郭 偉

（中國(guó)水利水電第三工程局有限公司,陜西 西安 710016）

1 概述

石門(mén)水利樞紐工程位于陜西省漢中市漢江上游支流褒河峽谷出口以上1.8 km,是以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利工程。初期工程于1983 年建成,壩頂高程620.0 m。2018 年11 月對(duì)石門(mén)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固改造施工,大壩加高2.5 m 后,壩頂高程622.5 m。樞紐工程由混凝土雙曲拱壩泄洪中孔、左岸泄洪洞、放水（排沙）底孔、右岸河床電站、東西干渠引水渠首、下游反調(diào)節(jié)池、南干渠首等建筑物組成。

石門(mén)水庫(kù)共計(jì)有24 孔閘門(mén)門(mén)槽需要拆除重建,門(mén)槽拆除位置及數(shù)量：泄洪中孔6 孔、底孔進(jìn)口事故檢修門(mén)槽1 孔、底孔工作出口門(mén)槽1 孔、河床電站進(jìn)水口攔污柵門(mén)槽1 孔、河床電站進(jìn)口檢修門(mén)槽1 孔、河床電站尾水檢修門(mén)槽3 孔、東干渠進(jìn)水口攔污柵門(mén)槽1 孔、東干渠進(jìn)口事故檢修門(mén)槽1孔、東干渠出口工作門(mén)槽1 孔、西干渠進(jìn)水口攔污柵門(mén)槽1 孔、西干渠進(jìn)水口事故檢修門(mén)槽1 孔、西干渠灌溉出口工作門(mén)槽1 孔、南干渠沖沙閘門(mén)槽2 孔、南干渠工作閘門(mén)3 孔?；炷翂误w加高后需對(duì)閘門(mén)門(mén)槽原二期混凝土進(jìn)行拆除,更新舊軌道和恢復(fù)新二期混凝土。閘門(mén)門(mén)槽原二期混凝土拆除過(guò)程中 不得對(duì)一期混凝土有損傷。為此,項(xiàng)目部對(duì)石門(mén)水庫(kù)閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土采用人工風(fēng)鎬拆除、靜力水鉆等拆除法進(jìn)行實(shí)施,實(shí)施效果不理想,單孔拆除時(shí)間長(zhǎng),拆除效果差及拆除面不規(guī)整,影響閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土施工質(zhì)量。

2 閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除法研究

2.1 閘門(mén)門(mén)槽結(jié)構(gòu)及二期混凝土拆除試驗(yàn)

石門(mén)水庫(kù)閘門(mén)門(mén)槽門(mén)槽改造數(shù)量多,所處位置分散,改造范圍差異較大。閘門(mén)改造施工主要包括：原二期混凝土拆除、舊軌道割除以及二期混凝土恢復(fù)。

閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除選擇了泄洪中孔2 號(hào)孔、反調(diào)節(jié)池沖砂閘閘門(mén)槽兩個(gè)部位進(jìn)行試驗(yàn)。

（1）選擇泄洪中孔2 號(hào)孔閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土體含2 個(gè)側(cè)軌及底坎（尺寸0.5 m×0.7 m×8.0 m）進(jìn)行拆除,采用“人工配合風(fēng)鎬、靜力水鉆”兩種拆除方法,拆除后根據(jù)實(shí)際用工、拆除效果進(jìn)行分析,單孔閘門(mén)門(mén)槽原二期混凝土拆除、埋件割除以及埋件安裝、混凝土澆筑持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),單孔累計(jì)40天。

（2）反調(diào)節(jié)池閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土體含2 個(gè)側(cè)軌及底坎（尺寸0.5 m×0.5 m×7.6 m）進(jìn)行拆除,沿待拆除門(mén)槽采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆垂直孔、水鉆鉆水平孔,成孔后穿繩鋸進(jìn)行切割施工。從門(mén)槽采用繩鋸切割效果分析,單孔門(mén)槽拆除速度加快、拆除效果好,但采用了地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔,其他門(mén)槽不具備使用較大設(shè)備進(jìn)行鉆孔。

2.2 閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除方法創(chuàng)新

針對(duì)泄洪中孔2 號(hào)孔、反調(diào)節(jié)池閘門(mén)門(mén)槽原二期混凝土已采用拆除方法,已不能滿足石門(mén)水庫(kù)春季蓄水和夏秋季節(jié)泄洪要求。因此,必須尋求一種新閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除法,才能滿足石門(mén)水庫(kù)對(duì)閘門(mén)門(mén)槽改造要求。

結(jié)合泄洪中孔2 號(hào)孔、反調(diào)節(jié)池閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除方法優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和分析,閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土選取了“靜力水鉆+繩鋸切割”相結(jié)合的方法進(jìn)行拆除施工。

首先對(duì)閘門(mén)門(mén)槽一期和二期混凝土結(jié)合處進(jìn)行劃線并標(biāo)明切縫范圍,然后沿閘門(mén)門(mén)槽斷水方向水平鉆排；同時(shí)沿閘門(mén)門(mén)槽豎直方向鉆排孔鉆排孔,形成切割臨空面,最后通過(guò)門(mén)槽水平排孔穿繩形成豎直切割的態(tài)勢(shì)沿待切割體進(jìn)行豎直切割,這種方法稱(chēng)為“靜力水鉆+繩鋸切縫”綜合法。

閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除采用“靜力水鉆+繩鋸切縫”法。一方面以“水鉆鉆孔”優(yōu)先,形成與門(mén)槽斷水方向和順?biāo)较蜚@成的排孔,可提供切割工作面。另一個(gè)方面,沿閘門(mén)門(mén)槽斷水方向與順?biāo)较虼┙饎偫K鋸,形成一個(gè)封閉的切割環(huán),周而復(fù)始,直至門(mén)槽切割體切割完成。

3 施工程序和方法

3.1 施工程序

首先進(jìn)行施工準(zhǔn)備（搭設(shè)鋼管腳手架施工平臺(tái)、測(cè)量放樣等）工作,然后沿水平鉆和豎直鉆排孔,再穿繩繞繩至切割制定位置進(jìn)行豎直切割,切割完成后按照以上程序進(jìn)行下一層的鉆孔、切割施工,周而復(fù)始,直至完成閘門(mén)門(mén)槽混凝土切割工作。

3.2 施工方法

3.2.1 施工布置

（1）施工供電：供電由布置在原壩頂供電線路接支線至單孔門(mén)槽工作面。

（2）供排水：供水由布置在原壩頂?shù)墓┧到y(tǒng)供水至閘門(mén)工作面。排水由設(shè)置在閘門(mén)底板修筑而成的簡(jiǎn)易沉淀池,沉淀達(dá)標(biāo)后排入河中。

（3）施工通道：原閘門(mén)門(mén)槽側(cè)壁設(shè)置有完整的爬梯,可通過(guò)人員上下。

3.2.2 施工設(shè)備配置

閘門(mén)門(mén)槽施工作業(yè)面配置的主要機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表1。

表1 主要機(jī)械設(shè)備

3.2.3 鋼管腳手架施工平臺(tái)搭設(shè)和測(cè)量放樣

（1）鋼管腳手架：閘門(mén)門(mén)槽內(nèi)設(shè)置沿門(mén)槽斷水方向搭設(shè)鋼管腳手架并根據(jù)作業(yè)需要設(shè)置作業(yè)平臺(tái),采用鋼管Φ48×3.5 mm,鋼管腳手架尺寸2.0 m×8.0 m,搭設(shè)高度約10.0 m。鋼管腳手架立桿縱距1.2 m,橫距1.5 m,步距1.5 m,橫向水平桿懸挑長(zhǎng)度15 cm；內(nèi)側(cè)立桿距模板邊緣不超過(guò)20 cm,立桿頂端自由端長(zhǎng)度20 cm。

（2）測(cè)量放線：沿閘門(mén)門(mén)槽二期與一期混凝土分界線并根據(jù)舊軌道側(cè)壁處適當(dāng)位置測(cè)量放樣出混凝土拆除基準(zhǔn)點(diǎn),并用墨線沿基準(zhǔn)點(diǎn)彈出并作出相應(yīng)的切割線標(biāo)記。

3.2.4 鉆孔

（1）閘門(mén)門(mén)槽沿?cái)嗨较蜚@水平排孔

選用喜利得DD200 鉆孔機(jī),按門(mén)槽軌道側(cè)壁施劃后的基準(zhǔn)線鉆基準(zhǔn)水平孔,每20 cm～25 cm 鉆200 mm 孔,鉆孔深度沿閘門(mén)斷水方向深度為700 mm,鉆孔形成一個(gè)水平排孔。

（2）閘門(mén)門(mén)槽沿順?biāo)较蜚@豎直排孔

按門(mén)槽軌道側(cè)壁施劃后的基準(zhǔn)線鉆第一個(gè)基準(zhǔn)孔,并沿豎直線逐個(gè)鉆孔,每20 cm～25 cm 鉆200 mm 孔,鉆孔深度沿閘門(mén)順?biāo)较蛏疃葹?00 mm。鉆成后的水平排孔與豎直基準(zhǔn)孔保持在一個(gè)空間內(nèi),必須確保對(duì)穿。

3.2.5 穿繩、切割

鉆孔、穿繩結(jié)束后,將進(jìn)行閘門(mén)門(mén)槽豎直方向的正向切割施工。切割過(guò)程中保持繩鋸的切線按閘門(mén)側(cè)壁豎直排孔逐步下切。切割施工在豎直方向由上而下依次分層進(jìn)行,切割長(zhǎng)度根據(jù)閘門(mén)孔口起吊設(shè)備能力進(jìn)行合理選擇長(zhǎng)度,一般切割混凝土塊體長(zhǎng)度約2 m。

3.2.6 混凝土塊體吊運(yùn)

門(mén)槽切割后的混凝土塊體采用設(shè)置在原壩頂?shù)淖灾凭頁(yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行調(diào)運(yùn)在至壩頂面集中堆放,并通過(guò)起吊設(shè)備吊裝至自卸汽車(chē)運(yùn)至指定的地方堆放。

4 質(zhì)量要求及進(jìn)度分析

4.1 質(zhì)量控制要求

（1）按閘門(mén)結(jié)構(gòu)尺寸以及閘門(mén)舊軌道所處位置確定鉆孔基準(zhǔn)點(diǎn)線,不得隨意擴(kuò)大鉆孔范圍,避免增大后期混凝土回填量。

（2）沿閘門(mén)斷水方向鉆水平排孔和閘門(mén)順?biāo)较蚧鶞?zhǔn)孔處于基準(zhǔn)孔平面內(nèi)或空間內(nèi)。

4.2 進(jìn)度分析

（1）用“人工配合風(fēng)鎬,靜力水鉆”施工法實(shí)施單孔門(mén)槽工期安排：鋼管腳手架及防護(hù)（3 天）→閘門(mén)二期混凝土、門(mén)軌拆除（20 天）→混凝土表面處理（2 天）→植筋（3 天）→主軌安裝（5 天）→二期混凝土澆筑（3 天）→缺陷處理（2 天）→腳手架拆除（2 天）,共計(jì)40 天。

（2）用“靜力水鉆+繩鋸切割”施工法實(shí)施單孔門(mén)槽工期安排：鋼管腳手架及防護(hù)（3 天）→閘門(mén)混凝土、門(mén)軌拆除（11 天）→混凝土表面鑿毛處理（2 天）→植筋（3 天）→主軌安裝（5 天）→二期混凝土澆筑（3 天）→缺陷處理（1 天）→腳手架拆除（2 天）,共計(jì)27 天。

對(duì)比兩種拆除法,泄洪中孔閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土采用“靜力水鉆+繩鋸切割”綜合法拆除施工,優(yōu)于傳統(tǒng)的拆除方法,剩余各孔閘門(mén)門(mén)槽混凝土采用繩鋸切割可為后續(xù)提供更多的工作面和工序穿插時(shí)間。

5 結(jié)論

泄洪中孔閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土采用“靜力水鉆+繩鋸切割”綜合法進(jìn)行拆除施工,是在傳統(tǒng)拆除法（人工配合風(fēng)鎬拆除）、靜力鉆孔、繩鋸切割等方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了分析、研究、改進(jìn)和綜合形成的綜合拆除法。經(jīng)過(guò)石門(mén)水庫(kù)閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除實(shí)際應(yīng)用和實(shí)踐,是一種拆除閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土的有效方法,施工簡(jiǎn)便,設(shè)備較少,適合水利水電工程閘門(mén)門(mén)槽二期混凝土拆除,并在2021 年申請(qǐng)了實(shí)用新型專(zhuān)利,專(zhuān)利名稱(chēng)“一種水利水電工程門(mén)槽二期混凝土拆除方法與流程”。