關(guān)于金匯港北閘門槽搶修的施工淺析

胡春麟 ，夏 炎 ，張 羽

（1.江蘇省江都水利工程管理處，江蘇 揚(yáng)州 225200；2.上海市堤防（泵閘）設(shè)施管理處，上海 200080）

1 工程概述

上海金匯港北閘是一條引水、排水、通航、供水的多功能船閘，船閘為內(nèi)外閘首，單孔凈寬12m。北距黃浦江口約1.1km，與閔行隔江相望。是奉賢的水上北大門，每年有26000多艘船從這里進(jìn)出奉賢。

2 工程水下檢修緣由及內(nèi)容

上海金匯港北閘因運(yùn)行繁忙，隨著航行船舶噸位的不斷加大，船舶撞擊門槽情況增多，加速了門槽損壞情況；因控制運(yùn)用頻繁，主滾輪長期運(yùn)行磨損，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)不靈[1]；近期在閘門運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)閘門瞬間啟閉力增大，閘門上升過程不平滑，經(jīng)潛水員對其水下探摸檢查，門槽兩側(cè)埋件有嚴(yán)重開裂、缺口、變形等情形，且門槽內(nèi)側(cè)多處混凝土破損嚴(yán)重。上述情況已嚴(yán)重影響船閘安全運(yùn)行。

為保證閘門安全控制運(yùn)用并盡可能延長工程使用期限，采用鋼圍堰對門槽垂直面部位進(jìn)行檢修，對混凝土結(jié)構(gòu)損壞處采用補(bǔ)強(qiáng)處理，對金屬結(jié)構(gòu)預(yù)埋件損壞處視損壞情況按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行更換處理。因金匯港北閘每天過往船只頻繁，根據(jù)水閘通航的實(shí)際情況和業(yè)主要求，要求門槽搶修在72h內(nèi)完成。

3 主要施工設(shè)備及材料

3.1 鋼圍堰

此次施工所用鋼圍堰為整體式鋼圍堰，根據(jù)閘首門槽寬度、門槽埋件布置和考慮人員工作環(huán)境及施工期間潮位影響、吊裝等因素專門設(shè)計(jì)，2只鋼圍堰水平斷面尺寸為2.0m×1.9m，高度為5.5m，自重2.5t，左右岸兩側(cè)門槽同時(shí)施工。

鋼圍堰的支撐型鋼承載力按金匯港北閘最高水位為3.80m ，底板-1.20m，水深按5.00m計(jì)算，鋼圍堰的型鋼梁簡化受力件見圖1。

圖1 鋼圍堰的型鋼梁簡化受力件圖

表1 簡支梁受力分析表

表2 懸臂梁受力分析表

3.2 施工船舶

（1）本工程所用施工船舶為鹽中撈9號（80t浮吊）船舶，主要起吊鋼圍堰，船舶長×寬×深為28.8m×8.7m×1.8m，滿載吃水深為0.9m。

（2）浮吊（20m吊桿）船起吊性能見表3。

表3 浮吊（20m吊桿）船起吊性能表

金匯港北閘閘門為升臥式平面鋼閘門，起吊高度受限，吊裝時(shí)20m長吊桿，水平夾角5°，能滿足起重要求。

3.3 H K - U W - 1水下環(huán)氧混凝土

HK - UW - 1水下環(huán)氧混凝土（砂漿）是一種強(qiáng)度高、可在水下固化的高分子復(fù)合材料，具有在水下不分散、自流平、自密實(shí)的性能；可直接在水下澆注，固化快，混凝土早期強(qiáng)度增長快，終期強(qiáng)度高；施工、拌合和水下澆注工藝簡便；該材料在水下固化后具有很高的抗壓和抗折強(qiáng)度，并且具有優(yōu)良的抗沖磨和耐腐蝕性能，耐久性好；可用于大壩、港口、碼頭、橋墩等水下建筑物的止封、加固和補(bǔ)強(qiáng)處理。HK - UW - 1水下環(huán)氧混凝土主要性能指標(biāo)見表4。

表4 H K - U W - 1水下環(huán)氧混凝土主要性能指標(biāo)表

4 主要施工工藝

4.1 鋼圍堰就位

從下達(dá)停航時(shí)間開始，開啟修補(bǔ)一側(cè)閘門至水平位置，關(guān)閉另一側(cè)閘門，確保修補(bǔ)側(cè)閘室兩邊無水位差。鋼圍堰從碼頭采用塔吊調(diào)運(yùn)至運(yùn)輸船上，再由運(yùn)輸船運(yùn)至施工現(xiàn)場后由浮吊工作船扒桿將圍堰安裝就位至檢修門槽處。鋼圍堰就位后，使用鋼絲繩，手拉葫蘆等設(shè)備與岸墻系船柱固定，確保鋼圍堰在施工過程中不會受到潮水等沖擊。浮吊工程船作業(yè)見圖2，鋼圍堰就位平面見圖3。

圖2 浮吊工程船作業(yè)圖 單位：mm

圖3 鋼圍堰就位平面圖

4.2 鋼圍堰排水

為搶工期，2只鋼圍堰同時(shí)施工作業(yè)。以一側(cè)鋼圍堰為例，排水采用1組搶排水、1組常排水，2組配合進(jìn)行抽水。鋼圍堰就位后，將潛水泵置于堰內(nèi)底部，2組水泵同時(shí)開啟，最大限度的排出鋼圍堰內(nèi)部積水，同時(shí)潛水員進(jìn)行水下堵漏作業(yè)，將鋼圍堰與閘墩側(cè)壁接觸處的縫隙用事先捆扎好的棉花條從外面進(jìn)行填塞。鋼圍堰與閘底板進(jìn)行同上堵漏作業(yè)。待抽水形成鋼圍堰內(nèi)外水位差時(shí)，堵漏棉花條自然吸附在縫隙處。因堵漏無法做到完全無滲漏情況，所以待鋼圍堰內(nèi)積水基本排出后，關(guān)閉搶排組水泵，保留常排水泵，以一定流量向堰外排水[2]。以保證鋼圍堰內(nèi)少量滲漏積水及時(shí)排出，確保搶修施工在無水或少水的情況下進(jìn)行。

4.3 門槽修補(bǔ)施工

4.3.1 門槽清理

施工人員根據(jù)門槽軌道鋼板、護(hù)角鋼、預(yù)埋件損壞、變形、缺失的情況，對變形無法修復(fù)的金屬件，采取整體割除；對銹蝕缺失的預(yù)埋件重新鉆孔植筋；對缺失的混凝土表面用水進(jìn)行沖刷，再用鋼絲刷拉毛，除去表面附著的水生物。為金屬結(jié)構(gòu)埋件及混凝土修補(bǔ)做好準(zhǔn)備工作。

4.3.2 金屬結(jié)構(gòu)埋件修補(bǔ)

金屬材料所處的水上與水下的各個(gè)部分環(huán)境條件不同，其腐蝕情況也不同，一般分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全漫區(qū)和泥漿區(qū)。其中飛濺區(qū)浪花飛濺，忽干忽濕，表面積存的鹽分多，對金屬腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域，腐蝕速度可達(dá)到0.5～ 1.0mm/a，為海水全漫區(qū)的5～ 10倍[3]。因此需對不同區(qū)域的金屬埋件采用不同施工工藝進(jìn)行修補(bǔ)施工。

對缺失的門槽軌道鋼板，選用同樣材質(zhì)規(guī)格的鋼板進(jìn)行修補(bǔ)焊接，做到焊接點(diǎn)平滑，面板與金屬預(yù)埋件焊接點(diǎn)牢固，支撐有力；對缺失銹蝕的護(hù)角鋼，選用同樣材質(zhì)規(guī)格的角鋼進(jìn)行焊接修補(bǔ)，做到焊接面平整，角鋼與金屬預(yù)埋件焊接牢固；對門槽軌道行走面板磨損凹陷嚴(yán)重的，往往內(nèi)部混凝土都有缺失情況，將凹陷的面板整體割除，重新補(bǔ)焊軌道鋼板，需預(yù)留混凝土澆筑孔，待水下環(huán)氧混凝土澆筑完成，并到達(dá)要求強(qiáng)度后，再將預(yù)留孔補(bǔ)焊封堵。

4.3.3 混凝土修補(bǔ)

此次采用的HK - UW - 1水下環(huán)氧混凝土（砂漿），在水下澆注或水上施工時(shí)，石子和砂都要求干燥，含水率應(yīng)小于1%，否則將影響混凝土強(qiáng)度。施工人員在完成對門槽軌道混凝土缺失處立模后，將砂、石、粉料拌勻后再開始配漿，以免產(chǎn)生樹脂快速固化的現(xiàn)象，混凝土攪拌嚴(yán)禁加入各類稀釋劑來調(diào)節(jié)稠度。水下環(huán)氧混凝土澆筑完成后，在無水環(huán)境下養(yǎng)護(hù)12h，再靜水養(yǎng)護(hù)24h，混凝土強(qiáng)度可達(dá)到運(yùn)行要求，啟閉閘門可投入正常運(yùn)行使用。

5 結(jié) 語

此次金匯港北閘門槽搶修，在斷航具備施工條件后，立即分啟吊組、潛水組、維修組3個(gè)小組統(tǒng)一指揮、各司其職，連續(xù)施工72h，交叉作業(yè)。在克服工期短，施工環(huán)境復(fù)雜，施工工藝難度大的情況下圓滿完成搶修施工。采用新型水下環(huán)氧混凝土材料，縮短了工期，施工效果顯著。在水閘維修時(shí)采用鋼圍堰技術(shù)，不需攔河筑壩，簡單易行，工期短，造價(jià)低，鋼圍堰可重復(fù)使用，在水閘維修中使用較多[4]。

[1] 蔡平，張暉，丁德祥.船閘升臥式閘門門槽損壞原因淺析及搶修[J].江蘇水利，2014(9)：27- 29.

[2] 張俊華.九圩港閘工作門槽的維修加固工藝淺析[J].江蘇水利 ，2013(9)：30- 31.

[3] 彭淵，傅永平.聚合物材料在閘門門槽修補(bǔ)中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2012(4)：58- 62.

[4] 鄒丹，李志.U型鋼圍堰在水閘門槽搶修中的應(yīng)用[J].上海水務(wù) ， 2014(A01) ：81- 84.