莲山水闸关键施工技术分析

莲山水闸关键施工技术分析

摘要:水闸作为水利水电工程中的重要构成,承担着挡水和泄水的作用。水闸施工非常复杂,包含的施工技术非常多,如果要达到预期的施工目标,工程企业就必须要加强技术与施工管理。结合实例,基于莲山水闸具体条件,重点研究了水闸施工方案和混凝土施工程序,对同类型工程具有重要的指导意义。图2幅,表2个。

关键词:水闸;施工方案;施工工艺;关键技术

0引言

水闸对河流防洪、排涝、灌溉、航运等具有较大影响,是水利工程非常重要的组成部分。随着社会对水资源需求的提高,水闸施工技术的好坏越来越受重视,因此为提高水利水电事业的稳定发展,亟需对水闸关键施工技术进行研究。

1工程概况

莲山水闸位于广东省广州市番禺区,从外江向内涌依次布置外江抛石防冲槽、外江浆砌石海漫、外江钢筋混凝土护坦、钢筋混凝土闸室段、内涌钢筋混凝土护坦、内涌浆砌石海漫、内涌抛石防冲槽等建筑物,两侧设扶壁式翼墙衔接两岸引堤。水闸的闸室结构采用排架启闭式,设交通桥、启闭架及启闭机房;两侧设平台。莲山水闸工程防洪标准为200年一遇,工程等别为IV等,规模为小(1)型。

2水闸施工工艺优化方法

水闸施工的优化工艺要从多个方面进行考虑。首先要保证水闸在运行期间稳定,然后根据现场实际情况结合以往相似工程的工作经验采取相关措施对局部设计施工进行优化。在方案中,需要保证水闸的整体结构形式能够适应该地,能够不受区域地势和水流情况等影响,结合项目前期规划中对环保的要求,确保水利工程正常运行。当然,在优化期间不能让水闸的负载重量超标,还要保证其和翼墙能够稳定的进行连接,不会发生其他的问题。优化方案要在保证水闸安全性的基础上满足正常使用功能,且不与设计图纸相冲突。对于水闸的防渗排水系统的优化过程,也要考虑各个方面的因素之后才能开始设计。例如,水利工程中的最高的水位差以及其地基的基本状况都会影响到防渗排水系统的功能。在设计优化方案时也要保证施工的安全性,然后采用可靠的设备对非渗透底板中的渗透区域构成密封,最后再测试相应的渗流的情况并且对该系统的渗透水压和抗渗水性进行分析计算是否达到标准。反滤层、减压井和排水沟槽必须安装在渗流的位置引导渗水排出,提高水闸的稳定性,能够延长其使用年限。水闸的优化工作开始施工时,一定要严格按照设计方案中的施工顺序有序的执行,并且也要明确各个工程的施工特点以及划分好各个工程的施工情况。综合莲山水闸闸室部位施工的重要性及常规水闸施工部位先后顺序考虑,调整桩基础施工部位的先后顺序,由两岸向闸室逐级施打搅拌桩,然后施打闸室周边的防渗止水桩,最后进行闸室基础开挖。这样调整桩基施工部位顺序能避免闸室开挖过高造成周围土体无支护而导致的塌方。在此期间根据现场实际需要在适当位置设置集水井,配备抽水泵,保证排水通畅。

3水闸施工关键技术探讨

3.1闸基基坑开挖与回填技术

采用分区开挖的办法:先开挖闸体部分土方,再左右岸部分土方,最后闸内外海漫、护岸部分土方。根据施工总进度计划,基坑开挖最大施工强度约为5.2万m3/月,采用钩机2台,分别布置于闸前后;对施工废水须采取环保措施进行排放。其处理工艺为:含砂、石、泥废水→集水坑→沉淀池→采用密封罐体装载运输至指定排放地点。钢筋混凝土挡墙、翼墙、闸身(含部分底板)工程施工主要包含土方开挖及回填、翼墙、闸底、闸身钢筋混凝土。土方填筑主要为翼墙背水侧回填及交通桥两侧道路路基填筑。在翼墙施工到一定高度后适时进行分层土方回填、压实作业。各块之间设计2cm厚沥青杉木板作为伸缩缝,使用10cm×10cm的方木做支撑。为确保沥青杉木板位置的准确,施工中采用使用斜拉螺栓固定沥青木板的位置。

3.2金属结构制安装方法

闸门制造具有要求尺寸精度高,焊缝质量好,运输、吊装难度大等特点。机电设备及金属结构安装受土建工程制约大,相互协调多,交叉作业多、安全威胁大。闸门底槛、门槽部位预埋件及闸门门体均在厂家内制作完成。由于闸门门体外型尺寸较大,在厂内制造时采用分块制作,分块闸门运输到工地后,由专业焊接人员进行上下两块整体拼装作业,闸门焊接完成后需对闸门焊接质量进行检测。钢闸门的拼装喷涂工艺如下:一是气体压力的控制。常用的喷枪为ZQP—1型中速自动调速式气喷枪,要求乙炔压力控制在0.1~0.15MPa范围,氧气压力控制在0.11~0.12MPa范围。二是压缩空气压力控制在0.4~0.6MPa范围。三是封闭漆。漆封闭宜在金属喷涂层(干膜不低于100um)留有余温时进行,采取刷涂的方式施工。喷锌后先涂两道881环氧云铁底漆,干膜厚度不低于60um;再涂两道881聚氨面酯,干膜厚度不低于60um;闸门喷涂完成后需对闸门防腐质量进行检测。

3.3混凝土施工与温控施工关键技术

混凝土施工是整个工程中的一个重点,每个地区的水闸工程都采取不同的混凝土配方,因为每个地点的位置不同,其抗渗和抗冻等需求都不一样。在进行混凝土施工时也需要采取一定的步骤,需要按照步骤有序的进行施工,并定制适宜的模板。莲山水闸工程墩墙部位使用定制钢曲面模板,其余部位采用木模,不同位置需要的模板根据建筑物结果形式、断面尺寸需求进行制定。钢筋安装前,测量员按设计图纸对施工现场平面和高程控制点进行测量,确定达到了设计标准后才能进行安装钢筋;钢筋安装时首先是要焊接横向的钢筋,其次对其进行绑扎。水闸底板混凝土浇筑混凝土属于大体积混凝土施工,浇筑需要采取分层浇筑和阶梯顺序进行浇筑(见表1)。浇筑前提前与搅拌站做好沟通,确保水闸底板混凝土施工时混凝土能持续供应,以保证混凝土浇筑过程的连续性,避免间歇时间过久对混凝土和易性造成影响。水闸闸室底板混凝土采用分层、阶梯顺序浇筑,每层浇筑的混凝土的厚度不能超过50cm,分层浇筑要留有足够的层间间歇时间,确保混凝土散热充分。混凝土浇筑过程中需用插入式振捣器加强振捣,振捣深度超过10cm,但是距离底部不小于20cm,这样能够使混凝土结合更加密实,提高混凝土强度及闸底板的施工质量。混凝土浇筑工作完成后采用木刮尺对混凝土表面进行刮平,其表面的上下高低差不能超过10mm。混凝土浇筑完成后12h内采用人工洒水养护直到达到相应强度,其上亦可覆盖薄膜养生。混凝土终凝且达到相应强度可以拆除模具,需要截除混凝土表面两侧拉杆,使用同高标号砂浆对其进行抹平。在闸室底板与护坦交接部位及与翼墙接壤处的闸墩面需提前预埋好止水铜片。安装完成后,安排工作人员对其安放位置、焊接加长部位的处理效果、稳固程度进行检查。混凝土浇筑及振捣过程中要注意避免触及止水铜片以防移位或造成损坏。混凝土结构表面修整,有模板混凝土浇筑的成型偏差按表2规定的数据。水闸混凝土的施工中需要注意温度控制。在混凝土浇筑过程中如果没有控制相应的温度,那么在今后的使用中,混凝土很容易出现裂缝;如果是危险性的裂缝将会影响到整个水闸的正常运行。目前,对于混凝土出现裂缝的问题还没有有效的解决办法,因此对于混凝土浇筑过程中采取温度的控制工作是非常重要的。虽然有的工程采取了温度控制,但若控制得过于盲目或者养护措施未到位会导致混凝土开裂,因此需要合理的采取混凝土防裂的工作。对于混凝土的温度控制需要考虑到混凝土的材料、浇筑部位的结构特点、气候条件及浇筑完成后的养护等因素。若其中一个因素未把握好,都会对混凝土温控造成影响。因此,混凝土温控需要全方位的考虑,并且温度设定需要实时调整,每个时间段所需的温度都有可能不同,所以到目前为止对混凝土的动态温度的控制还是一个重点,而现在也在研究更加简便的防止裂缝出现的方案。设计方案制定时也要考虑到施工的各种因素从而计算出相应时间段的混凝土的控制温度,能为后期的温度计算减少施工难度,也能够提高防裂缝出现的质量。动态温度计算的要点在于时刻记录采用冷却水管后出现的差值,对于温度的控制还需要采取检验工作,确保温度处于合理范围内,能够减少裂缝的产生,提高了工程的完美度,一定程度上能够延长工程的使用年限。

4结语

水闸工程在水利工程建设中占有举足轻重的地位,其功能兼顾拦洪、挡潮、取水、发电和航运等,是综合型水利工程。在水闸施工过程中,其施工工艺及技术要点卡控非常关键,需要在不同地质、不同类型的施工中不断完善和优化。

作者:鲁文华 单位:金中天水利建设有限公司