劉 潔

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 禹門口一級站泵站擴建工程概況

山西省禹門口黃河提水工程是大（1）型水利工程，其中禹門口一級站擴建泵站處于黃河?xùn)|岸，西南部位于黃河岸邊，緊靠原一級泵站上游側(cè)，主要任務(wù)是解決運城市北趙灌區(qū)、西范灌區(qū)和西范東擴灌區(qū)的水源問題，同時和禹門口一級站統(tǒng)一調(diào)配水量兼顧向禹門口東擴和汾南灌區(qū)的補水。一級站擴建泵站主要建筑物包括進水閘、主廠房、副廠房、出水池等。

由于一級站擴建泵站廠房西南部緊臨黃河主槽，泵站廠房施工期需做圍堰擋水圍護。平面位置見圖1。

圖1 圍堰平面位置圖

2 泵站施工導(dǎo)流方式及圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計

導(dǎo)流建筑物級別為5級，圍堰采用5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流采用全斷面汛期圍堰，黃河原河道泄流。

圍堰軸線距泵站基坑開挖邊線6m，采用矩形C20素混凝土形式，堰頂高程為385.68m，頂寬3.2m，堰基巖面高低起伏不平，堰高為3.5～5.1m，圍堰總長36.43m。堰基采用錨筋與基巖結(jié)合，錨筋直徑Φ25，長1.5m，深入基巖1m，臨水面一側(cè)錨筋與圍堰頂齊平，錨筋呈梅花型布置，間排距1m。如圖2。

圖2 圍堰結(jié)構(gòu)示意圖

3 施工方案

如圖2所示，混凝土圍堰一部分處于非汛期水位之下，故圍堰需進行水下部分混凝土施工。為此需要先修筑水下臨時砂袋圍堰，然后再施工混凝土圍堰。

3.1 水下臨時砂袋圍堰施工

為了提高修筑混凝土圍堰過程中水下施工水質(zhì)的清晰度和避免施工過程中黃河水流對潛水施工安全的影響，施工前期在混凝土圍堰迎水側(cè)3m之外，設(shè)立臨時砂袋圍堰，經(jīng)技術(shù)人員測算并設(shè)計，臨時砂袋圍堰為梯形結(jié)構(gòu)，底寬3m，頂寬1m，高度為3.2m，砂袋堆積體迎水面和背水面坡度比均為1：0.33。長50 m。如圖2所示。

3.1.1 臨時圍堰定位

（1）按圖2所示，臨時圍堰背水側(cè)基線在泵站基坑開挖邊線向河槽方向10.6m處。經(jīng)地質(zhì)勘測此處河床存有2m以上厚度淤積硬泥，故在此處采用打鋼管樁進行定位。

（2）依照陸上使用儀測量人員的引導(dǎo)，將船只拋錨在定位樁附近，船上人員將長3.5m的Φ50鋼管（利用腳手架管）放入水下，潛水員將水下鋼管端定好位，并經(jīng)測量人員確認(rèn)位置準(zhǔn)確后，船上人員采用錘擊的方法配合將鋼管打入河床硬泥面，打入深度為1.0 m。

（3）基樁間隔2m設(shè)置一個，需設(shè)置26個基點位置。

（4）定位樁鋼管全部安裝完畢，潛水員在水下采用2.5m長的腳手架管將相鄰兩根定位樁鋼管以卡扣方式橫向連接固定，以防止基點位置受水流影響而發(fā)生傾斜變化。如圖3。

圖3 臨時圍堰鋼管樁示意圖

3.1.2 修筑臨時砂袋圍堰

（1）潛水員在水下使用吸砂泵對臨時圍堰底部河床淤積的松軟泥沙進行清理，清理寬度為從定位樁向迎水側(cè)3.5m、向背水側(cè)0.5m，直到露出硬泥面為止。硬泥面基本為水平面。

（2）砂袋袋子使用普通編制袋，每袋裝砂量約為35kg。在岸上將砂裝袋后用塔吊吊放到水下。

（3）潛水員以定位鋼管樁之間橫向連接鋼管作為基準(zhǔn)線，在鋼管基準(zhǔn)線迎水側(cè)進行水下砂袋碼堆。碼堆時采用分層碼堆法：先在河床底板上碼堆寬度為3m的一層砂袋，然后由塔吊吊300 kg重底面為平面的壓板（長1.5m×寬1.5m）進行壓平，然后進行上一層砂袋碼堆，以防止臨時圍堰因碼堆不密實而發(fā)生垮塌。

（4）碼堆砂袋質(zhì)量要求：a潛水員水下碼堆砂袋時要求砂袋之間緊密，不得留有空隙。b碼堆每一層砂袋后，檢查砂袋的碼堆情況，對于碼堆不整齊或是砂袋之間留有空隙的，進行重新整理，直到符合要求為止。c對于碼堆的每一層砂袋均進行重錘的壓平，保證臨時砂袋圍堰的整體穩(wěn)定性。

3.2 混凝土圍堰施工

3.2.1 混凝土圍堰基底清理

潛水員水下使用吸砂泵將河床底部沉積泥沙吸排出臨時圍堰外，直至露出河床基巖。從鋼管定位樁向基坑方向3m處為清理基準(zhǔn)線，堰基清理寬度為3.5m。

3.2.2 堰基錨桿支護

（1）鉆設(shè)堰基錨孔。潛水員使用水下風(fēng)動潛孔鉆鉆孔，鉆孔直徑為Φ32，孔深為1m。錨孔呈梅花型布置，錨孔間排距1m。經(jīng)布設(shè)共需鉆孔150個。

（2）錨桿錨固。錨固前潛水員用高壓水清除孔內(nèi)的巖屑和沉渣，使孔壁無塵土附著。潛水員使用水下專用環(huán)氧錨固劑對錨孔進行錨固作業(yè)。在陸上拌制好水下專用錨固劑后裝入密封料斗，吊入水下后，潛水員打開料斗倉門，將水下專用錨固劑填入錨孔內(nèi)，錨固劑的填入量為錨孔體積的1/2，然后插入錨筋并轉(zhuǎn)動幾次，使錨固劑充分與錨桿和孔壁粘緊，增加錨固力。要求錨固2d后每根錨桿抗拉拔力不小于20 kN。錨桿采用Φ25HRB335螺紋鋼，迎水側(cè)錨桿長度與堰頂齊平，其余錨桿長度為1.5m。

3.2.3 水下混凝土模板安裝

沿混凝土圍堰迎水面和背水面底部邊線，分別打入一排Φ25錨桿作為基樁，將模板焊接到其上固定。具體程序如下：

（1）鉆模板基樁孔。潛水員使用水下風(fēng)動潛孔鉆進行鉆孔作業(yè)（鉆孔為迎水面和背水面各1排），鉆孔深入基巖1m，鉆孔直徑為Φ32，孔距為2m，經(jīng)布設(shè)需鉆孔38個。

（2）埋設(shè)模板基樁?；鶚恫捎忙?5HRB335螺紋鋼，長度為3m（頂端露出水面0.5m以上）。錨固前潛水員用高壓水清除孔內(nèi)的巖屑和沉渣，使孔壁無塵土附著。潛水員將陸上拌制好的水下專用錨固劑填入基樁孔內(nèi)，錨固劑的填入量為錨孔體積的1/2，然后由塔吊配合將Φ25螺紋鋼吊裝插入基樁孔中，固化時間為2～4h。

（3）水下安裝模板。鋼模板采用1m×2m鋼板，厚度為3mm。陸上將2根長度為2.2m的30 mm×30 mm的角鋼采用間斷焊接方式與鋼板焊接（見圖4）。根據(jù)焊接位置不同有兩種模板，一種為兩根角鋼分別焊接在模板外邊線向內(nèi)20 cm處，另一種為兩根角鋼分別焊接在模板外邊線向內(nèi)25cm處。

圖4 模板加工示意圖

水面配合人員將鋼模板吊放到水下，由潛水員調(diào)整位置到兩根基樁之間需要安裝處，潛水員采用水下濕式焊接法，將露出模板兩端的角鋼焊接到螺紋鋼基樁上，焊接采用雙面焊。安裝下一張鋼模板時，采用另一種模板，將相鄰兩張鋼模板邊線緊密結(jié)合，不留縫隙。外露角鋼頭焊接在相鄰模板上。安裝時，從基巖底部在水下最深處開始安裝，然后逐層往上安裝。

因基巖面不平整，底層模板底部與基巖之間存在大塊異形空隙，待整塊模板安裝完成后，潛水員水下檢查測量與基巖接合處需安裝異形鋼模板的尺寸，陸上人員根據(jù)潛水員所報尺寸，現(xiàn)場加工成異形模板，再由潛水員焊接到所缺空位處。

（4）模板與基巖縫隙填塞。潛水員在水下測量出每塊底層鋼模板下緣與基巖之間的縫隙，報給水面人員，水面人員按照要求尺寸制作鋼板后送遞給潛水員，潛水員采用焊接法將鋼板焊上。對于小于2cm的縫隙，采用砂袋填堵法填塞，以防漏漿。

3.2.4 水下混凝土澆筑

（1）原材料檢測。根據(jù)水下混凝土施工特殊性，需拌制水下不分散混凝土進行澆筑。配制水下混凝土所用的水泥、砂、卵石等原材料質(zhì)量必須符合規(guī)范要求，經(jīng)自檢與抽檢合格后使用。

（2）現(xiàn)場計算配合比?；炷涟韬颓坝袑嶒炄藛T現(xiàn)場檢測砂、卵石的含水量，計算出施工配合比，混凝土拌和時按照施工配合比拌制混凝土。

（3）倉面檢查。水下澆筑底層混凝土前，潛水員對所需澆筑倉面進行檢查清理，保證澆筑面無沙粒等雜物，同時檢查鋼模板與基巖面之間是否有未填堵縫隙，保證澆筑過程中不漏漿。

（4）水下混凝土澆筑。將陸上拌和好的混凝土通過吊斗吊放入鋼模板內(nèi)，由潛水員在水下配合打開料斗倉門進行澆筑，料斗倉底部與下面基巖面之間距離不大于50 cm。水下混凝土澆筑要符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）和《水下不分散混凝土試驗規(guī)程》（DL/T5117-2000）的要求。

水下不分散混凝土制備流程見圖5。

圖5 水下不分散混凝土制備流程

3.3 水下圍堰鋼模板拆除

待水下混凝土強度達(dá)到設(shè)計值100%后拆除模板。潛水員采用水下電氧切割法將基樁從基巖處切割開，并將鋼模板分片切割開，并水洗電氧切割打吊點孔，再由塔吊配合吊出水面擺放。

4 施工特點小結(jié)

本工程圍堰涉及水下混凝土施工，根據(jù)地形和地質(zhì)情況采用適合的施工方案。其施工特點有：（1）設(shè)立臨時砂袋，創(chuàng)造良好水下環(huán)境。（2）陸上測量定位，潛水員水下配合施工。（3）基巖中打入鋼筋作為模板支撐體。（4）混凝土采用水下不分散性混凝土。（5）特制密封料斗進行水下澆筑。