水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織設(shè)計(jì)

焦戈君

（進(jìn)賢縣水利綜合服務(wù)中心，江西 南昌 331799）

1 工程概況

下埠嚴(yán)橋水閘屬中型工程，等別為三等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級，臨時(shí)建筑物為5級，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，設(shè)計(jì)最大過流量為173 m3/s，水閘集灌溉和排澇為一體，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉與沿途村民生活用水。水閘興建于1958年，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和設(shè)計(jì)水平限制，存在施工工藝落后及建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足等問題，經(jīng)過長年運(yùn)行之后，陸續(xù)出現(xiàn)諸多問題：閘墩混凝土、泄槽、閘室底板開裂或老化，表面缺少保護(hù)層；啟閉平臺結(jié)構(gòu)比較單??；排架柱露石或不平整；下游漿砌石擋墻存在破損，砂漿脫落，部分位置開裂；交通橋破損或不平整，存在嚴(yán)重的開裂問題，結(jié)構(gòu)不安全；下游段被沖毀，消能防沖起不到作用；消力池尺寸不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)；上下游缺少護(hù)岸；中間鑄鐵閘門存在一定程度變形或銹蝕，難以有效止水；啟閉機(jī)機(jī)座銹蝕嚴(yán)重導(dǎo)致難以啟閉；未建設(shè)啟閉機(jī)房；未設(shè)置安全監(jiān)測和通訊管理設(shè)施及建設(shè)管理用房等。

1.1 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案

一是加固壩體，采取加寬壩體斷面層、減緩壩坡或采用棱體排水的方式進(jìn)行；二是防止壩基滲漏，采取垂直鋪蓋或水平覆蓋；三是合理布置溢洪道；四是排水設(shè)計(jì)，在基坑底部及周邊挖掘排水溝對坡面雨水和滲水進(jìn)行攔截，或在工程上、下游圍堰處進(jìn)行挖集水坑作業(yè)。

泄水閘選擇開敞式無坎寬頂堰水閘，設(shè)計(jì)水位23.35 m。堰頂高程為21 m，共3孔，孔口寬5 m，中墩厚1.30 m，邊墩厚1 m，閘室順?biāo)鞣较蜷L9.50 m，基礎(chǔ)高程與閘頂高程分別為20.20 m、24.83 m。工作閘門采用平板鋼閘門，頂高程和啟閉平臺高程分別為23.70 m和29.33 m，工作閘門槽與檢修閘門槽之間相隔距離保持2.90 m，電動葫蘆啟閉。在工作閘下游位置布置交通橋，橋面高程24.83 m，寬度4 m，兩岸土堤與交通橋按照平順方式連接。在各種運(yùn)行工況頻率下，洪水閘上、下游水位及泄流量關(guān)系如表1所示。

表1 各種運(yùn)行工況頻率下水閘上、下游水位及泄流量關(guān)系表

1.2 安全監(jiān)測設(shè)計(jì)

一是沉降觀測與水平位移觀測。水平位移監(jiān)測采取視準(zhǔn)線的方式進(jìn)行。在泄水閘所有閘段中墩位置建立一個測點(diǎn)，兩岸分別裝置工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn)，以保證觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其中泄水閘垂直位移監(jiān)測采取精密水準(zhǔn)法，各閘墩水平位移、垂直位移監(jiān)測點(diǎn)采取共用模式，再于閘址上游地基穩(wěn)固的位置設(shè)置兩個水準(zhǔn)基點(diǎn)。二是流量與水位觀測。在兩岸下游進(jìn)行流量觀測，在每個泄水閘的閘前和下游流量觀測斷面岸邊，分別設(shè)置對應(yīng)的水位觀測設(shè)施，實(shí)現(xiàn)全時(shí)段全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。三是揚(yáng)壓力觀測，設(shè)置兩個橫斷面在泄水閘位置，要求所有的橫斷面位置都要埋設(shè)對應(yīng)的測壓管，以實(shí)時(shí)監(jiān)控基底承受的揚(yáng)壓力數(shù)值。

2 水閘除險(xiǎn)加固施工組織設(shè)計(jì)

2.1 消防、電工、金屬結(jié)構(gòu)施工組織設(shè)計(jì)

2.1.1 消防設(shè)計(jì)

其一，沿河堤堤頂至主交通干道，要滿足消防車輛能夠順暢進(jìn)入各個閘室；其二，閘室消防門設(shè)計(jì)為向外開啟，在開關(guān)站對應(yīng)位置配備相應(yīng)數(shù)量和規(guī)格的砂箱、磷酸銨鹽干粉滅火器和泡沫滅火器等；其三，電纜鋪設(shè)必須穿過樓板進(jìn)入屏柜底部孔洞，穿樓板位置與進(jìn)入配電箱底部的孔洞要選擇耐火堵料嚴(yán)密封堵，避免火情發(fā)生時(shí)外泄蔓延；其四，電纜吊架層與層間要選擇防火隔板進(jìn)行隔離；其五，每間閘室及管理房都需要配備磷酸銨鹽滅火器[1]。

2.1.2 電工組織設(shè)計(jì)

一是在接近水閘管理房端部布置10 kV變電站，主變電站要安裝在周邊設(shè)置高度不低于2.5 m的圍欄內(nèi)并加以保護(hù)；二是在管理房內(nèi)布置4個低壓配電屏；三是布置防雷與過電壓保護(hù)設(shè)施，并且要求各個閘室的防雷接地與過電壓保護(hù)采用相同裝置；四是在屋頂設(shè)置避雷網(wǎng)以避免雷電波侵入，使用氧化鋅避雷器對10 kV進(jìn)線進(jìn)行保護(hù)，要求閘站金屬外殼與構(gòu)建完全接地。

2.1.3 金屬防腐

鋼閘門及埋件的鋼筋外露部位，需要采用環(huán)氧類油漆進(jìn)行防腐處理，鋅厚度要求≥0.16 mm，油漆底層采用“環(huán)氧富鋅防銹底漆”涂刷，其厚度要求≥0.08 mm，油漆總厚度≥0.38 mm，面層采用“厚漿型環(huán)氧瀝青防銹漆”涂刷，其厚度要求≥0.2 mm，防腐面積為650 m2左右。

2.2 施工條件控制

施工過程中所需的油料、鋼材、水泥需要足額配備，塊石料與砂礫石可分別從東鄉(xiāng)縣石料場、溫圳撫河砂場購進(jìn)；施工用水就近抽取河水，施工期間用電采取就近搭接電網(wǎng)的方式解決。

2.3 施工導(dǎo)流

嚴(yán)橋水閘屬于中型水閘，其主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級，臨時(shí)建筑物為5級，根據(jù)水利水電工程《施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 303-2017），導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇的洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)橋1號泄水閘、2號泄水閘擬建設(shè)成互為導(dǎo)流排水的通道，具體為1號泄水閘建設(shè)施工時(shí)，2號泄水閘用于導(dǎo)流，反之則是2號泄水閘建設(shè)施工時(shí)，1號泄水閘則用于導(dǎo)流。導(dǎo)流程序?yàn)椋寒?dāng)年的10月至第二年的2月期間，左岸灌溉閘和1號泄水閘施工；在水閘上下游河道建設(shè)圍堰擋水，通過左岸2號泄水閘導(dǎo)流；第二年10月至第三年2月，在2號水閘上下游河道建設(shè)圍堰擋水[2]，利用1號泄水閘進(jìn)行導(dǎo)流，2號泄水閘施工。

采取不同時(shí)段，根據(jù)兩水閘的洪峰泄流曲線及兩水閘閘下河道斷面的水位、流量關(guān)系及泄流曲線確定施工期閘上、閘下水位。其中，水閘施工期設(shè)計(jì)洪水位詳見表2，部分月份月平均流量數(shù)據(jù)詳見表3。

表2 水閘閘上、閘下施工期20%設(shè)計(jì)洪水位成果表

表3 嚴(yán)橋水閘斷面施工期設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

根據(jù)主體建筑物工程量加固情況，各段建設(shè)時(shí)間最少為5個月，即當(dāng)年10月至次年2月，導(dǎo)流流量為5年一遇的洪峰流量18.90 m3/s。1號泄水閘建設(shè)時(shí)，上游圍堰選擇采用袋裝黏土圍堰型，其主要用于臨時(shí)便道使用；下游圍堰則選擇采用均質(zhì)土堰型，其中上、下游的內(nèi)外邊坡施工都采取1∶1.5的比例進(jìn)行，頂寬分別為5 m和2 m。2號泄水閘建設(shè)時(shí)，上游圍堰也選擇采用袋裝黏土并配備均質(zhì)土圍堰型，下游則單獨(dú)采用均質(zhì)土堰型，上、下游的內(nèi)外邊坡施工同樣采取1∶1.5的比例進(jìn)行，頂寬分別為5 m和2 m。需要注意的是在2號泄水閘施工期間，填筑上游圍堰時(shí)會造成部分河道變窄，因此需要拓寬該位置河道，以不低于15 m為參考標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 施工布置

一是在嚴(yán)橋1號、2號泄水閘間修筑一條0.14 km的道路便于施工通行；修筑0.5 km的道路用于工程施工區(qū)和料場區(qū)的材料及設(shè)備運(yùn)輸。二是需要將生活區(qū)和管理區(qū)設(shè)定在閘址下游的右岸臺地位置，其高度應(yīng)保持在24 m左右，占地面積需達(dá)到750 m2。另外，閘址上游的右岸臺地位置，需建一座混凝土拌和站，并配備攪拌機(jī)，采用動翻斗車運(yùn)輸及澆筑施工。在拌和站周邊設(shè)置一個面積約800 m2的預(yù)制場，細(xì)骨料、混凝土、水泥堆積保存在拌和站周邊，施工倉庫建設(shè)面積約為200 m2，木材、鋼筋加工廠建設(shè)面積約為100 m2，配合搭建部分簡易庫房，建設(shè)簡易工棚。三是施工期間采取就近連接電網(wǎng)的供電模式，在保證用電安全的前提下布置配電設(shè)備并架設(shè)電線，向各施工區(qū)域供電，但仍需配備2臺柴油發(fā)電機(jī)以防突然斷電；在河道上游建設(shè)一座抽水站，配備80QW60-13-4型潛水泵，布置30 m×30 m×30 m的簡易儲水池，便于后續(xù)施工所需[3]。

3 結(jié) 語

病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固關(guān)系到水閘的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對保障經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。本文以下埠嚴(yán)橋水閘為例，就水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述分析，以確保病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固的成效和施工質(zhì)量。