氣袋升降式翻板閘門安裝質量控制

侯俊宇，尚琦智，朱晨輝

（1.江蘇省淮安市水利工程建設管理服務中心，江蘇 淮安 223005；2.江蘇淮陰水利建設有限公司，江蘇 淮安 223005；3.南通大學，江蘇 南通 226019）

1 工程概況

淮安高鐵新區(qū)水系調整工程位于淮安市高鐵新區(qū)境內，茭陵一站引河蓄水閘為其中一個單位工程，位于茭陵一站引河河道樁號5+912處，京滬高速西側約420 m，長度89.04 m，設計排澇水位7.26 m，蓄水位6.17 m。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物等級為4級。蓄水閘采用氣袋升降式翻板閘（氣盾閘）結構，單孔凈寬50.0 m，設計擋水高度3.94 m。

其中閘門由8 扇6.25 m×3.95 m 氣盾壩組成，每扇面板后均布置氣囊。壓縮機房及控制室設在河道堤防堤腳處。閘門高度3.95 m，閘底板順水流長15 m，總寬55.4 m。上游設鋪蓋，下游設消力池，兩側為高鋼筋混凝土擋翼墻。

2 氣盾壩特點

2.1 成本低、施工周期短

氣盾壩為單元化、模塊化結構，結構簡單，安裝作業(yè)現場不需要大型施工設備，且安裝周期短，基礎上部安裝一般只要兩周就可完成。

2.2 過流能力強

氣盾壩不需要中間閘墩連接，在整個河道寬度范圍盾板可完全貼伏于基礎，阻水高度小，可實現大流量泄水。且鋼制盾板充分保護橡膠壩袋，不懼怕漂浮物的突然沖擊，樹枝、浮木等雜物容易流過，不會造成阻塞。

2.3 運行可控、管理簡單

氣盾壩控制系統(tǒng)運行簡單，故障極少，無需經常涉水進行維修、維護保養(yǎng)，樹枝等漂浮物不宜卡掛，清理工作量少，安全保障程度高。

2.4 使用壽命長

氣盾壩使用壽命長短取決于橡膠氣囊的壽命，氣囊耐老化性能超過50年，且在升壩運行和降壩行洪時，氣囊都在盾板下面，避免了日光和紫外線直接照射，不受滾動砂石的磨損碰撞、樹木等漂浮物的劃傷等外部傷害。

2.5 過水高度可控、生態(tài)景觀效果佳

氣盾壩的起升高度可按照要求隨意調節(jié)，過水高度和運行狀態(tài)持續(xù)可控。在溢流時具有較好的挑流效果，日常泄水時自然形成瀑布景觀，可以為城市增添靚麗的風景。

2.6 綠色環(huán)保

氣盾壩的控制系統(tǒng)采用空氣作為充脹介質，不存在漏油問題，不會造成水和周圍環(huán)境的污染。

2.7 適用范圍廣

氣盾壩適用范圍廣。適用于各種水文情況復雜的河道，適用于城市美化建設。更可直接應用于各種橡膠壩、自動翻板壩的改造。

3 安裝難點

氣盾壩主要由盾板、埋件、氣囊及附件、控制系統(tǒng)等組成，其中埋件、氣囊及附件的安裝是控制氣盾壩安裝質量控制的重點。其工藝原理為：利用空氣壓縮原理，通過氣囊充氣與排氣，使鋼盾板升起與倒伏，以維持特定的水位高度，允許壩頂溢流。

4 安裝過程質量控制

4.1 安裝流程

預埋件安裝→混凝土澆筑施工→精確放樣→氣囊就位→氣嘴連接→盾板就位→錨栓緊固→限位帶安裝→運行調試→驗收。

4.2 預埋件安裝

預埋件主要分為錨固體系埋件和充排氣體系埋件兩類，其中錨固體系埋件的安裝是重點，安裝精度要求高，需采取獨立的固定措施。

4.2.1 錨固體系埋件

現場實施時，錨固螺栓應垂直定位準確，傾斜不超過3 mm，豎直方向采用Φ18鋼筋焊接在螺栓底部形成剪刀撐并固定在混凝土墊層上，水平方向采用Φ18鋼筋焊接錨爪，形成獨立的支撐體系，消除了底板混凝土施工過程中對預埋錨栓的擾動（圖1）。

圖2 邊墻止水大樣示意

預埋螺栓安裝好后，應對埋件的最終安裝精度進行復測，并由專人使用包裝工具將螺栓絲口位置包扎，避免在施工過程中傷損破壞。

4.2.2 充排氣體系埋件

氣盾壩的充排氣管一般采用PPR 管，管頭之間用熱熔方法連接；充排氣管線布置要順直，不能交叉布線；每個氣囊的管線做好標記，以便與控制房的管線對接；管線每隔3 m 用短鋼筋固定，以保證充排氣管的傾斜度和牢固度；做好充排氣管外套管的安裝，只要是充排氣管線與混凝土的接觸處一定要有套管的保護。

4.3 氣囊就位

4.3.1 氣囊安裝前的準備工作

（1）清理基礎上的建筑垃圾，將壩基工作面打磨平整，達到安裝的要求；

（2）錨固系統(tǒng)要達到設計強度，錨固螺栓要檢查校緊，并清理干凈錨固件表面，不能有灰漿、砂石等；

（3）根據下壓板靠近氣袋一側邊線測量出氣袋邊緣定位位置，以此定位距離向兩邊邊墻畫垂線。此線必須垂直于兩邊邊墻，否則可能會導致氣盾壩升壩或降壩出現故障，如不垂直可適當整改邊墻；

（4）測量盾板組合后的長度，從中心線向兩邊畫出盾板的就位點，在基礎上做好標記，以便盾板就位。

4.3.2 氣囊安裝

（1）在氣囊長度方向畫出氣囊中心線；

（2）在氣囊上畫出錨固螺栓鉆孔線；

（3）氣囊按所畫的線準確就位（對準中心線）；

（4）查看氣囊下面的管道進氣口是否與進氣管線對接上，如有問題及時調整。

4.3.3 氣囊鉆孔

按照錨固螺栓鉆孔線準確鉆孔，嚴禁在氣囊沒有就位前鉆孔。

4.3.4 進氣口對接

將氣囊進氣口與管道進氣口連接好，確保該處不漏氣。

4.3.5 氣囊就位

將氣囊尾板套進螺栓，壓上上壓板，螺絲上緊臨時固定。

4.3.6 檢查充排氣體系氣密性

開啟充氣系統(tǒng)給氣袋打壓，進行氣袋打壓檢驗和管路氣密檢測。

4.4 盾板安裝

（1）邊墻處理。在邊墻處理范圍內用鋼絲刷清理墻面，灑水濕潤直至混凝土處于飽和狀態(tài)，表面無水時涂刷丙乳凈漿打底，然后用丙乳砂漿抹面。

（2）擺放盾板。從兩邊往中間開始擺放盾板并微調，吊車將盾板吊至指定位置，微調至與標線重合，微調盾板的間距，使盾板與盾板的間距達到設計間距。

（3）安裝連接橡膠板。盾板擺放好后，鋪設軟連接橡膠板。鋪好后現場打孔再鋪設相應的壓板并擰緊螺栓，然后再鋪設鉸鏈蓋板和側止水。

（4）安裝邊墻止水帶。在兩側盾板最外側安裝邊墻止水帶，材質為EPDM 橡膠，安裝允許誤差1 mm。

（5）連接限位帶。在邊墻上用儀器標好盾板擋水高度值，氣袋充氣，盾板升至適當位置先安裝盾板限位帶，然后安裝限位槽的限位帶，必須保證所有盾板在同一高度時才固定限位槽的限位帶。擰緊所有限位帶螺母后，做連續(xù)充排升降試驗2～3次，如有問題及時調整。

5 安裝后調試

5.1 充氣試驗

（1）氣囊。氣囊充氣后，停放24 h，查看有無漏氣泄壓情況，如果發(fā)現有漏氣現象，找到漏氣點并及時處理好；

（2）豎井內管線。檢查豎井內管線接頭及閥門是否有漏氣現象。

5.2 高度調整

用水準儀測量每塊盾板上正對限位帶位置的壩高，對不符合設計要求的壩高做好標記，排氣將壩塌落到一定高度，然后通過調整限位帶的固定位置來調整壩高。調整完成后重新充氣升壩，用水準儀再次測量壩高，對不符合設計要求的，調整限位帶。如此反復，直至每塊盾板的壩高達到設計要求為止。

6 經濟效益分析

通過對比，氣袋升降式翻板閘門結構施工可以縮短工期，節(jié)約成本，能取得良好的經濟效益。該技術在河道治理及城市景觀等工程中應用推廣，將發(fā)揮較大的經濟效益和社會效益。見表1。

表1 氣袋升降式翻板閘門結構施工與常規(guī)節(jié)制閘施工經濟效益分析對比

7 結語

2019年12月31日，對氣袋升降式翻板閘門安裝進行驗收。經驗收，氣盾壩安裝質量合格，經過6 個月的試運行，未發(fā)現明顯漏水現象，說明安裝過程質量控制可靠。本次安裝過程中的質量控制對其他氣盾壩項目具有較好的參考價值和借鑒意義。