程奇，王樹新，毛海濱

（1.重慶航運建設發(fā)展有限公司，重慶 401121；2.中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

0 引言

嘉陵江草街航電樞紐船閘工程在合同簽訂之初，就明確了確保部優(yōu)，爭創(chuàng)國優(yōu)的質(zhì)量目標。針對船閘工程和內(nèi)河水運施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量通病，在施工過程中采取了一系列預控措施，通過防治效果檢查，達到了質(zhì)量通病防治的目的。

1 鋼筋施工缺陷的防治

1.1 預控措施

1）對砂漿墊塊進行配合比設計，采用專用模具成型；

2）采用定位骨架控制鋼筋間距；

3）保證墊塊的間距、數(shù)量和綁扎牢固；

4）控制綁扎扎絲長度，確保綁扎后外露扎絲頭長度，扎絲頭逐個按倒；

5）加強現(xiàn)場管理、嚴格質(zhì)量驗收。

1.2 防治效果

基本保證了鋼筋間距、層距和保護層厚度，無扎絲外露，構件表面銹斑或銹點較少。

2 混凝土水平施工縫處理缺陷的防治

2.1 預控措施

1）優(yōu)化分層施工模板設計，選用合理的工藝及支模方式。采用圓臺螺母拉桿支模方式，既方便拉桿支拆，又能頂緊模板，使模板下緣緊貼混凝土面。模板與已澆筑混凝土結(jié)合處粘貼彈性較好的發(fā)泡橡膠條，起到很好的止?jié){作用。

2）針對桁架模板的特點，為避免在澆筑過程中振搗的振動力造成螺母松動，采用雙螺母固定，要求每隔1 h將所有螺母擰緊1次。

3）加強對接茬面的鑿毛處理。由于船閘工程倉面均比較大，普遍在80～500m2，因此，需要采取高效、經(jīng)濟而又能保證質(zhì)量的縫面處理技術。通過前期進行的對比試驗，最終確定采用高壓水沖毛機沖毛工藝。

4）增設明縫。施工時水平明縫與施工縫結(jié)合考慮，明縫為企口型，深度為20 mm，上口寬度為35mm，下口寬度為15mm。

2.2 防治效果

施工接茬處平順，沒有縫隙，施工時水平明縫與施工縫結(jié)合，增加了立體感。

3 結(jié)構縫缺陷防治

3.1 預控措施

1）將變形縫兩側(cè)混凝土由傳統(tǒng)的“平縫”做成“凹縫”，“凹縫”兩側(cè)混凝土使用專門加工的梯型木條，做成“八字”。這樣既可使變形縫線條清晰，而且還可防止變形縫兩側(cè)混凝土漏漿，防止結(jié)構變形時拉裂相鄰構件邊角。

2）閘室的伸縮縫使用專門壓制的包角鐵對邊角進行防護，防止構件邊角破損，結(jié)構縫美觀。

3）改進堵頭模板支立工藝，確保垂直，準確定位，有效加固，防止堵頭模板發(fā)生跑模、變形和漏漿。

4）嚴控變形縫分縫板和嵌縫材料的質(zhì)量。

3.2 防治效果

通過上述措施的實施，變形縫缺陷得到了有效治理，外觀質(zhì)量有了很大提高，見圖1、圖2。

圖1 水平明縫和變形縫“凹縫”效果Fig.1 The concave jointeffectsof horizontalvisible joint and deformation joint

圖2 閘室伸縮縫包角鐵效果Fig.2 Effectsof expansion joint corner iron in lock chamber

4 預埋鐵件缺陷防治

4.1 預控措施

1）加強驗收工作，對所有預埋件進行測量，確保位置準確和固定牢固。

2）對于小型預埋件，其背面焊接一個螺母，通過螺栓將預埋件固定到模板上。

3）使用噴砂設備進行除銹處理，對短期不澆筑混凝土覆蓋的外露面，使用無機改性水泥漿進行涂刷防腐。

4）對于大型鋼結(jié)構，預設定型鋼構支撐，確保其定位準確。

5）對于面積較大的預埋件，為了避免在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)錨板和混凝土間的間隙過大或不密實的情況發(fā)生，根據(jù)插入式振動棒的型號及有效振幅，在錨板上開設振搗孔及通氣孔，后期再進行封堵。

6）對于面積較大的預埋件，在混凝土澆筑完成后，對其進行敲擊檢測，必要時進行灌漿。

4.2 防治效果

預埋件無偏位，與混凝土面基本平齊。預埋件與混凝土接觸良好，確保其使用效果。

5 混凝土養(yǎng)護缺陷防治

5.1 預控措施

1）根據(jù)工程特點，在上游圍堰212 m高程設置高位水池，由高位水池沿閘室軸線布設管線，管路每30m設置1個分流器，每個分流器上設置通徑為50 mm、25 mm的出水端各1個，通徑為20mm的出水端2個，各施工部位根據(jù)不同的需要選擇合適的通徑接管使用。

2） 對于結(jié)構立面，沿墻邊布設開孔的硬質(zhì)PVC管，進行噴淋養(yǎng)護。

3）對于結(jié)構水平面，鋪設土工布，設專人灑水養(yǎng)護。

5.2 防治效果

養(yǎng)護及時到位，基本無由于養(yǎng)護不規(guī)范而引起的表面龜裂。

6 混凝土防裂

6.1 預控措施

6.1.1 控制混凝土水化熱

主要通過選擇較優(yōu)的骨料級配，摻加粉煤灰、外加劑，達到降低水泥用量，控制混凝土水化熱的目的[1]。

1）做好級配設計。船閘工程使用的混凝土主要為三、四級配，粗骨料粒徑分別為5～20 mm、20～40mm、40～80mm、80～150mm。40mm 粒徑以上粗骨料占骨料總量的60%以上。通過試驗表明，單方混凝土每增加1個級配，可減少水泥用量 20～40 kg；

2）采用低流態(tài)混凝土，即降低混凝土的坍落度。船閘混凝土均采用坍落度為4～6 cm的低流態(tài)混凝土。通過試驗表明，單方混凝土每降低1 cm坍落度，可減少水泥用量4～8 kg；

3）添加摻和料。船閘混凝土中均摻加了粉煤灰，最大摻量達30%；

4） 采用高效減水劑。船閘混凝土中摻加了AL-Cb型高效減水劑，摻量為膠凝材料的0.6%。

通過以上措施，在降低水泥水化熱的同時，也降低了施工成本。

6.1.2 提高混凝土抗裂能力

船閘輸水系統(tǒng)采用C30二級配混凝土，與船閘工程其它部位的混凝土相比較，標號較大且級配較少，相應的水泥用量比較大，為了防止在影響船閘正常運行的關鍵部位（即輸水系統(tǒng)）出現(xiàn)混凝土裂縫，通過與設計溝通，在該部分混凝土中添加了聚丙烯纖維，以提高混凝土的抗裂性能。

6.1.3 控制混凝土自身體積變形

采用微膨脹混凝土補償部分混凝土溫降引起的收縮變形。在船閘工程某些分段較長的部位設置了后澆帶（閉合塊）以達到防裂的目的。在后澆帶混凝土施工時，為了避免后澆混凝土干縮引發(fā)裂縫，在混凝土中添加了微膨脹劑。

6.1.4 對結(jié)構分段進行調(diào)整

船閘工程中有較多部位的分段長度過大或結(jié)構斷面過大，在施工過程中通過和設計單位溝通，分別對這些部位的結(jié)構進行了調(diào)整。例如：

1） 在輸水系統(tǒng)上游進水口段（船0-54.5～船0+0，段長54.5m）增設了閉合塊，分為3段施工；

2） 在船閘與安裝間結(jié)合段（船0+18～船0+100，長82m，最寬處寬38m），采取錯縫施工方法，即將82m長的混凝土結(jié)構劃分為4段進行施工，將38 m寬的大斷面劃分為20 m、18 m兩個小斷面進行施工，將大倉面轉(zhuǎn)化為小倉面，以減少出現(xiàn)裂縫的可能。

6.1.5 預冷混凝土骨料，降低出機口溫度

采用風冷粗骨料，加冷水拌制混凝土，使混凝土出機口溫度控制在14～17℃以內(nèi)。

6.1.6 減少混凝土運輸過程中溫度回升

自卸汽車運輸時車廂頂部設活動遮陽棚。通過合理調(diào)度盡可能減少運輸時間，根據(jù)施工強度合理安排運輸車輛，嚴格控制混凝土在車上的滯留時間。

6.1.7 減少混凝土澆筑過程中溫度回升

在混凝土澆筑過程中采取綜合的降溫措施，以減少混凝土溫度回升，達到保溫、保濕、防曬、延緩混凝土的初凝時間以及降低混凝土澆筑溫度的作用。采取的主要措施如下：

1）在認真分析倉面特性的基礎上，結(jié)合現(xiàn)場施工條件和資源配置，做好倉面設計工作；

2）采用臺階法施工，盡可能減小混凝土澆筑倉面面積；

3）提高混凝土供應強度，加快混凝土入倉速度，縮短混凝土澆筑時間；

4）及時振搗、及時覆蓋，減少陽光輻射造成的混凝土溫升，延緩混凝土初凝時間；

5）在混凝土澆筑過程中，采用輕型高效倉面噴霧機將高壓清水霧化，用風力均勻吹到混凝土澆筑面上方形成霧層，從而改善澆筑面環(huán)境溫度。6.1.8 加強養(yǎng)護

高溫時段施工時，對層面立即采用保溫被覆蓋，待混凝土終凝后，表面進行灑水養(yǎng)護。對混凝土長期暴露面，采用布設花眼硬質(zhì)PVC管流水養(yǎng)護。

6.2 防治效果

船閘工程共澆筑混凝土約62萬m3，澆筑倉面數(shù)量2 164個，僅在16個倉面（環(huán)境溫度36℃，入模溫度31℃，C30混凝土）出現(xiàn)裂縫，防裂效果顯著。

7 閘室滲漏水缺陷防治

7.1 預控措施

1） 在混凝土配合比設計和混凝土澆筑過程中，注重控制混凝土和易性，對于接茬部位采用富砂漿混凝土，加強混凝土振搗，確保密實。

2）采用臺階法施工。船閘工程中采用了低坍落度的非流態(tài)混凝土，采用吊車大罐工藝入倉，同時倉面面積較大，為了避免出現(xiàn)冷縫，選用臺階法施工。

3）加強止水施工控制。根據(jù)止水布置及結(jié)構形式，提前進行止水帶設計，盡可能減少現(xiàn)場接頭數(shù)量。同時，對于T形、十字形等特殊接頭，由廠家根據(jù)設計圖紙直接加工成定型產(chǎn)品，以便于現(xiàn)場粘接施工。止水安裝前，將其表面清理干凈，不得粘附雜物。

止水接頭必須滿足要求。對于施工條件良好的部位，橡膠止水帶采用熱硫化對接[2]。對于施工條件不佳的部位，橡膠止水帶采用冷粘搭接。

根據(jù)止水帶所處部位，在模板設計時充分考慮止水帶的固定，或使用定位鋼筋對其進行定位，確保混凝土澆筑過程中止水帶不移位，不卷曲。混凝土澆筑過程中應使用專用工具勾起止水帶，同時振搗棒斜插，使混凝土充分密實。

7.2 防治效果

通過上述措施的實施，閘室滲漏水的缺陷防治取得了較好的效果。目前，船閘工程已運行4年，閘室內(nèi)僅有個別部位出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

8 金屬結(jié)構及機電設備安裝缺陷防治

8.1 預控措施

8.1.1 建立安裝測量控制網(wǎng)，保證安裝精度

1） 人字門安裝測量控制網(wǎng)。通過“八點八線”法分別建立水平測量控制網(wǎng)和垂直測量控制網(wǎng)。“八點”即2個支撐中心、2個旋轉(zhuǎn)中心、1個反力作用線交點、1個門體全關線交點以及2個由旋轉(zhuǎn)中心上引到頂樞的鏜孔中心點；“八線”即1條船閘中心線、1條門體橫軸線、2條反力作用線、2條全關狀態(tài)門軸線及2條安裝狀態(tài)門軸線，見圖3。

圖3 人字門安裝測量控制網(wǎng)示意Fig.3 Installation of surveying controlnetwork on m itre gate

2）反弧門安裝測量控制網(wǎng)。通過在廊道內(nèi)門體上下游兩側(cè)施放控制點，進行各反弧門安裝基準點的測量放線，每個反弧門安裝基準點測設廊道中心線、支鉸中心線、支鉸軸中心高程，并作為各自獨立安裝基準點，各個反弧門構件的安裝控制線均以各自獨立的基準點進行測放，見圖4。

圖4 反弧門安裝測量控制網(wǎng)示意Fig.4 Installation of surveying controlnetwork on reversed radialgate

3）嚴肅過程測量控制。為了保證人字門門體的安裝精度，在門體底節(jié)主梁上設置3個水平觀測點，在下游面上設置3個垂直觀測點。門體安裝過程中，隨時進行測量監(jiān)控，并在每吊裝完一節(jié)門體且施焊后，對已安裝完成的門節(jié)重新測量，計算累計偏差，形成對比記錄，從而掌握門體安裝過程中的整體情況，指導下節(jié)門體的安裝施工。

8.1.2 采取合理工藝，嚴格控制預埋件的精度

根據(jù)門體的制造精度，對埋件的安裝偏差進行分析，最終確定埋件的實際安裝精度。在預埋件施工過程中，使用花蘭螺栓等帶有絲扣的調(diào)節(jié)桿件進行微調(diào)，如人字門底樞埋件、反弧門止水埋件等，保證了埋件的精確定位。

采用二期混凝土工藝。由于金屬結(jié)構及機電設備埋件的施工精度要求高，如果同混凝土一起施工，容易出現(xiàn)偏差。為此設置二期混凝土結(jié)構，在一、二期混凝土接觸面處設置垂直插筋，以便于埋件的有效加固。二期混凝土的施工根據(jù)其部位分別采用組合鋼模板或特制定型鋼模板工藝。如在浮式系船柱二期混凝土施工過程中，采用定型內(nèi)芯圓模板，既確保了結(jié)構線形，又保證了尺寸，使得浮式系船柱運行順暢。

采取“逆做法”施工工藝。反向全包弧型閥門長×寬×高分別為 3.6 m×3.58 m×5.2 m，重量44.25 t，安裝處于輸水廊道內(nèi)，上閘首閥門井深達61.2m，下閘首閥門井深達41.1 m，典型深井作業(yè)，對埋件和門體的施工就位造成了很大困難，同時井底測量工作不便，反弧門底為剛性止水，安裝精度要求高，安裝程序復雜，是施工中的難點和重點。其他工程基本上采用先埋件，后門體的安裝程序，門體采用2臺起重設備就位安裝。經(jīng)多次研究，最終確定了先施工底坎，側(cè)止水初就位后即進行門體吊裝，最后根據(jù)門體和止水橡皮實際安裝位置，精調(diào)頂、側(cè)止水板埋件的安裝程序。門體就位采用1臺260 t履帶吊，2個25 t手拉葫蘆選擇進行調(diào)節(jié)的安裝工藝。此吊裝方法充分結(jié)合了現(xiàn)場土建結(jié)構及機械設備總體布置實際情況，效果較顯著，目前該安裝程序及安裝工藝就船閘反向全包弧型閥門施工尚屬首創(chuàng)。

8.1.3 嚴格控制門體的焊接變形

大型人字門采用分段制作、分段安裝的方式，因此控制焊接方法和焊接變形尤其重要。主要采取了以下幾種措施予以控制：編制作業(yè)指導書，進行典型施工，實時監(jiān)控調(diào)整，選擇合理的焊接順序。

8.1.4 人字門懸掛結(jié)構消除自重變形

1）門體安裝過程中控制措施。制作足夠強度的臨時支撐，克服門體自重。人字門安裝第一分節(jié)時，旋轉(zhuǎn)中心端采用底樞蘑菇頭作為正式支撐點，斜接柱端采用剛性鋼支墩形成支撐面進行臨時支撐，并采用千斤頂和契墊塊配合調(diào)整。在門體整體焊接完成后，頂樞拉桿楔塊安裝之前，使用千斤頂進行調(diào)節(jié)預留自重變形量，見圖5。

圖5 人字門第一分節(jié)千斤頂調(diào)整Fig.5 Jack ad justment in the firstsection ofm itregate

2）門體安裝完成后調(diào)整。門體、頂樞安裝完成后，撤去門體斜接柱端的豎向支撐，使門體處于自由懸掛狀態(tài)，采取背拉桿進行調(diào)節(jié)。

8.1.5 避免閘門發(fā)生錯位超限擠壓事故

閘門發(fā)生錯位超限擠壓事故，主要是由于液壓及控制系統(tǒng)調(diào)試參數(shù)設定問題。系統(tǒng)調(diào)試中，開度儀的讀數(shù)往往與實際存在偏差，因此在調(diào)試過程中，應由實際目測和開度儀顯示及光電開關實際限位相結(jié)合，將準確數(shù)據(jù)記錄到操作系統(tǒng)中，并反復試驗，確保門體限位優(yōu)先級別。同時要合理編制調(diào)試方案及大綱，確定調(diào)試人員的分組和分工。

8.1.6 避免啟閉機出現(xiàn)故障

啟閉機出現(xiàn)故障的主要原因在于啟閉機安裝及制作質(zhì)量。啟閉機安裝完成后，應嚴格進行強度試驗，認真檢查系統(tǒng)有無泄漏，各連接件嚴格控制安裝質(zhì)量。另外檢查液壓系統(tǒng)閥門狀態(tài)是否正確，液壓油油位是否正常，控制系統(tǒng)是否存在問題[3]。

8.2 防治效果

經(jīng)過以上具體措施，船閘閘門及啟閉系統(tǒng)一切運行正常，安裝后的閘門未產(chǎn)生較大變形，幾何尺寸及安裝質(zhì)量滿足規(guī)范要求，閘門未發(fā)生錯位超限擠壓事故，啟閉機未出現(xiàn)故障，同時閘門啟閉時有聲響和振動也得到了有效防治，通病治理取得了預期效果。

9 結(jié)語

通過以上措施的實施，使得草街航電樞紐船閘工程質(zhì)量通病治理取得階段性成果，草街船閘工程的質(zhì)量尤其是混凝土外觀質(zhì)量較好，工程質(zhì)量通病得到有效防治和減輕，成為內(nèi)河水運工程質(zhì)量通病治理示范項目。

[1]DL/T 5144—2001，水工混凝土施工規(guī)范[S].DL/T 5144—2001,Specifications for hydraulic concrete construction[S].

[2]DL/T 5215—2005，水工建筑物止水帶技術規(guī)范[S].DL/T 5215—2005，Specification for waterstop of hydraulic structure[S].

[3]SL 381—2007，水利水電工程啟閉機制造安裝及驗收規(guī)范[S].SL 381—2007,Hydraulic and hydroelectric engineering specification formanufacture and installation and acceptance of gate hoist[S].