水閘胸墻預制、吊裝施工工藝探討

蔣金城 陳言兵

水閘胸墻預制、吊裝施工工藝探討

蔣金城 陳言兵

一、引言

胸墻是位于閘孔上部、閘室胸位的擋水墻，當水閘設計擋水位高于泄流控制水位且差值較大時，為減小閘門高度，可設置胸墻。胸墻與閘墩間有固支與簡支二類連接形式。在水閘施工中，受限于胸墻重量和吊裝條件限制，一般采取原位立模現澆，但此種施工方法中對澆筑的支撐結構、澆筑質量、止水設置等要求較高，施工工藝也較為復雜。本文以寶應湖退水閘施工為例，就胸墻施工現場預制、吊裝施工進行一些探討。

二、工程概況

寶應湖退水閘位于大汕子隔堤，處于寶應縣和金湖縣交界處，上游寶應湖，下游入江水道，主要功能為汛前預排寶應湖澇水，汛期擋住入江水道洪水，汛后排除寶應湖澇水。經多年運行，存在不同程度的病害，經安全鑒定為三類閘，被列入了淮河入江水道整治工程的加固項目。本次加固中一個重要內容即為胸墻重建，一方面考慮到胸墻支撐、澆筑、止水設置較復雜；另一方面因地理位置特殊，無汛期導流措施，必須在一個非汛期內完成，工期較短，因此對胸墻重建工程采取現場預制、吊裝的方法進行施工。

寶應湖退水閘設計流量160m3/s，閘孔總凈寬40m，分5孔，每孔凈寬8.0m。5孔均設簡支梁板式胸墻，高度為4.9m，長度為8.38m，板厚度為0.45m。

三、胸墻預制

胸墻采用面板側向下的方式進行預制，為更好地控制門楣埋件的安裝進度，門楣部分在胸墻安裝完成后采用二期混凝土澆筑。

1.預制工藝流程

制作底模→鋼筋加工及安裝→架設側模→混凝土澆筑→拆除側模→試塊試壓→吊運準備。

2.底模制作

在原水閘護坦上澆筑10cm厚混凝土，表面壓實抹光。

3.鋼筋加工及安裝

按型號、規格進行復檢，合格后進行分類標識、堆放，鋼筋經切斷、彎曲成型后的半成品分類堆放。在底模上彈出鋼筋安裝位置控制線，安裝位置及尺寸偏差符合設計和規范要求。逐一檢查鋼筋連接或焊接接頭，確保鋼筋連接質量。

4.架設側模

模板均采用定型鋼模，強度、剛度滿足規范要求。對鋼筋、預埋件驗收合格后，涂刷脫模劑，安裝模板。與混凝土接觸的鋼模表面打磨除銹，達到視覺上無銹跡，分片組裝。

5.混凝土澆筑

混凝土采用拌合系統集中拌制，人工入倉，插入式振搗器振搗密實，澆筑完成收面后及時覆蓋，終凝后及時開始養護。

四、胸墻吊裝

1.胸墻吊裝安全復核

（1）起吊設備的選擇

根據施工預制構件預制現場情況，以距離安裝點最遠構件作為最不利狀況進行計算，采用跨外吊裝方式，現場確定起重機在上游護坦就位（高程為 3.50m），工作幅度為12m，胸墻底高程為7.00m，胸墻頂高程11.90m，經計算吊臂頂點須達到的高程為20.30m（鋼絲繩夾角 α=600），查《建筑施工手冊》及相關起重機起重特性數據，選用450t格魯夫GMK7450汽車起重機一臺，胸墻就位時，采用臂長L=〔122+（20.3-3.5-2.0）2〕1/2=19.05m，查詢樣本臂長取20.9m，作業半徑12m時，全配重、支腿全伸情況吊裝最大起重量可達到107t，而實際起吊重量 Q=kQ1+Q2=78.3+1.5=79.8t（Q1為構件的重量，胸墻自重為78.3t；Q2為索具構件加固等的重量約1.5t），滿足要求。

（2）吊裝用具的復核

選用φ52mm鋼絲繩15m共2根，折雙后用于槽鋼穿預制構件預留孔連接；吊索每邊吊索上的受力：s=Q/（4cosβ）=79.8/（4cos30°）=23.04t（β為吊索與垂直線之間的角度，Q為吊重）。

而鋼絲繩允許拉力：σg=（α×Fg）/K=（0.85×155.5）/5=26.44t（Fg為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和；α為換算系數，取α＝0.85；K為鋼絲繩的安全系數，機動起重設備K取5）。

鋼絲繩允許拉力大于鋼絲繩受力，選用吊具安全可靠。

2.吊裝工藝流程

安裝位置彈線、標記→主吊車進場→主吊車就位→吊車支車→工作半徑核實→吊車掛鉤→試吊→正式吊裝→翻身（起臺、扶直）→構件就位→臨時固定→拆除主鉤。

3.吊裝準備工作

（1）平整場地，保證場地堅實，道路暢通。

（2）檢查結構有無缺損、變形、裂紋等。檢查結構外形尺寸，預埋件位置是否符合圖紙要求。

（3）在閘墩上彈出截面軸線位置及安裝線，在胸墻兩端上也要彈出縱向吊裝基準線。

（4）混凝土強度必須達到設計強度，方可起運。

4.吊裝過程

（1）清掃定位線。

（2）掛鉤：四根吊索要等長。復核吊點是否對稱，在兩端設置溜繩控制胸墻起升時的擺動。

（3）試吊：緩慢吊至離地面0.5m時，暫停止起升，進行胸墻及起吊點的檢查，確認無誤后，繼續提升。

（4）起吊翻身：繼續提升，胸墻下口提升至剛好離地時，暫停止起升，進行構件及起吊點的檢查，確認無誤后，繼續緩慢提升，將胸墻慢慢扶正。再次對構件及起吊點進行檢查，確認無誤后，繼續提升。

（5）就位：繼續提升，胸墻提升高程7.5m處，垂直緩慢將胸墻落下，以便對線就位。就位時緩慢落鉤，盡量一次對好縱軸線，就位后的胸墻位置如仍與設計位置有較大的偏差，將胸墻再次吊起重新對線就位，不得在閘墩上拖拉胸墻，也不得使用撬杠沿縱向撬動胸墻。必須注意底部膨脹橡膠止水的安放位置準確。

（6）垂直度校正：胸墻的校正采用“邊吊邊校法”，在吊裝前，在閘墩上距胸墻下游側50cm處用木斗彈出一條垂直線，胸墻吊裝時一邊就位一邊用量水平距離的方法校正垂直度。

（7）最后固定：校正完畢后，及時將胸墻的預設定位鋼板與閘墩上的鋼筋焊接固定，并在兩側采用鋼管臨時頂撐的方式進行固定，尤其要重視胸墻重心偏向的一側。

（8）吊裝結束后，及時檢查、驗收構件的安裝位置、止水安裝是否符合設計和規范要求，外觀是否有碰損、掉角等情況。

五、施工控制要點

1.胸墻預制

（1）底模澆筑時要重點控制好表面平整度，使用磨光機等進行收光。

（2）側模安裝時應注意控制平面尺寸。為提高胸墻預制外觀質量，在側模與底座間加墊泡沫條防止漏漿。

（3）鋼筋的加工和安裝應符合《水工混凝土鋼筋施工規范》（DL/T5169-2002）及《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18-2012）的要求。

（4）應確保預埋件、預留孔洞的位置和尺寸符合設計和規范要求。

（5）澆筑時應注意梁等位置的混凝土振搗密實。

（6）預制完成后應及時進行外形尺寸、外觀質量等檢查驗收工作。

2.胸墻吊裝

（1）胸墻吊裝的方案應進行方案審查，重點做好安全復核、安全措施審查工作。

（2）胸墻吊裝過程前，應注意審查吊車、鋼絲繩等設備的檢驗證書，審查吊裝人員的資格證書。現場應完善組織體系，做到現場人員分工明確、責任到人。

（3）胸墻起吊前構件強度必須符合設計要求。

（4）吊裝過程中應注意嚴格按照經監理批準的施工方案進行施工。重點應注意吊車位置、吊具的安裝必須嚴格按照施工方案進行。

（5）就位時應重點控制好縱橫向位置、垂直度、頂面高程等指標。要對照的縱橫向位置，在閘墩上彈出控制輪廓線便于對照。

（6）就位后應及時檢查止水的安裝是否符合要求。

（7）吊裝完成后應及時進行固定工作。

六、結論

采用預制、吊裝的方法施工，有效縮短了關鍵線路中關鍵工作時間，經測算可節約工期約15天。在當下人員經費高昂的情況下，采用本文的施工方法節約了支撐系統搭設、高空模板安裝等成本。

本工程經2013年汛期考驗，經多次檢查無異常情況，質量較好，取得了較好的效果

江蘇省灌溉總渠管理處 223200 淮安市水利勘測設計研究院 223001）