飞来峡水利枢纽船闸下人字门底板断裂的修复

飞来峡水利枢纽船闸下人字门底板断裂的修复
彭苑娜
【摘要】飞来峡水利枢纽船闸下人字门底板在长期水压力的作用下,受到剪切破坏,形成渗水通道.为确保船闸安全通航,采用整体凿除,增设锚筋、齿槽和面筋,重新浇筑高标号砼进行修复,有效遏制了险情的进一步扩大.
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2010(000)012
【总页数】3页(P57-59)
【关键词】船闸;人字门底板;断裂;修复;飞来峡水利枢纽
【作者】彭苑娜
【作者单位】飞来峡水利枢纽管理处,广东,清远,511825
【正文语种】中文
【中图分类】U641.8
前言
飞来峡水利枢纽船闸是北江流域控制性航运工程,位于枢纽左岸,为单线一级船闸,最大水头为 14.49m,设计年货运量为 475万 t,可通过 500t级船队,闸室有效尺寸为长 190m、宽 16m,门槛水深为 3m。

建成运行10年来,发挥了显著的社会效益。

2009年 12月 8日,船闸运行人员在巡视中发现,闸室充水时,下闸首右侧出水口冒水、鼓浪。

当时,初步分析造成非正常涌水的原因可能有 2个：一是下右廊道工作
门止水密封不实;二是下右廊道工作门门槽砼淘空。

2009年 12月 20日开始进行船闸年度检修,闸室抽干水后,进入输水廊道检查,发现下右廊道工作门和门槽砼都无明显缺陷。

但在下人字门底板(高程为6.51m)发现了异常情况：底板砼隆起约 20m,呈辐射状开裂,裂缝上下游贯通,最大缝宽达 30c m,在前底槛(高程为 5.51m)可见底板砼往下游整体位移了 2～8c m,见图 1所示。

1 修复方案的设计
经业主、设计、施工三方专家现场勘查研究,认为下闸首右侧出水口非正常涌水是由于下人字门底板在长期水压力的作用下,受到剪切破坏,形成渗水通道所致。

为防止险情进一步扩大,确保船闸安全通航,决定在船闸下游引航道靠下闸首出水口处填筑围堰和临时施工道路,用液压破碎锤将下人字门底板受到破坏部分进行整体凿除,增设锚筋、齿槽和面筋,重新浇筑高标号砼。

同时,管理处向北江航道局申请把原定为 2009年 1月20日的船闸检修期限延迟至 2010年 1月 31日。

图1 船闸下右廊道人字门底版开裂情况
1.1 围堰、施工道路施工
围堰位于下游引航道靠下闸首出水口处(高程为6.51m)。

采用土料碾压进占法填筑,上下游边坡比均为 1：3,下游迎水面采用彩条布及砂袋防护,围堰高为5m,顶宽为5m。

在围堰上游侧消力池修筑一条通至船闸下游底板的临时施工道路。

由于工作面与消力池底板(高程为0.00m)高差为 6.51m,两侧泄水廊道的排水孔尺寸较大,为节约工程费用和加快施工进度,施工道路在距排水口 3m处搭设 6m宽钢桥至排水孔框架顶。

同时,在排水孔上铺设钢板,以保证人员设备安全进场。

围堰、施工道路填筑料利用反铲挖掘机在船闸下游收费站旁土料场和排水渠对岸山体土料场挖取,由自卸车运到工作面,采用推土机辅助直接向水中抛投填筑,由推土机平整压实。

1.2 基坑排水
基坑积水主要由船闸下右机房 2台 110k W深井水泵抽排至船闸右侧江面。

由于泄水廊道出水口与消力池间布设有拦沙池,低于拦沙坎的消力池内积水,由施工单位采用 2台 7.5k W移动水泵抽至廊道出水口,再由船闸水泵排走,以确保施工道路的边坡稳定。

1.3 旧底板拆除
旧底板拆除主要以液压破碎锤将砼底板大致凿除到设计高程为5.51m处(即凿除1m厚),然后用反铲挖掘机挖除并装车运走。

清除后再用空压破碎机人工凿除截渗槽及突起部分,凿除完成后人工配合清理碎渣。

凿除部位见图 2所示。

图2 凿除部位示意(单位：高程 m;长度 mm)
1.4 液压打钻、植筋、灌胶
钻孔前严格按照设计图纸在船闸下人字门底板标出孔位,采用液压潜孔钻将各孔钻至 90c m深。

钻孔验收合格后,用压缩空气吹净孔内浮灰。

植筋胶采用 K-E S建筑植筋胶,它具有常温固化快、粘结强度高、锚固力可靠、耐老化等优点,可广泛用于金属锚杆与砼、岩石、石材、粘结砖等基础的锚固,还可以用于其他建筑构件的粘结。

该胶由甲组份为黄褐色胶泥、乙组份为白包膏体组成。

在施工应用时按甲∶乙=100∶3的重量比称量取料,并将甲乙组份充分混匀,将混匀的胶料注入孔内,同时排出空气。

每孔灌胶完成后,要马上将植筋插入孔内至孔底,去除孔口多余胶料,并将孔口摁平。

待植筋胶凝固 24h后,方可试拔植筋。

图3 植筋布置示意(单位：高程 m;长度 m m)
1.5 仓面清理
仓面清理是浇筑砼的关键环节。

新老砼结合面上的杂物、泥土及松动砼,均应清除,用高压水冲洗干净后,排干积水。

1.6 施工模板
该工程模板用量不大,仅在门轨侧面使用。

采用P 6015(1.5m×0.6m)、P
3015(1.5m×0.3m)钢模板进行安装,在结构缝堵头模板采用少量木模进行封堵。

采用“螺栓 +扁铁 +拉筋”的组合方式进行加固,扁铁置于模板缝间,螺栓与扁铁焊接外伸至外楞,用山形扣和螺母将螺栓固定于外楞,拉筋焊于扁铁上,伸入结构钢筋并与之焊接,再配以斜拉和斜撑的方式固定、定位及校核模板。

1.7 钢筋绑扎
由于该工程工期紧张,钢筋接头均采用搭接连成,用 20#铁丝进行绑扎。

在安装过程中,钢筋接头位置按规范互相错开,为保证钢筋位置准确,在底板上层钢筋网间用纵横间隔 1m的Φ 22钢筋框架固定,用粉笔在框架钢筋上画出其它钢筋位置来保证。

图4 凿除部位平台钢筋示意(单位：高程 m;长度 mm)
1.8 混凝土浇筑
混凝土采用商品混凝土,从清远市运到围堰左侧顶平台,采用柴油机混凝土泵输送至
工作仓面。

由于工期紧,需提早达到强度,混凝土标号需提高至 C 35,以确保混凝土
提早达到强度。

浇筑仓面验收坚持“内部三检制”,即班组自检、部门负责人复检、质量检验终检。

验收合格后,方可进行混凝土浇筑。

在浇筑混凝土前,必须先铺一层
水泥砂浆,采用插入式振捣器振捣。

1.9 施工道路拆除,围堰拆除
混凝土浇筑完成后,撤出所有材料、设备即可拆除临时施工道路,待混凝土强度达到70%以后,拆除围堰道路,拆除设备用反铲挖掘机挖渣,用推土机将弃渣推向岸上,再
用挖掘机装车、自卸车运输,拆除务必干净,对围堰河床还需进行清淤处理。

2 施工工艺
2.1 施工工艺流程
船闸下人字门底板抢修施工工艺流程如下：
施工准备→修筑临时道路→填筑围堰→填筑施工道路→抽排水→底板旧砼拆除→液压打钻→植筋灌胶→清洗砼表面→立模→绑扎钢筋→固定门轨→浇筑砼→拆除施工道路→拆除围堰
2.2 施工中遇到的困难
1)雨天路滑
填筑围堰和临时施工道路时,多日天气寒冷,阴雨连绵,造成下游收费站路面至下游引航道底的临时道路泥泞不堪,运土料的自卸汽车无法下引航道边坡。

为此,增加 1台挖掘机,在引航道边坡上中转运输土料。

因其对工期造成较大影响,运输工人只得加班加点工作。

2)泵送砼堵管
船闸下人字门底板修复采用泵送 C 35砼。

泵送砼是飞来峡枢纽投入运行 10年来,首次使用的砼浇筑方法。

它的优点是浇筑速度快,可预防结合面出现冷缝;缺点是压力控制不好,容易发生爆管或塞管。

砼刚开始浇筑时,泵机压力过大,连续出现了 2次爆管,使施工时间显得更加紧迫。

幸好砼运送泵及时修复调整后,运行良好。

3)突遇洪水
1月22日早上,船闸下人字门底板已具备浇筑砼条件。

但因前两天受强冷空气影响,北江流域普降大雨到暴雨,下游水位上涨至离施工围堰顶只有 30c m。

为使砼浇筑工程如期完成,施工单位立即加高围堰,并在堰顶下游侧抢修一道土袋子堤,以确保围堰安全。

同时,飞来峡调度中心尽最大努力控制水库下泄量,让施工单位争取把仓面砼浇完。

1月 23日凌晨 1点,船闸下人字门底板 140m3砼顺利封仓。

人和设备马上撤离现场,水库加大下泄量。

为避免围堰全线溃决,立即向闸室充水,待围堰上下游水位相差不大时,用挖掘机在围堰破除一个决口,让下游水流轻缓漫过围堰,底板砼在静水条件下凝固。

3 结语
1)飞来峡船闸下人字门底板砼重新浇筑后,运行至今,再未发现下闸首异常涌水现象,保证了枢纽航运安全。

2)因北江来了一场历史罕见洪水,围堰和施工临时道路改用挖泥船拆除。

受环境和设备限制,拆除工作很可能完成得不够彻底,应加强对下游引航道的水下地形测量,以便及时了解航道水深的变化情况。

【相关文献】
[1]谢穗祥.飞来峡水利枢纽工程船闸下闸首底板断裂、隆起处理施工设计图[R].广州：中水珠江规划勘测设计有限公司,2010.
[2]飞来峡水利枢纽工程船闸下闸首底板断裂、隆起处理施工方案[R].广州：广东水电二局股份有限公司,2010.。