連云港市臨洪東泵站門槽改造實(shí)踐

曾祥華 徐志浩

連云港市臨洪東泵站門槽改造實(shí)踐

曾祥華 徐志浩

一、概述

據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2008年底，全國24省（自治區(qū)、直轄市）已建成的大型泵站450座，裝機(jī)總功率563.57萬kW。在現(xiàn)有的泵站工程中，約有75%建于20世紀(jì)60～70年代，由于設(shè)備和工程嚴(yán)重老化，機(jī)泵效率下降，故障頻繁發(fā)生，工程效益降低。因此，泵站工程的更新改造是當(dāng)前我國泵站發(fā)展普遍關(guān)注和亟待解決的重大問題。

連云港市臨洪東泵站始建于1979年，由于當(dāng)時(shí)的水泥、鋼材等建筑材料稀缺，價(jià)格昂貴，為節(jié)省鋼材，泵站的所有24扇檢修門及24扇出口快速門均為混凝土平板門，門槽內(nèi)也未埋設(shè)鋼軌，全部為混凝土材質(zhì)。

此種設(shè)計(jì)為工程節(jié)省了大量的鋼材，但也帶來了諸多問題。如混凝土材料表面不平整，并容易破損開裂，造成閘門運(yùn)行卡阻；同時(shí)混凝土門槽與閘門止水橡皮間接觸不良，形成持續(xù)的漏水，嚴(yán)重影響泵站的運(yùn)行及維護(hù)。

根據(jù)臨洪東泵站正在實(shí)施的更新改造設(shè)計(jì)，原有混凝土平板門全部更換為鋼閘門，與之配套的門槽內(nèi)需埋設(shè)鋼軌。本文結(jié)合這一改造方案，探討可行的混凝土門槽改造措施。

二、混凝土門槽現(xiàn)狀

臨洪東泵站共安裝有12臺(tái)立式軸流機(jī)組，設(shè)計(jì)排洪能力300m3/s，每臺(tái)機(jī)組的進(jìn)、出水流道內(nèi)均布置有隔流墩，因此每臺(tái)機(jī)組設(shè)置有2扇檢修門和2扇快速門，門槽為混凝土材質(zhì)，未埋設(shè)鋼軌。

早期澆筑的混凝土標(biāo)號(hào)偏低，為C15，同時(shí)由于混凝土碳化、溫度變化以及外力撞擊等因素的影響，使得門槽混凝土表面布滿裂縫，局部更是出現(xiàn)缺角等損傷，給泵站的運(yùn)行及日常維護(hù)帶來較大的不便。此次改造擬在門槽混凝土內(nèi)埋設(shè)鋼軌，可有效解決閘門運(yùn)行卡阻以及由于止水橡皮與門槽間接觸不良而引起的漏水現(xiàn)象。

三、改造方法

如何在原混凝土門槽內(nèi)植入鋼軌以及如何讓植入的鋼軌與混凝土可靠連接是此次改造任務(wù)成敗的關(guān)鍵。最直接的改造方法是將原門槽及其前緣的混凝土墩墻全部鑿除，然后固定軌道并重新澆筑混凝土。但這一施工方法需要干地施工，由于該泵站在連云港城市防洪中作用巨大，汛期至少要保證有6臺(tái)機(jī)組隨時(shí)可以投入使用，故無法在進(jìn)水河道內(nèi)筑壩截流，需通過在檢修門前緣的攔污柵槽內(nèi)放入堵水門以實(shí)現(xiàn)干地施工。如此，整體拆除檢修門槽前緣墩墻的施工方案便無法實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)這一特點(diǎn)，本文提出了門槽局部改造的方案，即在不整體破壞墩墻的前提下，對(duì)門槽部位的混凝土進(jìn)行局部鑿除、鋼軌埋入與混凝土澆筑施工。一般而言，軌道是由工字鋼、鋼板等焊接而成的空間組合體，占有一定的空間位置，如何確定混凝土的鑿除范圍、如何有效利用原墩墻內(nèi)的鋼筋、如何確保新老混凝土之間的可靠粘結(jié)就是本文主要解決的問題。

1.混凝土鑿除

混凝土鑿除范圍的確定首先應(yīng)考慮軌道埋設(shè)的空間要求，即應(yīng)留出足夠的空間放置軌道及其附屬構(gòu)件、鋼筋植入以及焊接作業(yè)；在滿足空間使用的前提下還應(yīng)盡量減少鑿除范圍，從而減少鑿除工作對(duì)原有閘墩混凝土的結(jié)構(gòu)損傷，并可減少工程量，降低工程造價(jià)；同時(shí)要方便新澆混凝土的立模和振搗。

一般而言，原有混凝土門槽側(cè)向混凝土的鑿除范圍應(yīng)為軌道高度的2～2.5倍，并不小于400mm，鑿入深度應(yīng)為門槽深度的1.2～1.5倍，并不小于300mm，并應(yīng)將面層鋼筋網(wǎng)全部鑿出。對(duì)于泵站而言，邊墩及縫墩較厚，一般為1000～1500mm，中墩次之，一般為800～1000mm，隔流墩最薄，為 500～700mm，故鑿除深度可根據(jù)墩墻的厚度適當(dāng)調(diào)整。若兩側(cè)門槽間混凝土過薄（≤400mm），則可考慮將門槽間混凝土打通。

2.軌道的固定與植筋

門槽混凝土鑿除至設(shè)計(jì)范圍后，接下來進(jìn)行固定軌道的工作。如果是新建工程，軌道范圍內(nèi)一般為二期混凝土，一期混凝土內(nèi)已經(jīng)預(yù)留足夠的插筋，只要將門槽軌道錨筋與預(yù)留插筋焊接即可實(shí)現(xiàn)固定。而改造工程往往不具備此種條件，需充分利用原有鋼筋網(wǎng)并適當(dāng)植筋方可實(shí)現(xiàn)軌道的固定。

門槽軌道的受力主要在水平方向，包括順?biāo)鞣较蚣按怪彼鞣较颍虼诵枰谶@兩個(gè)方向設(shè)置連接鋼筋方可固定軌道。

連接鋼筋的設(shè)置主要以植筋為主，其余鋼筋可采取與墩墻內(nèi)原有的水平鋼筋焊接的方式進(jìn)行連接。植入的鋼筋使用螺紋鋼，直徑不小于14mm，錨固劑一般分液態(tài)和固態(tài)兩種，液態(tài)錨固劑常用的為改性環(huán)氧樹脂膠粘劑，固態(tài)的主要為水泥基錨固劑。鑒于本工程中的植筋主要為水平植筋，若采用液態(tài)錨固劑則容易流動(dòng)，很難充滿鉆孔，從而降低植筋的可靠性，故推薦使用水泥基的固態(tài)錨固劑。植筋深度一般為12～15d（d為鋼筋直徑）。

3.混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑前應(yīng)先用高壓水將鑿除面的殘?jiān)鼪_洗干凈，并將已松動(dòng)的混凝土塊用人工的方式進(jìn)行剝離。由于此位置對(duì)模板定位精度要求較高，因此在條件允許的情況下采用定型的鋼模板較好。此外，由于混凝土入倉面狹小，還應(yīng)適當(dāng)加大混凝土的塌落度，使其能順暢入倉。

混凝土的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于C25，也不宜高于C35。為防止新澆混凝土干縮導(dǎo)致新、老混凝土間出現(xiàn)裂縫，新澆筑混凝土內(nèi)可適量摻入微膨脹劑，摻入量根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。

混凝土的振搗是此種施工方案的難點(diǎn)，也是確保施工質(zhì)量的重點(diǎn)，可采用振搗棒振搗與平板振搗結(jié)合的方式進(jìn)行。為確保施工質(zhì)量，一次入倉的混凝土高度不宜超過1.5m。

混凝土的養(yǎng)護(hù)采用常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法即可。如在冬季施工，還應(yīng)采取相應(yīng)的防寒措施，如薄膜覆蓋、草簾覆蓋等，必要時(shí)還可采取外部加熱的方法以確保養(yǎng)護(hù)溫度。

在模版拆除的初期應(yīng)注意灑水養(yǎng)護(hù)，以防止混凝土出現(xiàn)裂縫。

4.質(zhì)量檢驗(yàn)

澆筑成型的門槽要先檢查軌道的垂直度，其定位精度應(yīng)在規(guī)范及設(shè)計(jì)文件允許的范圍內(nèi)；其次為混凝土的外觀質(zhì)量，不應(yīng)有明顯的蜂窩、麻面和表面裂縫；再次為通過橡皮錘敲擊以確定新、老混凝土之間是否有脫離現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)存在空鼓段，則該段混凝土需鑿除并重新澆筑。

四、結(jié)論

本文介紹的混凝土門槽的改造方法簡(jiǎn)單易行，效果明顯，并在連云港市臨洪東泵站的更新改造工程中得到了較好的驗(yàn)證，這一方法為該工程縮短了施工時(shí)間，節(jié)省了工程投資，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

隨著時(shí)間的推移，國內(nèi)眾多建于20世紀(jì)60～70年代的泵站將陸續(xù)進(jìn)入更新改造階段，本文所提的方法，作為一個(gè)成功的案例可以為其他泵站混凝土門槽改造的設(shè)計(jì)與施工提供借鑒

上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院200434 江蘇省連云港市臨洪水利工程管理處 222002）

（專欄編輯：周 權(quán)）