅助钢尺进行上下两侧到模板间距的测量，根据测量结果进行模板竖直方向更正。确定门槽竖直后，从闸墩立模环节着手，从门槽部位开设大尺寸凹槽，预先在凹槽侧壁、正壁模板固定导轨基础螺栓，便于拆除模板后第一时间在混凝土内部放置螺栓。借助螺栓校验的方式，辅助垂球校验导轨竖直性。确认导轨竖直度后，进行混凝土分段下料浇筑。

3.5.2 弧形闸门施工技术要点

在弧形闸门施工期间，根据弧形水闸闸门沿水平轴活动以及经支臂拉控特点，从降低启闭门力着手，将1 个滑块设置在闸门两端。在滑块安装前，结合导轨特点，预先设置长80 cm、宽20 cm 的凹陷槽，将2 排钢筋设置到凹槽内部，牢固槽体。从安装活动着手，进行钢筋校验。确认钢筋无误后，将若干垂直度对称控制点设置到槽侧面，并将校正完毕的导轨分段连接钢筋临时控制点。根据垂直平面控制点，进行导轨垂直度调节。确认无误后，进行混凝土浇筑。