郭 偉，陳清顯

(中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710016)

1 工程概況

陜西省漢中市石門水庫樞紐位于漢江上游一級支流褒河峽谷出口以上1.8 km，距下游河東店鎮(zhèn)3 km，南到漢中市18 km，是以灌溉為主、結合發(fā)電等綜合利用的大(2)型水利工程。1969年10月動工興建，1972年4月下閘蓄水，1983年建成。水庫總庫容1.098億m3。

石門水庫由混凝土雙曲拱壩、左岸泄洪洞、河床電站、東干渠渠首工程及西干渠渠首工程等建筑物組成?；炷岭p曲拱壩壩基最低高程532.00 m，壩頂高程620.00 m，最大壩高88 m，大壩底寬27.26 m、頂寬5 m，共分17個壩段。

2018年10月底開始對石門水庫除險加固改造施工，主要工作內容為：大壩加高2.5 m，1～6號中孔啟閉機室、東西干渠渠首排架、交通橋拆除重建。

石門水庫除險加固改造施工首先對泄洪1～6號中孔混凝土排架及啟閉室和東西干渠進水塔混凝土排架拆除和重建、重建右岸交通橋和左岸交通橋整體頂升施工，然后進行壩體加高施工。截止2020年12月31日漢中石門水庫除險加固主體工程改造施工已基本完成，共計131個單元，合格率100%。

2 工程特點及技術要求

①泄洪1～6號中孔混凝土排架和啟閉機室主要施工項目包括；拆除泄洪中孔混凝土排架及啟閉機室，重建中孔混凝土排架和啟閉機室、啟閉機安裝、閘門拆除、門槽拆除、門槽埋件安裝、門槽二期混凝土澆筑和閘門安裝等項目?；炷僚偶芗皢㈤]機室拆除從兩端同時開挖，排架重建按照先拆先建的順序施工，啟閉機室及其他施工項目根據工作面合理安排。

②大壩加高按照壩頂結構拆除、大壩加高、接縫灌漿、壩頂細部結構的順序進行施工。壩頂結構拆除從右岸開始依次進行，大壩加高在結構拆除及部分結構重建完成后從右岸開始，接縫灌漿在滿足規(guī)范要求后開始，細部結構施工在壩頂結構完成后進行施工。

③壩頂交通：大壩壩頂寬5 m，最大寬度為10 m，大型車輛可由壩頂東端行至西端，并可在較寬處調頭。

④施工方案的制定：針對不同部位，結合施工條件、施工環(huán)境及施工特點，并制定切實可行的施工方法，關鍵部位如雙曲拱壩壩體加高施工技術、中孔混凝土排架及啟閉機室拆除技術(圖1)、右岸交通橋橋梁現(xiàn)澆型鋼支架平臺施工技術(圖2)、左岸交通橋橋梁整體頂升施工(圖3)、水庫排沙清淤施工技術(圖4)，充分發(fā)揮技術在施工中的指導和引領作用。

圖1 泄洪中孔混凝土排架及啟閉機室拆除

圖2 右岸交通橋型鋼支架平臺

圖3 左岸交通橋橋梁整體頂升施工

圖4 石門水庫排沙減淤施工

3 主要技術措施及應用

3.1 泄洪中孔排架及啟閉機室拆除技術

①泄洪洞1～6號排架以中孔為軸，對稱布置，左右各3孔，形成了大的啟閉機室，中間設有鋼筋混凝土樓梯。壩頂高程620.0 m，高程630.5 m以下為鋼筋混凝土排架；高程630.5 m以上啟閉機室。排架和啟閉機室結構尺寸；長度80.8 m，高度15.1 m，寬度5.3 m。

②結合排架啟閉機室結構特征、壩頂寬度、施工場地及工期要求等方面考慮，排架分兩階段拆除。高程630.5 m以上啟閉機室第一階段拆除，主要采用人工手持風鎬破碎拆除；高程630.5 m以下結構第二階段拆除，主要采用破碎錘破碎拆除。

③620.0 m壩頂孔口采用I18工字鋼作為橫梁，10 mm厚鋼板作為面板進行封閉覆蓋。橫梁順水向鋪設，單根長度6 m，橫跨閘孔，緊靠下游欄桿基礎布設，沿閘孔長度方向間距30 cm間隔布置。

④啟閉機排架周邊安全防護腳手架采用普通架管(Φ48 mm×3.5 mm)搭設，架體站桿間距1 m，步距120 cm，排距約80 cm，與排架柱連接牢固，上游側、左右側搭設懸挑架。

⑤鋼筋混凝土排架和啟閉機主要采用機械破碎法施工，以鋼筋混凝土排架頂面高程630.5 m為界，高程630.5 m以上啟閉機采用機械方式進行拆除，高程630.5 m以下將柱體及梁板采用PC220破碎錘對排架四個柱體逐個鑿空10 cm～30 cm，暫時利用柱體內鋼筋承重，待四個柱體全部鑿空后，利用上部未拆除結構自重對掏空柱體鋼筋施加壓力，使其彎曲進而排架整體下落。

⑥拆除料在壩頂620 m高程用2.0 m3裝載機或PC220破碎錘改裝反鏟及8 t吊配鋼絲繩吊運裝車裝車，10 t自卸汽車運輸至臨時施工場地堆存直接運至渣場。

3.2 混凝土雙曲拱壩加高施工技術

混凝土雙曲拱壩原壩頂高程620.0 m，加高至622.5 m，最大壩高90.50 m，頂寬5 m，不設置防浪墻，拱壩其余布置不變。

①大壩壩體加高從右岸向左岸按原壩分縫分塊進行澆筑，壩體加高共分兩層澆筑，第一層層高2.3 m，冷卻水管布設2層，間距1.2 m；雙向布設限裂鋼筋。第二層為壩頂鋪裝層混凝土，澆筑高度0.2 m。

②大壩壩體加高和混凝土排架及啟閉機室等施工部位，采用HBT60型混凝土泵送入倉?；炷帘貌贾迷诿總}左側大壩頂部。

③利用風鎬配合人工作業(yè)對原壩面進行新老結合面處理，碳化層鑿除深度控制3 cm～5 cm左右，同時在壩面設置鑿設梯形鍵槽(梯形鍵槽尺寸，上寬80 cm，深20 cm，下寬30 cm，坡比1∶3)，鑿除后的混凝土表面顯露石子，清除表面上的松動石子、殘碴及污物，并用高壓水沖洗干凈，保持潔凈直至覆蓋混凝土。

④在新老混凝土結合面布置普通砂漿錨桿和鎖口錨桿，壩體周邊距橫縫30 m～50 m布置鎖口錨桿，孔距1 m；其余部分設置砂漿錨桿，采用梅花型布置，間排距2 m×2 m。

⑤新老混凝土結合面設置接縫灌漿系統(tǒng)；壩段間按照分縫設計方案布置接縫灌漿系統(tǒng)和止水，止水設置在上游距離壩面30 cm處，止水應埋入老混凝土30 cm，并與原止水焊接。接縫灌漿應待新加高混凝土冷卻至封拱溫度14℃，灌漿壓力0.1 MPa～0.3 MPa。

⑥在澆筑第一層混凝土前，先均勻鋪設一層厚3 cm的水泥砂漿。砂漿的標號比同部位混凝土高一級。每次鋪設砂漿的面積與澆筑強度相適，以鋪設砂漿后30 min內被混凝土覆蓋為限，鋪設工藝必須保證新澆混凝土能與老混凝土結合良好。

⑦混凝土收倉完畢立即養(yǎng)護，在終凝前注意混凝土面水分不能過快損失，及時噴霧或灑水保持表面濕潤，終凝后可灑水養(yǎng)護至下次施工。

3.3 右岸交通橋型鋼支架平臺施工技術

①右岸3號壩段與河床電站進水塔之間新建鋼筋混凝土簡支梁橋，原橋拆除。新建后的交通橋橋寬5.0 m，跨徑1×23.25 m+1×24.5 m采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土T梁，T梁梁高1.7 m；每跨由兩片T型橋梁組成。

②經現(xiàn)場查看，原交通橋拱肋完整，拱肋上的立柱與拱肋連接部位完整。原交通橋先不進行拆除，利用原交通橋橋面作為施工平臺，利用型鋼支撐架進行新橋施工。

③新橋墩和原橋墩加寬加高混凝土澆筑前，預埋槽鋼并保證預埋深度和外露長度。

④型鋼支架施工作業(yè)平臺主要采用700×300H工字鋼、10#槽鋼進行搭設。組裝好的型鋼支架主要呈現(xiàn)“回”字形狀，鋼筋混凝土T梁主要在形狀為“回”字區(qū)域內進行作業(yè)，作業(yè)平臺做好相關的安全防護和監(jiān)護工作。

⑤工字鋼接長采用標準節(jié)12 m長的700×300H工字鋼和非標準節(jié)的700×300H工字鋼進行焊接，工字鋼兩側采用補強鋼板進行焊接，焊件參照《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50205-2001)規(guī)定進行檢查和驗收。

3.4 左岸交通橋橋梁整體頂升施工技術

①2020年6月在左岸2號壩段上游與泄洪洞進水塔之間新建了一座交通橋，主要由三跨T型梁組成，每跨由兩片T型梁進行連接，T梁內部布置橫隔板，T梁施工縫采用鋼筋混凝土連接。原有T梁每跨分別為14.22 m、13.0 m、12.6 m，橋面寬度為4 m，T梁翼板厚0.4 m，腹板寬0.5 m，腹板高1.3 m，橫隔板為0.85 m×0.75 m，最大單根T梁重約35T。原橋面高程620.0 m，整體頂升高度2.5 m。

②頂升總流程：頂升準備→加工安裝工作平臺→千斤頂支架安裝→頂升設備校檢調試→試頂升10 mm→正式頂升→拆除千斤頂→落梁→重復第一次頂升步驟。

③頂升準備：施工前切斷每跨梁與梁之間的連接體及欄桿。對每跨T型梁進行加固，主要采用32#工字鋼和18#槽鋼焊接而成的支撐架，作為頂升支架，特別對T梁翼緣板及梁段進行二次加固并固定。

④頂升采用人工同步頂升的方法進行，每跨橋墩設置4個QL50千斤頂，人工操作進行逐層頂升，每層頂升高度10 cm并用并列2片10#槽鋼支撐。

⑤頂升監(jiān)測；監(jiān)測貫穿于頂升全過程中，包括頂升、支撐、落梁等過程的監(jiān)測，監(jiān)測內容主要包括位移監(jiān)測、橋梁的整體姿態(tài)監(jiān)測等。

⑥頂升注意事項：頂升的高度應稍高于墊塊厚度，能滿足墊塊安裝的要求即可；頂升關系到結構的安全，各方要密切配合；頂升過程中，認真做好記錄工作；頂升過程中，加強巡視工作，指定專人觀察各個系統(tǒng)的工作情況；結構頂升空間內不得有障礙物；在施工過程中，要密切觀察結構的變形情況；頂升過程中，未經許可不得擅自進入施工現(xiàn)場。

3.5 水庫排沙減淤施工技術

①石門水庫來沙以懸移質為主，淤積物也是以懸移質淤積為主，淤積物的粒徑自上而下沿程細化，越靠近壩前，淤積物的粒徑就越細。國內中小型水庫清淤方式基本以水力排沙、機械挖沙相結合的方式為主，并結合水庫枯水期短的特點，主要選擇水力排沙，人工干預的輔助方法對庫區(qū)左岸河床局部清淤，形成有利于左岸泄洪洞明渠段開挖地形。

②清淤量核查：首先用交通艇和測繩設備對清淤作業(yè)區(qū)全面測量，并核對壩前庫區(qū)的原始地形進行計算，根據清淤作業(yè)的要求，核對實際的水下清淤方量。

③先將作業(yè)船開到明渠段中間位置，保證抽沙泵作業(yè)最大覆蓋范圍，為了防止在清淤作業(yè)過程中，放空時的水流對抽淤船和清淤的影響，抽淤船先后各設兩組錨纜，通過布置在抽淤船甲板面的卷揚機，控制清淤船的穩(wěn)定和移動。

④庫區(qū)清淤作業(yè)期間需要利用水庫放空時產生的水流，因此，在中孔閘門打開時，即可啟動渣漿泵和高壓水泵，利用高壓水槍將渣漿泵附近的淤積物進行松動攪拌，使淤積物在水中懸浮后，再通過渣漿泵下的攪拌輪對吸口的水、渣土進行粉碎混合，在渣漿泵的吸力作用下，通過輸泥管道抽排到中孔閘室門上方的水體中，利用放空時形成的高速水流將渣土攜帶至大壩下游。

4 結論

褒河石門水庫峽谷混凝土雙曲拱壩改造施工項目多、工程量少，施工環(huán)境較為復雜，根據其工程特點及技術要求，針對性地提出對應的技術措施及應用，取得了較好的施工效果。