论水闸入口中混凝土的施工技术

【摘要】水闸入口中混凝土的施工技术，省去了传统的封堵技术及相应的大型启闭机和上部排架结构，大幅减少了工程量，降低了封堵施工难度和对环境的破坏程度，能有效缩短直线工期，促使工程提前产生效益，具有经济、环保、便捷高效等优点。

【关键词】水电站；入口；混凝土；施工技术

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该水电站以发电为主，水库一般储水位是955m，总容量为1.347亿m3。坝体使用砾石土心墙堆石坝，坝高960.00m，坝宽10m，最大坝高74m。进水口布置在细粒花岗岩台地上沿距坝轴线上游约25m处，为岸塔式结构，4座进水口“一”字型排布。1号导流洞为高泄洪洞，尺寸为16m×17m，2号导流洞为低泄洪洞，进口高程为902m，出口高程为899m。

一、技术原理与工艺特点

1.技术原理

首先采用一个带导流孔的小型施工钢闸门控制水流，施工钢闸门导流孔后接导流管，水经导流孔、导流管流到混凝土闸门设计部位下游侧，创造导流洞进水口不断流情况下的干地施工条件，然后采用干地施工方式浇注钢筋混凝土闸门。施工钢闸门上的导流孔将封堵大断面的导流洞进水口变成封堵施工钢闸门内导流孔小断面，大幅降低了封堵施工难度。当大坝具备蓄水条件且混凝土闸门达到设计强度时，人工操作导链滑轮组关闭施工钢闸门上的导流孔闸门，即可实现对导流洞进水口的封堵，之后可按设计进行导流洞内堵头段混凝土施工。

2.工艺特点

传统水利水电工程导流洞进水口封堵多采用钢闸门、预制叠梁等方式，需要设置大型启闭机，浇注数十米的钢筋混凝土排架结构，安装大型钢闸门或预制叠梁存在施工时间长、工程量大、工艺要求

高、施工难度大、对环境影响大、施工成本高等特点。本技术采用不断流封堵方式，可在主体工程具备下闸条件前提前进行导流洞进口封堵施工，与传统施工方法相比，可减少导流洞进水口封堵施工工程量，降低施工强度，缩短施工工期。同时因省去进水口启闭机及排架结构，对环境的破坏范围大幅降低，环保效益突出。

二、施工工艺流程及操作要点

1.施工工艺流程

导流洞进水口建筑物设计、施工→导流洞过水→现浇钢筋混凝土闸门设计，施工挡水导流钢闸门设计制作→施工挡水导流钢闸门下闸→导流孔闸门吊装→现浇钢筋混凝土闸门施工→关闭导流孔闸门（大坝蓄水）→钢筋混凝土闸门导流孔封堵→导流洞内堵头段施工。

2.操作要点

1）现浇钢筋混凝土闸门结构设计

1门槽设计在进口两侧边墩设2道门槽，上游门槽为施工钢闸门槽，有门槽埋件；下游门槽为现浇钢筋混凝土闸门槽，无门槽埋件，按混凝土闸门结构需要设计预埋钢筋。门槽尺寸、位置应通过计算确定，锦潭水电站施工钢闸门槽宽50cm，现浇钢筋混凝土闸门槽宽150cm。

2闸门设计共设置3道闸门，其中下游为封堵导流洞口现浇钢筋混凝土闸门，中间为施工挡水导流钢闸门，上游为关闭导流孔的小钢闸门，闸门结构应通过计算确定。

3不断流封堵导流孔设计在施工挡水导流钢闸门内设置2个导流孔，孔内安装通到钢筋混凝土闸门下游侧的导流管，下闸后由导流管过流。导流孔数、管尺寸根据施工时段水文情况计算确定。

4启闭结构在现浇钢筋混凝土闸门顶部设置导流孔钢闸门启闭支架，通过滑轮组控制导流孔闸门的开启和关闭。

导流洞进水口钢筋混凝土封堵闸门结构布置如图1所示。

2）小型施工钢闸门下闸实现不断流封堵

按照设计图进行施工钢闸门、导流孔封闭闸门、导流管进行现场制作。在导流洞进口结构及门槽埋件施工完成后，用8t汽车式起重机等起重设备适时将施工导流钢闸门吊装到上游门槽内。首先由人工将施工钢闸门槽和底坎清理干净，由8t汽车式起重机将带有导流孔的施工钢闸门吊入门槽内挡水，人工随之对门槽内止水封条进行加力，保证闸门挡水防渗效果，然后将导流管安装到闸门导流孔内，上涨河水通过施工钢闸门内导流管流到钢筋混凝土闸门下游侧，使钢筋混凝土闸门施工能在干地施工。

施工钢闸门下闸时机应根据工程总体进度情况和工区河流水情确定，一般可选择在下闸蓄水节点或导流洞进水口计划封堵日期前2～3个月进行。

3）导流孔闸门吊装

用8t汽车式起重机将导流孔闸门吊装到施工钢闸门上，并在进水口左右边墩顶面上放1根槽钢，用钢丝绳将导流管封堵闸门吊至开启位置固定，不影响导流孔过流。

4）钢筋混凝土闸门浇注

施工导流钢闸门安装完成，导流管过流后，在钢筋混凝土闸门门槽下游用袋装黏土等修筑一个小围堰，抽干施工导流钢闸门和小围堰间的积水，用干地方式进行钢筋混凝土闸门结构模板、钢筋、混凝土浇注施工。人工在钢筋混凝土闸门槽内首先进行底坎、两侧门槽缝面凿毛处理，然后依次进行立模、闸门钢筋安装、缝面冲洗。混凝土浇注时用100mm，50mm插入式振捣器平仓、振捣，达到设计高程后人工抹面。浇至顶部时预埋导流孔钢闸门启闭支架埋件及滑轮组埋件，收仓后做好混凝土养护工作。

5）关闭导流孔闸门

在现浇钢筋混凝土闸门混凝土到达设计强度70%以上时，可开始顶部启闭支架及滑轮组安装工作，安装完成后将固定导流孔闸门的钢丝绳换到导链滑轮吊钩上，调整好闸门封堵开启位置。在闸门混凝土达到设计强度且工程具备初期蓄水条件时，可在现浇混凝土闸门顶部人工操作导链滑轮组，使导流孔钢闸门向下转动关闭导流孔。

6）钢筋混凝土闸门导流孔封堵

当施工钢闸门的导流孔封堵后，由人工在现浇钢筋混凝土闸门下游侧将导流孔出口处割断的受力钢筋焊接好，再用混凝土封堵导流孔，从而完成现浇钢筋混凝土闸门封堵导流洞进水口施工。

7）导流洞堵头施工

现浇钢筋混凝土闸门封堵导流洞进水口后，可按设计要求适时进行下游导流洞洞内堵头施工。三、门型选择及门体结构设计

1号导流洞封堵闸门采用平面滑动钢闸门。门叶结构由面板、主梁、水平次梁、竖向隔板和边梁组成。闸门厚2.307m，宽17.88m，高18.18m，为了方便工地安装，并满足运输单元的要求，将闸门分为7节制造、运输，闸门各节自上而下的高度为：第1节2.68m（包括吊耳），第2节、第3节、第4节、第5节、第6节均为2.6m，第7节2.5m。闸门最大件为第1节，其外形尺寸为2.307m×2.68m×17.88m，最重件为第6节，重44.452t。各节闸门均采用主横梁体系同层布置，实腹式工字形双主梁结构。主梁支承于边梁上，面板设在上游侧，主支承滑道设在下游侧，反向滑块设在上游侧。

由于闸门宽度较大，为减少现场拼接工作量，特别是避免现场焊接，以保证闸门整体拼装后的质量，闸门的各节门叶采用螺栓连接成整体的连接方式，使闸门的拼装工作，既能有效保证闸门整体拼装质量，又能缩短工期。

闸门面板和底止水布置于闸门上游侧，下游侧至底主梁的下翼缘连线的倾角为19°，考虑到该闸门正常情况为一次性下闸使用，况且下闸水头较小，底缘可能出现的负压较小，虽然底缘平缓，对闸门运用影响不大。

四、门槽设计及保护

在工程的泄水建筑物中，1号导流洞布置位置最低，承担着施工期的泄水任务，大量的泥沙、弃渣以及各种杂物从导流洞通过且过流时间长，因此，1号导流洞门槽埋件及闸室段均可能产生冲蚀及磨损破坏，门槽底部也可能沉积有害异物。如何防止门槽段在过流期间不受冲蚀和淤积，是确保封堵时安全顺利下闸的关键，设计必须事先采取防范措施。为此，设计采取了以下措施：

1）门槽体型选用流态较好的Ⅱ型门槽，宽（W）=2400mm，深（D）=1200mm，斜坡比1∶12，宽深比W/D=2，错距比△/W=0.05。

2）门槽段底板及孔口高度内的二期混凝土范围均采用钢板衬砌，以增强门槽段的抗冲蚀耐磨性。

3）施工期间避免向导流洞进口上游河道弃碴。

4）在导流洞过流期间，门槽设置保护填框对其进行保护，并在填框顶部设置了钢盖板。

五、结语

本方法适用于中小型水电站导流洞进水口的封堵施工，特别适用于洪枯流量差大、枯水期时间长的山区河流中小型水电站导流洞封堵施工，可在水利水电工程施工中推广应用。

参考文献：

[1]姜加荣.安徽省霍山县白莲崖水库导流洞封堵施工技术[J].现代农业科学，2009（5）：256-257.

[2]郑小平，熊增生，彭琳.班多水电站大型弧形钢闸门启升技术[J].施工技术，2011，40（12）：65-66，72.