潼湖圍陳屋邊水閘工程混凝土澆筑施工探析

周達杰

（東莞市運河治理中心，廣東 東莞 523000）

1 工程概況

陳屋邊水閘是潼湖圍中的一個重要水閘，建于東江下游潼湖圍石馬河段謝崗涌出口，潼湖圍現(xiàn)狀為3級提防，陳屋邊水閘為3級建筑物，屬中型水閘，工程等別為Ⅲ等。石馬河右岸和東江左岸建有潼湖圍，設計防洪標準為50年一遇，分為潼湖圍東江段和石馬河段兩段堤防，潼湖圍內集雨面積為494km2，由相關單元共同構成流域的防洪排澇體系。考慮與潼湖圍防洪標準一致，采用設計洪水重現(xiàn)期為50年，校核洪水重現(xiàn)期為100年。正常蓄水位為5.00m，設計洪水位為9.63m，校核洪水位為9.68m[1]。

2 水閘混凝土施工工況

2.1 消能防沖設計中混凝土用量

閘下游消能防沖采用底流消能方式。綜合考慮閘室水流流態(tài)、下游水流銜接條件，及對相鄰建筑物運行的影響，閘室下游設消力池及海漫。消力池池深1.5m，池底高程為0.1m，連接段的坡度采用1∶4，其水平投影長7m，厚度1.0m；水平段池長11m，厚度1.0m，末端設消力坎，坎頂高程1.6m。在消力池水平段設置梅花型布置的直徑80mm的排水管，排距及孔距均2m；消力池下游布置海漫，首段采用混凝土海漫，長10m，厚0.5m，高程為1.60m，下游緊接斜坡段漿砌石海漫并設置5m×5m的混凝土框格梁，坡度1∶10，其水平投影長度為25m厚0.5m，末端高程為-0.90m；海漫末端設拋石防沖槽深2.5m，頂面寬度12.5m。

新建水閘工程混凝土用量：C25鋪蓋混凝土297m3、C25閘室底板混凝土1050m3、閘墩C25混凝土1650m3、胸墻C25混凝土65m3、公路橋預制C45混凝土126m3、啟閉機上部結構C25混凝土339m3、消力池底板C25混凝土619m3、水平段海漫C25混凝土175m3、海漫C25混凝土隔梁48m3、海漫漿砌石362m3、懸臂式擋墻C25混凝土793m3、扶臂式擋墻C25混凝土2232m3、刺墻C25混凝土183m3。

2.2 混凝土澆筑要求

水閘結構混凝土施工，要依據(jù)實際情況，落實相應施工方案，結合混凝土施工標準，制定施工措施，確保所處部位采取最適宜的施工工藝，以發(fā)揮混凝土抗?jié)B透、抗風化的優(yōu)勢。根據(jù)供水、防洪澇、發(fā)電能力等方面進行多元考量，確保水閘、溢洪道等水利工程的結構澆筑工程單元的綜合質量，能滿足設計規(guī)范要求，維護水利工程整體的綜合應用水平。

水閘工程施工周期為3～5年，混凝土用量較大，這就需要施工部門結合實際情況，針對具體問題進行分析和處理[2]。工程混凝土施工單元的施工技術較為復雜，加之水閘、溢洪道等建筑單元的結構造型多樣，施工部門應結合具體施工單元，完成混凝土施工，結合不同施工條件、完成工程達標可行性要求，選取適宜材質的混凝土，保證施工的整體水平。

陳屋邊水閘工程要結合水位進行容積復查，以有效判定對應工序混凝土澆筑環(huán)節(jié)的用量，復查結果：水位為3.5m，復查容積為7.3萬m3；水位為4m，復查容積為57.2萬m3；水位為4.5m，復查容積為232.1萬m3；水位為5m，復查容積為442.2萬m3[3]。

此外，陳屋邊水閘和溢洪道混凝土澆筑工作，存在地基開挖、項目單元安裝等工序交叉作業(yè)，增加了施工難度，只有完整地執(zhí)行澆筑施工方案，才能減少不良操作對工程整體質量的影響。

3 混凝土澆筑施工

在水利工程項目中，水閘和溢洪道混凝土澆筑施工，要按照基礎流程有序開展，從根本上維持工程項目的綜合水平，提升工程項目的整體水平和質量[4]。

3.1 完善施工工序

第一，堅持先深后淺的原則完成混凝土澆筑。為確保施工安全與質量，有效減少排水工作量，水閘基礎澆筑，應先澆筑深基礎、后澆筑淺基礎。

第二，堅持先重后輕的原則，先澆筑自重較大的部分，預沉一段時間，在保證基礎沉降密實度達到設計效果后，再澆筑自重較小的區(qū)域，盡量減少水閘沉陷差。

第三，堅持先高后矮的原則，先澆筑水閘的閘室段，然后再澆筑溢洪道等結構的上下游連接區(qū)域，從而平衡施工力量，減少交叉作業(yè)的壓力，優(yōu)化綜合監(jiān)督管理效果[5]。

第四，堅持先主后次的原則，在完善重點位置施工質量的基礎上，穿插一些次要的施工環(huán)節(jié)，確保澆筑過程流水線的平穩(wěn)性和施工的安全性。

3.2 基礎開挖處理

水閘和溢洪道混凝土澆筑，要在施工工序開始前進行基礎開挖處理，保證相應工作有序落實[6]。

3.2.1 工程地質分析

工程區(qū)地表廣泛被第四系沖積層（Qal）、近現(xiàn)代人工填筑層（Qs）覆蓋，下伏基巖為三疊系小坪組（T3x）泥質粉砂巖。

第四系沖積層（Qal），主要分布于陳屋邊水閘兩岸河堤及河床，地面建筑物及周邊。該層普遍有揭露，分布范圍較廣，壓實性不均勻，揭露厚度0.20～7.45m，層底高程-0.27～8.1m。

近現(xiàn)代人工填筑層（Qs）覆蓋，廣泛分布于整個工程區(qū)，主要由土黃色粉質黏土、粉土、黑色淤泥、淤質黏土、淺黃、灰白色泥質粉細砂、礫砂等組成，厚度一般15～30m。

下伏基巖為三疊系小坪組（T3x）泥質粉砂巖。為棕紅色、淺紫色泥質粉細砂巖，風化較強烈，在閘址區(qū)普遍有揭露，揭露層厚1～5m。根據(jù)風化狀態(tài)，劃分為全風化帶（Ⅴ），強風化帶（Ⅵ）。

3.2.2 軟基礎開挖處理

水閘基坑積水抽排，要采取管井法、輕型井點法；要穩(wěn)定基坑的邊坡結構，則采取濾水攔沙處理機制。根據(jù)陳屋邊水閘工程的土質結構，基礎工程需預留保護層，為減少地基擾動造成的影響，在距基坑底部50cm處，采用人工向下開挖。

為確保承載力和濕度參數(shù)在規(guī)定范圍內，根據(jù)砂礫地基、軟粘土地基的基礎特性，在砂礫地基面灑水，保證浸濕超過15cm；軟粘土地基應先鋪設一層10～20cm的碎石墊層，再澆筑混凝土墊層。

3.3 施工具體操作

水閘和溢洪道施工，應建立完整的施工環(huán)節(jié)和施工監(jiān)督模式，以保證施工流程合理、質量提高。

3.3.1 關鍵環(huán)節(jié)施工

澆筑過程中，要檢查水閘結構和溢洪道結構模板、支架的穩(wěn)定性，校驗鋼筋位置、止水位置和預埋件位置，及時進行異常情況的糾偏和改正。

混凝土澆筑過程中，為有效減少砂漿和骨料分離造成的安全隱患，混凝土澆筑至平倉段，不能使用振搗器。澆筑到水閘和溢洪道頂部面層時，要及時進行抹平，合理控制泌水問題，定漿后要再進行抹面處理，避免出現(xiàn)松頂和干縮裂縫問題。混凝土澆筑結束，要進行覆蓋灑水養(yǎng)護。

3.3.2 水閘和溢洪道底板施工

底板施工包括立模單元、鋼筋綁扎單元、架立倉面腳手架單元、清倉處理、混凝土澆筑等。要保證整體質量標準，就要按照標準化流程有序開展。

側模板處理中，側模板借助斜撐結構和地龍木結構等固定在基礎樁結構上。鋼筋綁扎要借助預制砂漿墊塊，借助細鉛絲完成下層鋼筋的控制，確保綁扎的合理性。底板面層鋼筋要固定在預制混凝土的四棱柱結構上，維持整個底板結構的平衡。

架立倉面腳手架，利用不同型號的翻斗車進行混凝土的運輸和處理，保證架立效果符合預期。若是混凝土采取泵送或者是吊罐運輸，則無需進行腳手架的處理[7]。

混凝土澆筑。要結合施工情況和具體要求，完成材料的選擇，底層和面層混凝土，要選擇抗腐蝕性好、抗侵蝕性好、耐沖磨的高強度水泥。為保證粗骨料的粒徑較小，采取跳倉式進行澆筑。

3.3.3 墩結構澆筑

在水閘和溢洪道結構中，墩結構施工非常關鍵，要保證澆筑流程和澆筑質量滿足設計要求，就要針對不同情況采取相應措施。工況一是墩結構和底板連為一體，則同時進行對稱澆筑；工況二是墩結構和底板分離，則單獨進行墩結構澆筑處理；三是為方便振搗，墩結構采取分層澆筑，澆筑層厚取30cm。在墩結構中，門槽澆筑是難點，一般采取預留二期混凝土或者是預制門槽一次澆筑成型。

4 結語

為確保相關施工單元的綜合質量滿足設計標準，施工縫予留要便于澆筑流程和澆筑效果，墩結構高度較大，施工縫應設在結構受力較小部位。本工程在水閘墩結構高10m位置預留2個施工縫。由于水閘承受單向水頭，墩結構施工縫朝向上游斜面。