实例解析水库溢洪道闸墩施工工艺

清河水库溢洪道由进水渠、控制段、泄槽段和尾渠段组成。控制段设6道闸孔，有5个中墩，2个边墩，闸孔每孔净宽10.0m，总宽72.5m，设6扇10.0m9.3m（宽×高）弧形工作门，工作门前设有检修门槽，检修门采用门机起吊。

 

溢洪道历经50多年的实际运行，逐步暴露出各种问题：溢洪道控制段堰面、闸墩存在贯通性裂缝，受牛腿集中力影响，闸墩中间部位出现拉应力，导致裂缝向牛腿扩展，改变闸墩结构受力条件，降低了控制段的安全，影响闸门安全启闭和泄洪安全；溢洪道混凝土外观质量较差，钢筋保护层及抗冻不满足规范要求等。

 

2007年清河水库进行了安全鉴定，鉴定结论为三类坝。2010年水利部大坝安全管理中心核准清河水库为三类坝。2011年开始清河水库除险加固初步设计，11月工程开工建设。控制段建设的内容是自堰体以上拆除5个中墩及其上部结构，自124.3m高程以上拆除边墩及其上部结构。溢洪道堰面凿除现状混凝土，清除表层钢筋，重新布设堰面钢筋，浇筑标号为C30F250W4混凝土。

 

 

根据设计要求，清河水库在除险加固过程中，仍然承担正常的防洪功能，并尽量减少对兴利的影响。为了达到这一目标，溢洪道控制段加固工程必须在一个非汛期内完成。清河水库非汛期为当年9月21日至次年6月1日，因为一般在6月份少有大洪水发生，因此要求溢洪道控制段加固工程从开工之日起至次年6月30日必须完成，以确保水库发挥防洪作用。而工程所在地区从当年11月至次年3月末为冬季，一般为停工期。正常有效工期仅有4.5个月。

 

 

控制段工程建设的内容多，工序复杂，要求精度高。首先要拆除原有建筑物，包括70～80m溢流堰面、闸墩、工作桥、交通桥、启闭机室、闸门、启闭机需要全部拆除，除交通桥外其他均需重建。闸墩混凝土浇筑工程量大，占用工期长，是控制工期的关键的项目。

 

在这个项目施工中，业主、设计、施工、监理单位经过缜密研究，决定采用滑模施工方案，以加快施工进度。中墩126m高程以上（堰面以上）至墩顶139m高程，边墩130m高程至墩顶139m高程（130m以下为梯形断面，采用滑模困难）采用滑模施工。

 

共制作2套滑模：1套滑升，1套安拆，2套交替施工，保证闸墩混凝土浇筑连续。这个施工方案的关键在闸墩牛腿如何处理。牛腿是露顶式弧形闸门的承重构件，是闸门铰支座的基础，牛腿从闸墩侧面悬出，与闸墩连成一体，其受力大，受力复杂，一般要求与闸墩主体同时浇筑，以保证其整体性。

 

这样在滑模施工和牛腿与闸墩整体性的要求上产生了矛盾。因为牛腿突出闸墩外表面，如果将闸墩主体一次滑模浇筑到顶，再二次浇筑牛腿悬出墩面部分，这样闸墩与牛腿的结合面将是非常薄弱的，不能满足结构的抗剪要求，也是规范所不允许的。如果不采用滑模施工，而采用人工支模，工期又无法保证。

 

也曾考虑冬季施工，但困难大，费用高，质量难以保证。经长时间研究和论证，决定在滑模滑升至牛腿部位时在闸墩内安装模板预留槽孔，在牛腿部位预留的槽孔内绑扎钢筋、支立模板，浇筑二期混凝土。按照牛腿设计位置，在129.80m高程距中墩尾端77cm部位预留长×宽×高=6m×2.7m×2.5m的槽孔。

 

这个槽孔比牛腿与闸墩接触面积3.75m×1.8m扩大2.4倍，且墩外牛腿与槽孔成为一体的二期混凝土，槽孔二期混凝土与闸墩一期混凝土接触面大大增加，使牛腿与闸墩的整体性得以保证。又在槽孔顶部、闸墩轴线位置在一期闸墩混凝土内预埋3根φ150@1500mm钢管，用于槽孔混凝土浇筑完成后，向孔内继续填塞与混凝土同标号的砂浆。

 

牛腿二期混凝土采用二级配混凝土，在混凝土原配合比中，掺入膨胀型外加剂，以保证二期混凝土具微膨胀性，以抵消其本身的收缩，防止一期混凝土之间产生收缩裂缝。混凝土采用塔机吊罐入仓，浇筑前在中墩两侧预留槽孔上方安装“簸箕”状下料斗，料斗下沿贴近闸墩钢筋网，从混凝土吊罐中分批缓慢下料至料斗中，人工铁锹辅助下料，采用平层浇筑法均衡上升。

 

孔顶一二期结合部位在槽孔主体混凝土浇筑结束后，混凝土初凝前，通过预埋在闸墩中间的3根钢管向二期混凝土顶部浇筑与二期混凝土同标号的砂浆，以确保混凝土顶部充填密实。最后采用砂浆将预埋的钢管封填。这些措施确保了闸墩滑模施工的连续性，也保证了牛腿与闸墩连接的整体性，使其受力性能得到可靠保证。

 

采用此方案施工，从2012年9月17日开始浇筑混凝土，到当年11月5日，在冬季之前所有7个闸墩主体全部浇筑到顶，浇筑钢筋混凝土7500m3。冬季停止施工。次年4月开始按预定方案流水浇筑牛腿槽孔二期混凝土，检修门槽和工作闸门边导板二期混凝土、溢流堰面混凝土和闸门底坎二期混凝土，再安装工作桥、闸门、启闭机，在2013年6月30日前完成闸门调试运行。

 

控制段施工工期4.7个月，一般同类工程要一年工期，体现了滑模施工方案快速，又保证牛腿与闸墩整体连接的优势，如果不采用这种施工工艺就不能在这么短的工期内完成这项艰巨的任务。