氣盾壩安裝施工方法在靈寶市弘農(nóng)澗河河道治理工程中的應(yīng)用

(河南省水利第二工程局，河南 鄭州 450016)

1 工程概況

靈寶市弘農(nóng)澗河城區(qū)至函谷關(guān)段河道治理工程。主要由攔河氣盾壩和控制室段組成。氣盾壩壩高5m，壩長94m，壩頂高程355.00m。壩底板頂面高程為350.00m，墩頂高程355.50m。攔河氣盾壩段順?biāo)鞣较蜷L為14.50m，垂直水流方向長為94m，其中兩邊墩厚各2m，過水壩段凈寬度90m，共布置氣盾壩12扇，每扇7.5m寬，壩底板厚度為3m，齒墻深度1.5m。壩底板每7.5m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)設(shè)橡膠止水帶和低發(fā)閉孔聚乙烯板，分縫與每扇壩段一致。壩體斷面見圖1。

圖1 氣盾壩壩體斷面

氣盾壩工程主要施工項(xiàng)目有閘室段、壩前鋪蓋工程、陡坡段、消力池段、海漫段、上游擋墻、下游擋墻、主槽護(hù)砌工程(部分損壞修復(fù))、庫區(qū)防滲等。

2 氣盾壩技術(shù)指標(biāo)

該氣盾壩工程決定系統(tǒng)運(yùn)行能力和使用壽命的核心部件為氣囊(共24個)，其材質(zhì)為EPDM橡膠NN66的骨架材料。主要結(jié)構(gòu)件為擋水盾板，材質(zhì)為不銹鋼、碳鋼(表面聚脲或熱浸鋅)，盾板呈弧形，擋水側(cè)焊接加強(qiáng)筋。氣盾壩控制系統(tǒng)由含風(fēng)機(jī)、儲氣罐、控制閥門、空干機(jī)等構(gòu)成，通過可編程邏輯控制器處理液位傳感器信號自動補(bǔ)償方式進(jìn)行工作。

3 氣盾壩安裝流程

氣盾壩工程安裝，主要包括鋼板、螺栓、氣盾壩氣囊、盾板、控制系統(tǒng)安裝等。采購的設(shè)備全部由已確定的氣盾壩壩袋生產(chǎn)廠家提供，且配件和資料一應(yīng)俱全。所有設(shè)備的供貨均進(jìn)行質(zhì)量評定并有自檢試驗(yàn)記錄，質(zhì)量評定報告結(jié)果均符合相應(yīng)國家及部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

氣盾壩安裝須按制造廠家提供的圖紙和技術(shù)說明書要求，并在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行。安裝好的氣盾壩，其機(jī)械和電氣設(shè)備等的各項(xiàng)性能應(yīng)符合施工圖紙及制造廠技術(shù)說明書的要求。

具體施工工藝流程如圖2所示。

圖2 氣盾壩安裝施工工藝流程

4 氣盾壩安裝施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 基礎(chǔ)清理

4.1.1 主要工作

將壩面所有堆放的物資和雜物清除干凈，氣囊塌落地段表面要求平整光滑，將螺栓螺紋上附著混凝土用鋼刷清理干凈。

4.1.2 錨固螺栓下壓板表面處理

先將下壓板上附著的混凝土鑿掉，再用磨光機(jī)清掃。施工中注意對壓板及螺栓螺牙的保護(hù)。

4.1.3 伸縮縫處理

先將伸縮縫內(nèi)雜物清除并磨平，后灌入熱瀝青，要求接縫處平整光滑。

4.1.4 邊墻環(huán)氧樹脂處理工藝

邊墻打磨平整后，涂刷環(huán)氧樹脂。

4.2 充排氣管路安裝

4.2.1 主要工作

按照設(shè)計(jì)要求，安裝PPR(無規(guī)共聚聚丙烯)充排氣管路，操作要快速、仔細(xì)。

4.2.2 施工方法

由專業(yè)管路安裝工嚴(yán)格按管路安裝規(guī)程操作和圖紙要求安裝充排氣管路，用熱熔器連接PPR管路。

管路布置時，從壩最遠(yuǎn)端到最近端(以離控制房近的為近端，離控制房遠(yuǎn)的為遠(yuǎn)端)，管路要有一定傾斜度，遠(yuǎn)端高程高于近端高程。

布置完畢要將管路固定在基礎(chǔ)的鋼筋上或者單獨(dú)用短鋼筋固定好，每2～3m要有固定點(diǎn)，以保證管路的傾斜度和牢固度。

在總管路入口處，要按照圖紙要求排布，并在每條管上做好標(biāo)記，按1、2、3、4……n號分別標(biāo)記好，以便于與控制房的管路對接。圖紙要求是上下多層排布的，要按照要求，分好上下層，每個氣囊的連接管路做好標(biāo)記，以便于與控制房的管路對接。

基礎(chǔ)底板內(nèi)的管路與控制房的管路對接時，要按照氣囊順序連接，不能隨意更改。

安裝完成后對管路進(jìn)行充氣吹掃，保證管路暢通無阻。

安裝高壓軟管，要保證連接處密封性能好。

對管路進(jìn)行充氣試壓、保壓(壓力達(dá)到0.3～0.4MPa，保壓時間24h，降壓不超過0.005MPa)。

4.3 氣囊、盾板放樣

4.3.1 主要工作

按設(shè)計(jì)要求，用墨線精確畫出每一組氣囊和盾板的塌壩線及兩側(cè)邊線位置。

4.3.2 施工方法

按設(shè)計(jì)要求，測量出氣囊、盾板的塌壩線。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趬蔚装迳袭嫵龈鱾€氣囊兩側(cè)的邊線，并在壩底板上畫出氣囊擺放區(qū)域的垂直平分線。用墨線精確標(biāo)出每一組氣囊和盾板的塌壩線及兩邊線位置。

4.4 氣囊進(jìn)場吊卸就位

4.4.1 主要工作

在壩床上下游選擇合適位置停放吊車，由吊車將氣囊逐一吊至壩床上，并鋪設(shè)在各組氣囊初始位置內(nèi)。

4.4.2 準(zhǔn)備工作

道路車輛準(zhǔn)備：25t吊車一臺，道路修至壩床上下游全斷面。

整個過程由吊裝隊(duì)隊(duì)長負(fù)責(zé)指揮。

4.4.3 施工方法

吊裝施工，利用吊車將氣囊吊下，人機(jī)配合使氣囊鋪設(shè)在已畫出的氣囊擺放線內(nèi)。

精確就位，利用手拉葫蘆、吊車等，輔以人工反復(fù)調(diào)整將氣囊下游與塌壩線及區(qū)域邊線精確重合，中心線與每組氣囊區(qū)域中心線重合，確認(rèn)每個氣囊、盾板的擺放位置嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行。

4.4.4 注意事項(xiàng)

注意安全，機(jī)吊速度一定要緩慢，以利于觀察和及時調(diào)整。委派專人負(fù)責(zé)吊具的拆卸，規(guī)范操作。

4.5 氣囊打孔就位

4.5.1 主要工作

由技術(shù)員指導(dǎo)標(biāo)出螺栓孔位置，用機(jī)鉆鉆孔。該工序在精確畫出定位線并通過檢查校核后，按從一邊向另一邊的順序?qū)饽掖蚩祝蚩孜恢靡_對準(zhǔn)預(yù)埋螺栓。

4.5.2 施工方法

確認(rèn)氣囊擺放位置無誤后，在技術(shù)員指導(dǎo)下標(biāo)出螺栓孔位置。打孔前要核實(shí)技術(shù)員劃下的螺栓孔標(biāo)記無誤后依次對氣囊打孔。打孔順序?yàn)閺囊贿呄蛄硪贿呿樞蜻M(jìn)行。打孔完成后，再將氣囊就位前，將氣嘴與充排氣高壓軟管連接，然后將氣囊對準(zhǔn)螺栓就位。

4.5.3 注意事項(xiàng)

打孔前技術(shù)員要做好技術(shù)交底工作，加強(qiáng)監(jiān)督；所有需開孔的部位都要在技術(shù)員監(jiān)督下進(jìn)行。打孔期間操作人員必須嚴(yán)格依照技術(shù)員交底打孔。氣嘴與充排氣高壓軟管連接處，要連接緊密，不漏氣。要求能精確地套入螺栓。另外，因打孔的工作量較大，故需要多臺飛機(jī)鉆同時作業(yè)。

4.6 盾板進(jìn)場打孔就位

與氣囊進(jìn)場主要工作、準(zhǔn)備工作、施工方法、注意事項(xiàng)相同。

4.7 基礎(chǔ)上壓板錨固安裝

4.7.1 主要工作

在完成盾板進(jìn)場打孔就位并通過驗(yàn)收后，可進(jìn)行上壓板的錨固安裝。

4.7.2 施工方法

上壓板安裝順序：先中間后兩側(cè)；且必須加裝墊片、螺母。

用風(fēng)炮逐一將螺母先旋緊一遍，然后用套筒扳手依次對每個螺母進(jìn)行旋緊。

所有螺母在旋緊一遍后停放12h，再旋緊一遍。

如此重復(fù)3～4遍后，完成對螺母的旋緊，后接受質(zhì)檢部門的抽樣檢查。

4.7.3 注意事項(xiàng)

在安裝中如有個別部位的上壓板不能放入，可用氣割進(jìn)行修改，修改后的壓板與兩側(cè)的壓板縫隙緊密。因工作量大，故需多個套筒扳手同時操作以滿足進(jìn)度要求。施工中如有螺栓斷裂可采用焊接補(bǔ)好，破損的墊圈或螺母應(yīng)及時更換。

套筒扳手需加長手柄，以利4～6人同時操作；螺母旋緊力必須嚴(yán)格控制；緊固完畢需對螺栓進(jìn)行防腐和保護(hù)處理：包括在螺栓外涂抹黃油，用螺帽將外露的螺栓套好，保護(hù)外露螺牙。

4.8 盾板軟連接、邊墻止水帶的安裝

4.8.1 主要工作

由技術(shù)員指導(dǎo)安裝盾板軟連接、邊墻止水帶，該工序重點(diǎn)是兩種橡膠密封件與基礎(chǔ)軟連接的結(jié)合，要求結(jié)合嚴(yán)密，不漏水。

4.8.2 施工方法

該工序需要先將基礎(chǔ)軟連接靠近盾板軟連接、邊墻止水帶處的小壓板、基礎(chǔ)壓板拆下，將盾板軟連接、邊墻止水帶的連接膠片安裝在基礎(chǔ)軟連接下。相鄰的兩塊基礎(chǔ)軟連接結(jié)合處用一層高強(qiáng)薄膠帶包起來，所有的縫隙用玻璃膠填充。

4.9 限位帶安裝

4.9.1 主要工作

在完成盾板安裝并通過驗(yàn)收后，可進(jìn)行限位帶的安裝。

4.9.2 施工方法

將支撐壩充氣升壩，升起高度以能順利安裝限位帶為準(zhǔn)。首先按照設(shè)計(jì)長度在限位帶從中心向兩邊量出同等長度，做好標(biāo)記，然后按照標(biāo)記逐一安裝。

4.9.3 注意事項(xiàng)

注意限位帶壓板的安裝方向，限位帶壓板是寬邊靠近限位帶，限位帶是在壓板的靠近氣囊一邊。

4.10 調(diào)試壩高

4.10.1 主要工作

用水準(zhǔn)儀測量壩高，參照設(shè)計(jì)要求，通過調(diào)整限位帶的固定位置，來調(diào)整壩高直到符合要求。

4.10.2 施工方法

將壩充氣至80kPa壓力，用水準(zhǔn)儀測量每塊盾板上正對限位帶位置的壩高，對不符合設(shè)計(jì)要求的壩高，做好標(biāo)記。測量一遍后，排氣將壩塌落到一定高度，然后調(diào)整限位帶的固定位置，來調(diào)整壩高。調(diào)整一遍后，重新充氣升壩，用水準(zhǔn)儀測量壩高，對不符合設(shè)計(jì)要求的，調(diào)整限位帶。如此反復(fù)，直至每塊盾板的壩高都達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。

5 對氣囊、盾板及附件的保護(hù)

自氣囊、盾板進(jìn)場至安裝完畢都要有專人負(fù)責(zé)管理和保護(hù)工作，嚴(yán)禁穿帶釘鞋踩踏。安裝期間將有大批螺栓和壓板進(jìn)場，需要做好保管工作，嚴(yán)防丟失。

密切注意水文氣象預(yù)報，及時掌握水情、汛情，適時采取相應(yīng)措施保護(hù)氣囊、盾。

6 結(jié) 語

氣盾壩作為一種新型的壩型，具有很多特點(diǎn)，其安裝簡單，維修方便；充排時間短，一般在20～30分鐘內(nèi)可完成充壩或降壩；人造景觀，生態(tài)環(huán)保；抗震能力強(qiáng)，對基礎(chǔ)的適應(yīng)性高；防洪度汛能力突出，運(yùn)行安全可靠；具有更強(qiáng)的清污、排淤能力；河寬不限，高效泄水；平順?biāo)鳒p少沖刷；能大幅度降低工程項(xiàng)目造價。

綜上所述，氣盾壩可彌補(bǔ)傳統(tǒng)壩型的缺點(diǎn)，是對河道治理及生態(tài)水系工程建設(shè)技術(shù)的較大變革，可在相關(guān)工程建設(shè)中推廣應(yīng)用。