水闸主体结构施工

浅谈水闸主体结构施工技术

摘要：水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利，除水害，事关人类生存、经济发展、社会进步，历来是治国安邦的大事。新中国成立60多年来，我国水利水电建设事业取得了举世瞩目的巨大成就，为经济社会发展，人民安居乐业作出了突出的贡献。水利工程包括诸多方面，水闸工程是水利工程中较常见的，水闸主体结构是水闸的关键部位，主体结构的施工也是水闸施工的重点、难点，本文简单阐述了水闸主体结构几个关键部位的施工技术及安装。

关键字：主体结构；水闸混凝土；止水设施；闸门

1.水闸的结构

水闸是一种利用闸门挡水和控制泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。水闸主要包括上游连接段、闸室和下游连接段三部分。

1.1上游连接段

上游连接段用以引导水流平顺地流入闸室，保护两岸及河床免遭冲刷，并与闸室等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。一般包括上游翼墙、铺盖、上游防冲槽和两岸的护坡等。

1.2闸室

闸室是水闸的主体部分，其作用是：控制水位和流量，兼有防渗防冲作用。闸室段结构包括：闸门、闸墩、边墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。

闸门用来控制过闸流量；闸门安放在闸底板上，横跨孔口，有闸墩支撑。闸门分为检修闸门和工作闸门。工作闸门用于正常运行时挡水，控制下泄流量；检修闸门用于检修时临时挡水。

闸墩用以分隔闸孔和支撑闸门、胸墙、工作桥、交通桥。闸墩将闸门、胸墙以及闸墩本身挡水所承受的水压力传递给底板。

胸墙设于工作闸门上部，帮助闸门挡水。可以大大减小闸门的尺寸。胸墙也可以做成活动型，当遭遇特大洪水时开启胸墙加大泄流量。

底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基，建在软基上的闸室主要由底板与地基间的摩擦力来维持稳定。底板还兼有防渗和防冲的作用。

工作桥和交通桥用来安装启闭设备、操作闸门和联系两岸交通。

1.3下游连接段

下游连接段用以消除过闸水流的剩余能量，引导出闸水流均匀扩散，调整流速分布和减速流速，防止水流出闸后对下游的冲刷。一般包括消力池、护坦、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙和两岸的护坡等。

2.水闸主体结构的施工方法

2.1水闸混凝土施工

水闸主体结构施工主要包括闸身上部结构以及底板、闸墩、止水设施和门槽等方面的施工内容，其中混凝土工程是水闸施工的主要环节。

水闸混凝土施工要求：水闸混凝土必须根据所在部位的工作条件，分别满足强度、抗冻、抗渗、抗侵蚀、抗冲刷、抗磨损等性能及施工和易性要求，对于水闸混凝土的施工，应从材料选择、配合比设计。温度控制、施工安排和质量控制等方面，采取综合措施，防止产生裂缝和钢筋锈蚀。

施工原则：混凝土工程的施工宜掌握以闸室为中心，按照“先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次”的原则进行。

（1）先深后浅。相邻两部位建基面深浅不一时，若先施工浅部位的混凝土，则在浇筑深的部位时，可能会扰动已浇部位的基土，导致混凝土沉降、走动或断裂。

（2）先重后轻。是为了给重的部位有预沉的时间，使地基达到相对的稳定，以减轻对邻接部位混凝土产生不良影响。如邻接两岸挡土墙的消力池、铺盖混凝土边缘部位开裂。（3）先高后矮。只要是为了平衡施工力量，加速施工进度。处于闸室中心的闸底板及其上部的闸墩、胸墙和桥梁，高度较大、层次较多、工作量较集中，需要的施工时间也较长，在混凝土浇完后，接着还要进行闸门、启闭机安装等工序，因而必须集中力量优先进行。其他如铺盖、消力池、翼墙等部位的施工，则可穿插其中进行，以利施工力量的均衡。

（4）先主后次。指先主体部位，后次要部位，既是基于施工安全的考虑，亦从节省投资、缩短工期着眼。但如遇到流砂、渗水特别严重的地基时，为避免地基破坏，节省地基处理费用，可以打破常规，抓住主要矛盾，先集中力量突击下部工程，以后再进行上部墩、墙和桥梁的施工。

2.2水闸平底板的施工

水闸底板有平底板与反拱底板两种，平底板为常用底板。平底板的施工总是底板先于墩墙，反而拱底板的施工一般是先浇墩墙，预留联接钢筋，待沉降稳定后再浇反拱底板。

水闸平底板的混凝土浇筑，一般采用逐层浇筑法。但当底板厚度不大，拌合站的生产能力受到限制时，亦可采用台阶浇筑法。

平底板混凝土的浇筑，一般先浇上、下游齿墙，然后再从一端向另一端浇筑。当底板混凝土方量较大，且底板顺水流长度在12m以内时，可安排两个作用组分层通仓浇筑。首先两组同时浇筑下游齿墙，待齿墙浇平后，将第二组调至上游齿墙，另一组自下游向上游开浇第一坯底板。上游齿墙组浇完，立即调至下游开浇第二坯，而第一坯组浇完又掉头浇第三坯。这样交替连环浇筑可缩短每坯间隔时间，加快进度，避免产生冷缝。

2.3水闸止水设施的施工

为了适应地基不均匀沉降和伸缩变形，在水闸设计中均设置温度缝和沉降缝，并常用沉降缝代温度缝。缝有铅直和水平两种，缝宽一般为1.0~2.0cm。缝中填料及止水设施，在施工中应按设计要求确保质量。

（1）沉降缝填料的施工：沉降缝的填充材料，常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板多种。其安装方法有以下两种。

一种是将填充材料用铁钉固定在模板内侧后，再浇混凝土，这样拆模后填充材料即可贴在混凝土上，然后立沉陷缝的另一侧模板和浇混凝土。如果沉降缝两侧的结构需要同时浇灌，则沉降缝的填充材料在安装时要竖立平直，浇筑时沉降缝两侧流态混凝土的上升高度要一致。

另一种是先在缝的一侧立模浇混凝土，并在模板内侧预先钉好安装填充材料的长铁钉数

排，并使铁钉的1/3留在混凝土外面，然后安装填料、敲弯铁尖，使填料固定在混凝土面上，再立另一侧模板和浇混凝土。

（2）止水材料的种类：常用的止水片材料有金属材料：紫铜片、不锈钢片、铝片；非金属材料有橡胶、聚氯乙烯（塑料）等。

（3）止水缝部位的混凝土浇筑

浇筑止水缝部位混凝土的注意事项包括：

1.水平止水片应在浇筑层的中间，在止水片高程处，不得设置施工缝。

2.浇筑混凝土时，不得冲撞止水片，当混凝土将淹没止水片时，应再次清除其

表面污垢。

3.振捣器不得触及止水片。

4.嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。

3.闸门的施工

闸门是水工建筑物的孔口上用来调节流量，控制上下游水位的活动结构。由封闭或开放的门叶和预埋在闸墩、底板、胸墙内的埋件组成。闸门按门叶的结构形式分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门。按门叶的材料分为钢闸门、钢筋混凝土闸门、木闸门、铸铁闸门。

钢闸门的制造

（1）闸门的制造包括闸门的门叶和埋件两部分。闸门及埋件制造前：应具备闸门及埋件总图、装配图及零件图。制造使用的钢材、焊材、防腐材料有出厂质量证书并复试合格。

标准件和非标准件质量符合国家标准。依据结构特点及质量要求制定焊接工艺规程。（2）平面闸门出厂前应在自由状态下进行整体预组装检查，合格后明确标记门叶中心线、边桩中心线及对角线测控点，在组合处两侧150mm作供安装控制的检查线，设置可靠的定位装置并进行编号和标志。

（3）弧形闸门出厂前应进行立体组装检查，合格后明确标记门叶中心线、对角线测控点，在组合处两侧150mm作供安装控制的检查线，设置可靠的定位装置并进行编号和标志。（4）人字闸门出厂前应进行整体预组装检查，合格后明确标记门叶中心线和端板中心线及底横梁中心线测控点，在距离节间组合面约150mm作供安装控制的检查线，设置可靠的定位装置并进行编号和标志。

（5）闸门出厂应标志，标志的内容主要有：制造厂名、产品名称、生产许可证、闸门重心位置及总重量、制造日期等。

3.1闸门的安装

闸门安装是将闸门及其埋件装配、安置在设计部位。由于闸门结构的不同，各种的安装略有差异。闸门安装前，门槽、门坎应进行清理，止水座板及轨道不得有水泥渣、油污、焊疤、凹坑等、焊缝接头处需修磨平整。

3.1.1平板闸门安装

闸门形式：平板闸门有直升式和升卧式两种形式。闸门门叶组成：平板闸门的门叶由承重结构（包括：面板、梁系、竖向联结系或隔板、门背联结系和支承边梁等），行走支承，止水装置和吊耳等组成。

平面闸门安装主要包括埋件安装和门叶安装两部分。

（1）埋件安装

闸门的埋件是指埋设在混凝土内的门槽固定构件，包括底槛、主轨、侧轨、反轨和门楣等。

（2）门叶安装