泗陽閘拆建工程關鍵性復雜技術難題解決措施分析

呂曉波 祁德麗 錢 杭 蔣 雯 呂鴻燕 朱 杰

（作者單位：江蘇省駱運水利工程管理處 223800）

一、前言

泗陽節(jié)制閘位于江蘇省宿遷市泗陽縣城東約2.5km 處的中運河上，和平行布置的南水北調泗陽站、泗陽二站共同構成泗陽水利樞紐，是中運河段梯級控制之一。該閘具有防洪、排澇、灌溉、發(fā)電等綜合功能，是駱馬湖泄洪通道之一。原泗陽閘建成于1960年，共17 孔，設計流量1000m3/s。泗陽閘加固工程計劃于2013年汛后實施，因地方閘橋工程計劃于2013年5月建成通車，考慮為地方建設和經(jīng)濟社會發(fā)展服務，江蘇省水利廳2012年12月批復同意泗陽閘工程提前實施，工程總投資7938 萬元。根據(jù)沂沭泗流域洪水特點，要求2013年5月底必須具備水下工程運行條件，總工期比原計劃工期縮短4 個月時間，在主工期100 天內要完成老閘拆除、原閘址下游35m 處重建7 孔×10m 凈寬、設計流量1000m3/s 的新閘和2 孔3m 凈寬的小水電站。工程結構本身并不復雜，但其工期要求和施工強度，在江蘇水利工程建設史上罕見，建設任務艱巨。

二、工程特點和難點

1.工期緊，施工強度大

主工期僅有100 天，除去節(jié)假日，有效工作時間極其短暫,每天平均需完成混凝土350m3。由于駱馬湖三條泄洪通道中徐洪河進行航道擴建干法施工而斷流，新沂河在6月份麥收前無法行洪，中運河作為駱馬湖行洪通道之一變成唯一通道，防洪壓力大，節(jié)點工期沒有任何余地。

2.水文地質條件復雜

基底有兩層承壓含水層，基面下土層軟弱需進行基礎處理，有效降排水措施和邊坡防護是保證基坑施工的關鍵。

3.施工場地狹小

老閘拆除，新閘重建，閘橋工程三個項目同在一個場區(qū)施工，干擾大，統(tǒng)籌協(xié)調合理進行工場布置是確保工程施工順利進行的保證。

4.多條關鍵線路交叉平行作業(yè)

閘室、上下游連接段3 個工程同時施工，需要協(xié)調好同交通路橋施工干擾，線多、面廣、量大、人雜，工期緊造成質量和安全風險加劇。

5.金屬結構制作安裝難度大

工期要求7 扇弧型和4 扇平板閘門啟閉機所有埋件只能一期預埋，閘門啟閉機制作安裝進度和精度控制同樣是控制工期的關鍵。

6.特殊季節(jié)施工

為確保工程進度和質量，必須采取科學合理、切實有力的冬季及雨天施工的技術措施。附近古黃河橋施工，交通、水利兩個工地的只有一條進場臨時便道，下雨天氣設備材料進場難度加大。

三、技術控制措施

通過加強技術控制，及時解決了施工導流、施工圍堰、基坑降水、基礎處理、埋件一次安裝、滾水堰施工、閘室關鍵線路壓縮調整等關鍵性復雜技術難題，取得了顯著成效。

1.施工導流難題

原初設泗陽閘施工導流方案為泗陽站反向發(fā)電、洋河灘閘入六塘河、劉集地涵入徐洪河三條出路，由于徐洪河同期擴航斷流施工不具備導流條件，總六塘河的沿線水質為劣Ⅳ類，總六塘河下泄?jié)乘畷鸹淬鸷铀次廴?，六塘河也不具備導流條件，所以初設導流出路僅剩泗陽站反向發(fā)電一條，施工期洪澇水無法安全下泄。

解決措施：根據(jù)泗陽閘上游河道情況、地質、水文條件和建筑物樞紐布置等特點，本著充分利用和挖掘現(xiàn)有工程潛力、降低工程施工導流期間的導流設施建設及管理運行費用的原則，經(jīng)過現(xiàn)場察勘，并對導流方案進行了綜合技術經(jīng)濟比較，采用“分時段分流式”導流方案，增加了洋河灘閘或六運涵洞經(jīng)二干渠入新沂河的20m3/s 流量，和在保證麥收及水源安全情況下嶂山閘入新沂河300m3/s 流量兩條出路，保證了泗陽閘施工期度汛安全。

2.下游施工圍堰難題

上游施工圍堰由地方政府幫助實施，原設計下游圍堰布置在距老閘下游170m 處，與河道中心線垂直，采用粘土填筑圍堰，堰高8.5m，水下邊坡為 1∶4，取土區(qū)需臨時征地34.2畝，中間跨越泗陽二站引河，需架設臨時貝雷架橋。

難點：一是工程正式開工后再進行圍堰施工，加上圍堰填筑加固、閘塘排降水需至少一個月時間，工期目標無法完成。二是取土區(qū)征地拆遷難度大，周期長，運距遠，復墾難，貝雷橋建設成本高。三是下游河道淤泥層較厚，圍堰邊坡穩(wěn)定周期長，閘室清淤難度大。

解決措施：一是請示批準提前發(fā)包實施臨時施工圍堰，為主體工程具備開工條件爭取時間。二是取消征地拆遷取土區(qū)，采用和地方土地置換方式，在閘室南側就地取土。三是下游圍堰布置向下游平移100m。四是圍堰填筑前老閘開大流量對新閘室河道沖淤。實際11 天圍堰合攏，完成土方6萬m3，圍堰水下邊坡最多達1 ∶15。減少了后期主閘室施工清淤量，讓出了大面積作業(yè)空間，提前了時間，節(jié)省了投資。

3.基坑降水難題

基坑外部水頭差較大，達10m，基底有承壓含水層，地下水豐富，中間的淤泥層不透水，加之開工后連續(xù)雨雪天氣，閘塘變成了爛泥沼澤地，原采取深井降水措施效果不明顯，施工中斷，工期滯后10 多天，基坑降水是影響工程進展關鍵因素。

解決措施：在基坑周邊新增6 套封閉輕型井點降水，局部采取雙排甚至多排針井，并輔以擴大開挖面、加大明排的措施。在采取了深井、針井、明排等一系列降水措施后，集中全部水力沖土與機械挖土設備，雙管齊下，日夜不停施工，僅用了3 天時間就把閘塘開挖到位，為工程進入底板基礎施工奠定基礎。

4.基礎處理難題

原設計閘室底板基礎處理方式為換填水泥土，上下游翼墻基礎處理方式為水泥土和水泥攪拌樁。難點：閘底板換填水泥土施工周期長，受氣候影響大，土質含水量、拌合碾壓等工序質量不易控制。翼墻基礎處理難點在于翼墻形式分別有空箱式和扶壁式，翼墻基礎底高程相差較大，有斜坡段和垂直段連接，受工期制約部分翼墻之間無法按照先低后高正常順序施工，相鄰翼墻之間基礎水泥攪拌樁無法施打。

解決措施：閘底板換填水泥土改為素混凝土和水泥土褥墊層兩種方式。翼墻基礎高低差較大攪拌樁施打采用基礎高程底部分預先回填到相鄰翼墻底高程，然后底基礎超填部分空鉆后再次開挖，高底基礎相鄰銜接面采用連環(huán)套打的連續(xù)水泥攪拌樁基礎，保證了基礎的穩(wěn)定，同時解決了高低翼墻無法同時施工的難題。實踐證明基礎處理方式的優(yōu)化調整為打開整個工作面奠定了基礎。

5.弧形閘門埋件一次安裝難題

弧形閘門雙向支鉸座、軌道原設計為二期預埋，根據(jù)進度計劃由于閘墩的施工期僅40 天，閘墩完成后還有后續(xù)滾水堰和閘門底坎施工，工期要求所有埋件必須一次預埋。難點：時間緊，每聯(lián)孔能預埋時間只有2 天時間，埋件體量大、結構復雜、高空作業(yè)、安裝精度要求高，并且所有埋件無固定支撐部位。

解決措施：制作了可調節(jié)的鋼構支撐裝置，實現(xiàn)10m 多的弧門軌道按照一點固定、平側面可自由調節(jié)的預期目標。雙角度支鉸采用模型支鉸進行校對，支鉸預埋螺栓根據(jù)實際比例模型固定，保證了模板剛度和預埋精度，為后續(xù)工程施工節(jié)省了大量時間。

6.梯形滾水堰施工難題

難點：時間緊，一個圓角梯形滾水堰高3m，就是一個小型水工建筑，一般施工每聯(lián)孔至少需要花一個月時間，工期要求必須7 天完成。堰形為薄壁漸變流線型結構，成型困難，無法一次立模澆筑，錨固插筋密集，振搗難度大，同時堰頂要一次預埋弧形閘門底檻。

解決措施：按圖制作了7 個滾水堰樣板，對反弧段、斜坡段、正弧段、圓弧段等幾個關鍵部位，都制訂了立模、固定、拆模等作業(yè)指導方案，精確到每分鐘，不同形式模板采用活動卡扣結構，便于及時拆移，自制加長混凝土振搗器，確保在有效時間內進行原漿收面，保證了混凝土內在質量和外觀的流線線條，實際41 天就完成7 孔滾水堰。

7.閘室關鍵線路優(yōu)化難題

通過備足資源，調整方案，科學嚴密制定了基坑開挖→底板基礎混凝土、水泥土→ 底板→6～7 號孔閘墩、公路橋→小水電尾水層→1～2 號孔閘墩岸墻→公路橋 6～7 孔排架與工作橋→1～2 孔排架與工作橋→小水電水輪機層→6～7 號孔滾水堰→3～5 號孔閘墩及公路橋→3～5 號孔排架及工作橋→3～5 號滾水堰→閘門啟閉機安裝調試關鍵線路的流程，實現(xiàn)了“人、機、料、法、環(huán)”等各個要素的有機融合，取得了顯著的成效。僅以南二聯(lián)孔（6～7 號孔）為例，前后歷時28 天就完成了雙孔節(jié)制閘的全部工作，從5m高程上升到26.3m，用時77 天完成整個閘室段，實現(xiàn)了平均每10 天就建成一孔10m 凈寬水閘的驚人速度。

四、結語

泗陽閘工程通過精心組織、設計、施工，精準控制，時間換空間，搶進度、抓質量、保安全，圓滿完成了施工任務，是江蘇水利工程建設的一個又好又快的示范典型工程，也是省屬單位與縣區(qū)互助合作雙贏的典范工程。工程建設過程充分展現(xiàn)了水利行業(yè)團結拼搏、密切協(xié)作、敢于勝利良好形象，為地方經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展提供了水利支撐和保障■