生態氣盾壩安裝工程施工技術分析

葛 波

（安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233000）

本施工方法是在咸陽湖南槽水面景觀工程項目氣盾壩安裝工程施工的基礎上，通過多次實踐總結而成。氣盾壩相比橡膠壩具有氣囊小，充排氣快，能夠實現快速塌壩，同時減少泥沙淤積。

1 壩體設計要求

1.1 壩體結構

咸陽湖南槽壩底高程按照壩址處河床平均高程控制，項目地處渭河中下游段，主汛期在7-10 月份，常年多泥沙，壩址平均年輸沙量約12.48 萬噸。本工程壩長254m，壩高4m，共3 跨，壩段中間設置中墩，自左岸向右岸依次為1#～3#壩段，每段壩段均為84 米，中墩寬度為1 米。

1.2 氣囊及盾板設計

由于每段壩長均為84 米，盾板寬度為6 米，擋水高度為4 米，壩板弧線長度為4.6 米，一個壩段設置14 塊盾板和氣囊。每個壩段內，盾板與盾板之間采用橡膠止水帶進行止水，用螺栓把止水帶固定在盾板兩側。

2 工藝原理

1） 氣盾壩控制是利用空氣壓縮的原理，通過充排氣管道對氣囊進行充氣或排氣，達到升起或倒伏盾板，實現保持特定的水位高度，可調節設計水位內任意的水位高度。

圖1 氣盾壩結構示意圖

2） 通過螺栓加固均勻排布安裝壓力氣囊，使用羅茨風機和螺桿式空壓機快速提高充氣壓力，以達到控制盾板升降高度和速度，通過排空閥快速將氣囊內的壓縮空氣排出，盾板現場拼裝后通過預埋螺栓加固均勻安裝，保證盾板安裝直線偏差。

3） 空壓機對充排氣管道充氣，達到氣囊充氣將盾板支撐，調整限位皮帶使得盾板在一個水平面，過程中對氣囊氣密性。

3 氣盾壩安裝施工方案的具體應用及操作要點

操作要點，1） 施工準備、測量放線，現場三通一平完成后，準備做好材料與機械設備。熟悉圖紙，在現場控制坐標的引測，確定施工工藝流程。

圖2 氣盾壩工作示意圖

2） 基礎施工，①壩底板的墊層分為排水褥墊層、級配碎石墊層、混凝土墊層；②壩基布置分管井，分管井結構為鋼筋混凝土結構，井壁安裝止水套管，井體澆筑抗凍抗滲混凝土。充排氣及電氣管道套管預先埋設在碎石墊層和混凝土墊層之間。

3） 鋼筋、預埋件施工，混凝土墊層施工完成并驗收通過，根據設計要求進行鋼筋制作、綁扎鋼筋，同時加固焊接鋼筋支架，加固完成后，利用全站儀、水準儀分別定位螺栓的位置和水平高程，利用鋼絲進行螺栓預埋安裝的控制，保證螺栓安裝的直線偏差在5mm 之內。安裝完螺栓、壓板，再進行面層鋼筋施工。

4） 充排氣、電氣管道預埋，①在渭河左岸堤防外側設置控制房，對氣囊進行充排氣控制。安裝充排氣、電氣管路，采用DN50PPR 充排氣管，用熱熔器連接，接好后的熱熔接頭內徑不得少于80%的原管內徑。在安裝過程要確保管道內整潔、干凈、無雜物，暫時不能密封的端頭，用膠帶包裹密封，防止進入雜物；②要按照圖紙要求排布入口處的總管路，并且每隔2～3 米左右設置固定點，同時做好每條管路上的標記；③安裝完管路以后要進行充氣吹掃管道內的雜物，保證管路通暢。

5） 模板安裝，模板為整體大模，支撐采用支撐板或鋼管兩種形式，模板固定采用對拉螺桿固定。

6） 混凝土澆筑，閘底板采用C25 鋼筋混凝土結構，混凝土澆筑應由低向高水平分層鋪料，每層厚度在50cm 以內，振搗上層混凝土時伸入下層混凝土5cm 左右，第一層混凝土振搗時，振搗棒距老混凝土層5cm。澆筑和振搗時應注意避開套管，防止損傷套管內的充排氣管道或電氣管道。

7） 氣囊安裝，①本工程采用的氣囊規格為：5750mm×4700mm×50mm，氣囊的拉伸強度≥10Mpa，撕裂強度≥20KN/m。氣囊進場后，進行完整性檢測，然后確認氣囊擺放位置，無誤后標出螺栓孔位置，依次對氣囊打孔；②打完孔以后，氣囊就位前，連接充排氣高壓軟管與氣囊氣嘴，并對準螺栓就位，要用橡膠帶墊平氣囊與邊墻之間、氣囊與氣囊之間的空隙，如有微小空隙可用玻璃膠填滿，防止漏水；③氣囊壓板安裝，待氣囊調平后，要按照先中間后兩側的順序安裝氣囊壓板，用氣動扳手先將每個螺母旋緊一遍，再用套筒扳手依次旋緊每個螺母。所有螺母旋緊一遍放置12 小時后，再次旋緊，重復動作3～4 遍以后，便完成對螺母的旋緊。

8） 盾板安裝，根據設計要求，盾板采用 5950mm×5480mm×24mm 規格，材質為Q345B 低碳合金鋼。盾板進場后，首先對盾板進行現場組裝，再進行整體安裝。①先確定盾板與邊墻之間的距離，再從盾板向外側量出比盾板與邊墻距離長3mm 的長度，裁斷基礎軟連接，安裝后要使基礎軟連接能夠與邊墻緊密的貼合在一起；②基礎軟連接，先將靠近盾板連接、邊墻止水帶處的小壓板、基礎錨固壓板拆下，再將盾板軟連接、邊墻止水帶的連接膠片安裝在基礎軟連接下面，將其壓緊，所有的縫隙用玻璃膠填充；③盾板壓板安裝，同樣按照先中間后兩側方式安裝，用氣動扳手先將每個螺母旋緊一遍，再用套筒扳手依次旋緊每個螺母。所有螺母旋緊一遍放置12 小時后，再次旋緊，重復動作3～4 遍以后，便完成對螺母的旋緊。

9） 限位皮帶安裝，調節支撐壩壩高，使得升起高度能夠順利安裝限位帶，在限位帶按照設計長度從中心向兩邊量出同等長度，做好標記，然后把止脫管放置在標記處，將限位帶沿至脫管繞過，把兩層限位帶放在兩支限位螺栓中，利用限位帶上的壓板壓住，止脫管要與限位帶上壓板靠緊。

10） 分段壩高調試，將氣囊充氣至60KPa 左右壓力，再用水準儀測量每塊盾板上正對限位帶位置的壩高，不符合設計要求的壩高要做好標記，測量一遍后，同感排氣將壩體塌落到一定高度，再通過調整限位帶的固定位置來調整壩高。當調整一遍后，再重新充氣升壩，再次用水準儀測量壩高，對不符合設計要求的，調整限位帶。如此反復，直到所有盾板的壩高滿足設計要求為止。

11） 整體調試驗收，分段壩高調試完成后，通過充排氣管道將整個壩體升至壩高高度，在壩體均勻升起，壓力值穩定的情況下，排氣將壩完全塌壩，保證壩體均勻塌落無異常。

圖3 安裝完成實際效果圖

4 質量控制

1） 氣盾壩施工應選擇專業勞務施工隊伍，施工隊人員的技術要到位；2） 嚴格執行技術交底制度，交底完后被交底人簽字，并嚴格按照技術交底內容及施工方案進行施工；3） 建立技術復核制度，為避免發生差錯，在開工前或分項工程施工前對施工項目進行復核。

5 安全措施

1） 機械設備應設專人定期進行檢查并做好檢查、維保記錄；2） 設專人對吊裝進行全面監控，吊車旋轉范圍內嚴禁人員進入；3） 六級及以上大風時，要禁止吊裝作業；4）現場臨時用電要有持證專業電工管理，不得私拉亂接，電線布設要符合規范要求，各種用電設備必須符合“一機一閘一漏一箱”，所有電箱箱門要上鎖，并設置防雨措施和張貼安全標志。

6 結語

氣盾壩作為一種新型的擋水建筑物，有諸多優點，在渭河治理中得到了大量的應用。該施工方法以咸陽湖南槽水面景觀現場氣盾壩安裝實踐為例，通過詳細描述氣盾壩安裝過程的施工工藝及操作要點。