安格莊水庫泄洪洞進(jìn)口水下封堵方案

韓懷妙

摘要：安格莊水庫系海河流域大清河系中易水的控制工程，位于河北省保定市易縣境內(nèi)，水庫總庫容 2.86億m3，是一座以防洪灌溉為主、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。本次維修加固泄洪洞進(jìn)口閘施工內(nèi)容如下：①更換進(jìn)口閘門及啟閉機，鑿除閘門槽并更換埋件。②封堵檢修間內(nèi)通氣孔接至室外。

水庫水位為149.0m，距離泄洪洞進(jìn)口底板128.0m高程有21m水深，在該水深條件下完成泄洪洞進(jìn)口封堵是實施進(jìn)口檢修閘施工的先決條件。

關(guān)鍵詞：水庫泄洪洞? 水下探測? 水下封堵? 疊梁門

一、水下探測

為摸清水下具體情況，進(jìn)行了水下探測。情況如下：

1、攔污柵上游延伸段為U形槽式導(dǎo)流墻，而非封閉式涵洞。

2、攔污柵處垃圾堆積嚴(yán)重，攔污柵已銹蝕嚴(yán)重。

3、側(cè)墻和中墻上有攔污柵槽，型式為凹型槽，槽寬為22cm，深度為7cm。攔污柵上邊緣與頂板的弧形拐角處搭接，之間有8cm左右的縫隙。攔污柵下邊緣有邊長為20cm的倒三角底坎。

4、洞身混凝土標(biāo)號為200#（相當(dāng)于C18），主筋為φ22。

5、導(dǎo)流墻頂部平整度差，面狀不規(guī)則并且碳化嚴(yán)重。折角處不規(guī)則，略帶弧度。

6、導(dǎo)流墻體碳化嚴(yán)重，有剝落脫皮情況，導(dǎo)流槽深度為7cm。

7、提升了第一節(jié)攔污柵體，經(jīng)進(jìn)洞測量，洞體為雙向漸變結(jié)構(gòu)，頂部與右側(cè)向中心收口漸變，洞內(nèi)四角有20cm*20cm的倒角。

8、洞內(nèi)墻體上縱向有一排鋼筋扶手，頂部有一個吊環(huán)。洞內(nèi)四周墻面有不均勻分布的模板錯臺。

二、封堵閘門設(shè)計

經(jīng)過對探測情況的研究分析，提出在洞口和頂部做鋼板封堵的方案。

在泄洪洞洞口豎直面上和上部沿著導(dǎo)流墻頂做鋼板封堵。示意圖如下：

在泄洪洞進(jìn)口導(dǎo)流墻處，采用鋼閘門利用三面導(dǎo)流墻做支撐封堵前端及頂部敞口部位。閘門面積約為：10.6×（9+15）=254㎡。泄洪洞進(jìn)口底板高程為128.0m，封堵期間水庫運行水位為149.0m，相應(yīng)水頭21m。

封堵閘門采用疊梁門，考慮運輸和安裝條件，單節(jié)門重控制在10t。疊梁閘門采取分節(jié)水下拼裝的方式。具體分節(jié)節(jié)數(shù)以及鋼疊梁閘門的細(xì)部結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步有針對性的進(jìn)行量測后再進(jìn)行設(shè)計。由于封堵閘門為臨時工程，運用時間較短，故不進(jìn)行防腐處理。由于封堵面均為混凝土面，沒有門槽和埋件，混凝土的表面不平整，閘門分為多節(jié)，水封連接處，節(jié)間，拐角處很容易漏水。閘門所承擔(dān)的水壓力要均勻傳遞到混凝土上，側(cè)水封既要起到止水作用又要兼做支撐。水封是封堵閘門設(shè)計的關(guān)鍵部位，常規(guī)水封不能滿足封堵閘門的強度和變形要求，需根據(jù)實際要求設(shè)計。為保證混凝土面不被壓壞，需按水壓力和混凝土的抗壓強度計算側(cè)水封的承壓寬度。

平壓裝置設(shè)計：在第二節(jié)門葉焊接鋼管，安裝閘閥用于平壓。閘閥由潛水員水下操作。

起吊和連接裝置設(shè)計：考慮封堵閘門安裝和拆除均采用臨時起吊設(shè)備操作，每節(jié)閘門3道縱梁頂部共設(shè)置3個吊耳。為水下就位準(zhǔn)確，避免閘門在斜坡上出現(xiàn)下滑，導(dǎo)致節(jié)間出現(xiàn)間隙，在閘門的上游側(cè)兩節(jié)閘門連接處各設(shè)置2套連接裝置，節(jié)間采用6根M36的螺栓，將上下節(jié)閘門連接為1個整體。

三、封堵閘門安裝

3.1疊梁閘門水上運輸及吊裝

封堵閘門安裝前先由潛水員對水封工作范圍內(nèi)及附近的外露鋼筋頭，水泥突起等雜物清除干凈，局部明顯不平處填平。從大壩迎水邊坡到泄洪洞封堵位置，約有20m的水面，水深21m，為解決鋼疊梁閘門的水平運輸及水下吊裝問題，自行設(shè)計制造1艘浮式工作平臺，平臺平面尺寸為12.7m×20.2m，承載力為45t。

浮式工作平臺中間布置吊裝孔，其尺寸為12m×2.3m，設(shè)置固定吊梁架一個，凈高3m，設(shè)計起吊重量36t，采用10t同型號卷揚機兩臺作為吊裝動力設(shè)備。

3.2疊梁閘門封堵與拆除

浮式工作平臺在封堵位置就位后，鋼疊梁閘門的吊裝就位由潛水員在水下面通過通訊系統(tǒng)指揮浮動工作平臺上的操作人員進(jìn)行操作。封堵時×節(jié)鋼疊梁門從下至上依次安裝，拆除時從上至下依次拆除。

3.3水下封堵施工流程

施工現(xiàn)場平面布置→制作浮式工作平臺→鋼疊梁閘門前水下腐殖物，淤泥清除→鋼疊梁閘門安裝→放水加壓→檢查和漏水處理→泄洪洞內(nèi)拆除加固工程施工→放水平衡水壓→拆除鋼疊梁閘門→施工現(xiàn)場清理。

3.4泄洪洞封堵施工

（一）標(biāo)記：鋼疊梁閘門運至工地后按設(shè)計順序編號，在上下兩節(jié)閘門面板上下兩節(jié)閘門面板上用鋼筋豎向作出標(biāo)線，安裝時兩鋼筋上下對齊。

（二）裝運：在岸邊臨時碼頭上，利用50t汽車吊按順序把鋼疊梁門吊裝到浮式工作平臺吊裝孔處豎直加固穩(wěn)定后，將吊梁上的吊點與鋼疊梁吊點通過滑輪組用鋼絲繩連接好，裝運時注意鋼疊梁門的方向。避免浮式工作平臺在水中調(diào)頭。每次運輸一節(jié)鋼疊梁閘門。通過拋錨船，卷揚機或其他船只牽引，使浮式工作平臺移動到泄洪洞前封堵位置。

（三）浮式工作平臺就位固定：浮式工作平臺四角通過水中兩個拋錨和岸上的兩個固定點用鋼絲繩就位固定，鋼絲繩上安裝緊線滑輪以做細(xì)微調(diào)整。

（1）初步定位：安裝鋼疊梁閘門前，潛水員預(yù)先用四個浮漂做好洞口部位標(biāo)記，使浮漂位于水下0.8m處。浮式工作平臺操作人員通過牽放與四個錨固點相連的鋼絲繩把浮式工作平臺固定于封堵位置上方。

（2）精確定位：浮式工作平臺操作人員按照浮漂位置用緊線滑輪松緊鋼絲繩準(zhǔn)確調(diào)整吊裝孔口與漂浮位置一致。

（四）鋼疊梁閘門安裝就位：固定浮式工作平臺，利用卷揚機和滑輪組往水下吊裝鋼疊梁閘門，提前計算好鋼疊梁閘門的下水深度，鋼疊梁閘門接近泄洪洞洞口時，兩名潛水員下水作業(yè)，指揮吊裝平臺上人員將其慢慢放到標(biāo)定位置。為保持吊點水平吊裝，通過量測吊繩處各有一人用鋼尺校核入水深度和潛水員指令控制平衡。其他節(jié)鋼疊梁閘門同樣就位，潛水員通過其對正線對正，保證各節(jié)正確連接。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉嶺. 東武仕水庫泄洪洞水下封堵施工方案[J]. 科技經(jīng)濟市場， 2014（5）：101-102.

（作者單位：河北省水利工程局）