水庫溢洪道閘墩施工工藝探索論文
1概況
清河水庫溢洪道由進(jìn)水渠、控制段、泄槽段和尾渠段組成�？刂贫卧O(shè)6道閘孔，有5個中墩，2個邊墩，閘孔每孔凈寬10.0m，總寬72.5m，設(shè)6扇10.0m9.3m（寬×高）弧形工作門，工作門前設(shè)有檢修門槽，檢修門采用門機起吊。溢洪道歷經(jīng)50多年的實際運行，逐步暴露出各種問題：溢洪道控制段堰面、閘墩存在貫通性裂縫，受牛腿集中力影響，閘墩中間部位出現(xiàn)拉應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫向牛腿擴展，改變閘墩結(jié)構(gòu)受力條件，降低了控制段的安全，影響閘門安全啟閉和泄洪安全；溢洪道混凝土外觀質(zhì)量較差，鋼筋保護(hù)層及抗凍不滿足規(guī)范要求等。2007年清河水庫進(jìn)行了安全鑒定，鑒定結(jié)論為三類壩。2010年水利部大壩安全管理中心核準(zhǔn)清河水庫為三類壩。2011年開始清河水庫除險加固初步設(shè)計，11月工程開工建設(shè)�？刂贫谓ㄔO(shè)的內(nèi)容是自堰體以上拆除5個中墩及其上部結(jié)構(gòu)，自124.3m高程以上拆除邊墩及其上部結(jié)構(gòu)。溢洪道堰面鑿除現(xiàn)狀混凝土，清除表層鋼筋，重新布設(shè)堰面鋼筋，澆筑標(biāo)號為C30F250W4混凝土。
2工期要求
根據(jù)設(shè)計要求，清河水庫在除險加固過程中，仍然承擔(dān)正常的防洪功能，并盡量減少對興利的影響。為了達(dá)到這一目標(biāo)，溢洪道控制段加固工程必須在一個非汛期內(nèi)完成。清河水庫非汛期為當(dāng)年9月21日至次年6月1日，因為一般在6月份少有大洪水發(fā)生，因此要求溢洪道控制段加固工程從開工之日起至次年6月30日必須完成，以確保水庫發(fā)揮防洪作用。而工程所在地區(qū)從當(dāng)年11月至次年3月末為冬季，一般為停工期。正常有效工期僅有4.5個月。
3閘墩施工工藝
控制段工程建設(shè)的內(nèi)容多，工序復(fù)雜，要求精度高。首先要拆除原有建筑物，包括70～80m溢流堰面、閘墩、工作橋、交通橋、啟閉機室、閘門、啟閉機需要全部拆除，除交通橋外其他均需重建。閘墩混凝土澆筑工程量大，占用工期長，是控制工期的關(guān)鍵的項目。在這個項目施工中，業(yè)主、設(shè)計、施工、監(jiān)理單位經(jīng)過縝密研究，決定采用滑模施工方案，以加快施工進(jìn)度。
中墩126m高程以上（堰面以上）至墩頂139m高程，邊墩130m高程至墩頂139m高程（130m以下為梯形斷面，采用滑模困難）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，保證閘墩混凝土澆筑連續(xù)。這個施工方案的'關(guān)鍵在閘墩牛腿如何處理。
牛腿是露頂式弧形閘門的承重構(gòu)件，是閘門鉸支座的基礎(chǔ)，牛腿從閘墩側(cè)面懸出，與閘墩連成一體，其受力大，受力復(fù)雜，一般要求與閘墩主體同時澆筑，以保證其整體性。這樣在滑模施工和牛腿與閘墩整體性的要求上產(chǎn)生了矛盾。因為牛腿突出閘墩外表面，如果將閘墩主體一次滑模澆筑到頂，再二次澆筑牛腿懸出墩面部分，這樣閘墩與牛腿的結(jié)合面將是非常薄弱的，不能滿足結(jié)構(gòu)的抗剪要求，也是規(guī)范所不允許的。如果不采用滑模施工，而采用人工支模，工期又無法保證。也曾考慮冬季施工，但困難大，費用高，質(zhì)量難以保證。經(jīng)長時間研究和論證，決定在滑�；僚Ｍ炔课粫r在閘墩內(nèi)安裝模板預(yù)留槽孔，在牛腿部位預(yù)留的槽孔內(nèi)綁扎鋼筋、支立模板，澆筑二期混凝土。按照牛腿設(shè)計位置，在129.80m高程距中墩尾端77cm部位預(yù)留長×寬×高=6m×2.7m×2.5m的槽孔。這個槽孔比牛腿與閘墩接觸面積3.75m×1.8m擴大2.4倍，且墩外牛腿與槽孔成為一體的二期混凝土，槽孔二期混凝土與閘墩一期混凝土接觸面大大增加，使牛腿與閘墩的整體性得以保證。又在槽孔頂部、閘墩軸線位置在一期閘墩混凝土內(nèi)預(yù)埋3根φ150@1500mm鋼管，用于槽孔混凝土澆筑完成后，向孔內(nèi)繼續(xù)填塞與混凝土同標(biāo)號的砂漿。牛腿二期混凝土采用二級配混凝土，在混凝土原配合比中，摻入膨脹型外加劑，以保證二期混凝土具微膨脹性，以抵消其本身的收縮，防止一期混凝土之間產(chǎn)生收縮裂縫。
混凝土采用塔機吊罐入倉，澆筑前在中墩兩側(cè)預(yù)留槽孔上方安裝“簸箕”狀下料斗，料斗下沿貼近閘墩鋼筋網(wǎng)，從混凝土吊罐中分批緩慢下料至料斗中，人工鐵鍬輔助下料，采用平層澆筑法均衡上升。孔頂一二期結(jié)合部位在槽孔主體混凝土澆筑結(jié)束后，混凝土初凝前，通過預(yù)埋在閘墩中間的3根鋼管向二期混凝土頂部澆筑與二期混凝土同標(biāo)號的砂漿，以確保混凝土頂部充填密實。最后采用砂漿將預(yù)埋的鋼管封填。這些措施確保了閘墩滑模施工的連續(xù)性，也保證了牛腿與閘墩連接的整體性，使其受力性能得到可靠保證。采用此方案施工，從2012年9月17日開始澆筑混凝土，到當(dāng)年11月5日，在冬季之前所有7個閘墩主體全部澆筑到頂，澆筑鋼筋混凝土7500m3。冬季停止施工。次年4月開始按預(yù)定方案流水澆筑牛腿槽孔二期混凝土，檢修門槽和工作閘門邊導(dǎo)板二期混凝土、溢流堰面混凝土和閘門底坎二期混凝土，再安裝工作橋、閘門、啟閉機，在2013年6月30日前完成閘門調(diào)試運行。控制段施工工期4.7個月，一般同類工程要一年工期，體現(xiàn)了滑模施工方案快速，又保證牛腿與閘墩整體連接的優(yōu)勢，如果不采用這種施工工藝就不能在這么短的工期內(nèi)完成這項艱巨的任務(wù)。
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