水闸胸墙预制、吊装施工工艺探讨

蒋金城 陈言兵

水闸胸墙预制、吊装施工工艺探讨

蒋金城 陈言兵

一、引言

胸墙是位于闸孔上部、闸室胸位的挡水墙，当水闸设计挡水位高于泄流控制水位且差值较大时，为减小闸门高度，可设置胸墙。胸墙与闸墩间有固支与简支二类连接形式。在水闸施工中，受限于胸墙重量和吊装条件限制，一般采取原位立模现浇，但此种施工方法中对浇筑的支撑结构、浇筑质量、止水设置等要求较高，施工工艺也较为复杂。本文以宝应湖退水闸施工为例，就胸墙施工现场预制、吊装施工进行一些探讨。

二、工程概况

宝应湖退水闸位于大汕子隔堤，处于宝应县和金湖县交界处，上游宝应湖，下游入江水道，主要功能为汛前预排宝应湖涝水，汛期挡住入江水道洪水，汛后排除宝应湖涝水。经多年运行，存在不同程度的病害，经安全鉴定为三类闸，被列入了淮河入江水道整治工程的加固项目。本次加固中一个重要内容即为胸墙重建，一方面考虑到胸墙支撑、浇筑、止水设置较复杂；另一方面因地理位置特殊，无汛期导流措施，必须在一个非汛期内完成，工期较短，因此对胸墙重建工程采取现场预制、吊装的方法进行施工。

宝应湖退水闸设计流量160m3/s，闸孔总净宽40m，分5孔，每孔净宽8.0m。5孔均设简支梁板式胸墙，高度为4.9m，长度为8.38m，板厚度为0.45m。

三、胸墙预制

胸墙采用面板侧向下的方式进行预制，为更好地控制门楣埋件的安装进度，门楣部分在胸墙安装完成后采用二期混凝土浇筑。

1.预制工艺流程

制作底模→钢筋加工及安装→架设侧模→混凝土浇筑→拆除侧模→试块试压→吊运准备。

2.底模制作

在原水闸护坦上浇筑10cm厚混凝土，表面压实抹光。

3.钢筋加工及安装

按型号、规格进行复检，合格后进行分类标识、堆放，钢筋经切断、弯曲成型后的半成品分类堆放。在底模上弹出钢筋安装位置控制线，安装位置及尺寸偏差符合设计和规范要求。逐一检查钢筋连接或焊接接头，确保钢筋连接质量。

4.架设侧模

模板均采用定型钢模，强度、刚度满足规范要求。对钢筋、预埋件验收合格后，涂刷脱模剂，安装模板。与混凝土接触的钢模表面打磨除锈，达到视觉上无锈迹，分片组装。

5.混凝土浇筑

混凝土采用拌合系统集中拌制，人工入仓，插入式振捣器振捣密实，浇筑完成收面后及时覆盖，终凝后及时开始养护。

四、胸墙吊装

1.胸墙吊装安全复核

（1）起吊设备的选择

根据施工预制构件预制现场情况，以距离安装点最远构件作为最不利状况进行计算，采用跨外吊装方式，现场确定起重机在上游护坦就位（高程为 3.50m），工作幅度为12m，胸墙底高程为7.00m，胸墙顶高程11.90m，经计算吊臂顶点须达到的高程为20.30m（钢丝绳夹角 α=600），查《建筑施工手册》及相关起重机起重特性数据，选用450t格鲁夫GMK7450汽车起重机一台，胸墙就位时，采用臂长L=〔122+（20.3-3.5-2.0）2〕1/2=19.05m，查询样本臂长取20.9m，作业半径12m时，全配重、支腿全伸情况吊装最大起重量可达到107t，而实际起吊重量 Q=kQ1+Q2=78.3+1.5=79.8t（Q1为构件的重量，胸墙自重为78.3t；Q2为索具构件加固等的重量约1.5t），满足要求。

（2）吊装用具的复核

选用φ52mm钢丝绳15m共2根，折双后用于槽钢穿预制构件预留孔连接；吊索每边吊索上的受力：s=Q/（4cosβ）=79.8/（4cos30°）=23.04t（β为吊索与垂直线之间的角度，Q为吊重）。

而钢丝绳允许拉力：σg=（α×Fg）/K=（0.85×155.5）/5=26.44t（Fg为钢丝绳的钢丝破断拉力总和；α为换算系数，取α＝0.85；K为钢丝绳的安全系数，机动起重设备K取5）。

钢丝绳允许拉力大于钢丝绳受力，选用吊具安全可靠。

2.吊装工艺流程

安装位置弹线、标记→主吊车进场→主吊车就位→吊车支车→工作半径核实→吊车挂钩→试吊→正式吊装→翻身（起台、扶直）→构件就位→临时固定→拆除主钩。

3.吊装准备工作

（1）平整场地，保证场地坚实，道路畅通。

（2）检查结构有无缺损、变形、裂纹等。检查结构外形尺寸，预埋件位置是否符合图纸要求。

（3）在闸墩上弹出截面轴线位置及安装线，在胸墙两端上也要弹出纵向吊装基准线。

（4）混凝土强度必须达到设计强度，方可起运。

4.吊装过程

（1）清扫定位线。

（2）挂钩：四根吊索要等长。复核吊点是否对称，在两端设置溜绳控制胸墙起升时的摆动。

（3）试吊：缓慢吊至离地面0.5m时，暂停止起升，进行胸墙及起吊点的检查，确认无误后，继续提升。

（4）起吊翻身：继续提升，胸墙下口提升至刚好离地时，暂停止起升，进行构件及起吊点的检查，确认无误后，继续缓慢提升，将胸墙慢慢扶正。再次对构件及起吊点进行检查，确认无误后，继续提升。

（5）就位：继续提升，胸墙提升高程7.5m处，垂直缓慢将胸墙落下，以便对线就位。就位时缓慢落钩，尽量一次对好纵轴线，就位后的胸墙位置如仍与设计位置有较大的偏差，将胸墙再次吊起重新对线就位，不得在闸墩上拖拉胸墙，也不得使用撬杠沿纵向撬动胸墙。必须注意底部膨胀橡胶止水的安放位置准确。

（6）垂直度校正：胸墙的校正采用“边吊边校法”，在吊装前，在闸墩上距胸墙下游侧50cm处用木斗弹出一条垂直线，胸墙吊装时一边就位一边用量水平距离的方法校正垂直度。

（7）最后固定：校正完毕后，及时将胸墙的预设定位钢板与闸墩上的钢筋焊接固定，并在两侧采用钢管临时顶撑的方式进行固定，尤其要重视胸墙重心偏向的一侧。

（8）吊装结束后，及时检查、验收构件的安装位置、止水安装是否符合设计和规范要求，外观是否有碰损、掉角等情况。

五、施工控制要点

1.胸墙预制

（1）底模浇筑时要重点控制好表面平整度，使用磨光机等进行收光。

（2）侧模安装时应注意控制平面尺寸。为提高胸墙预制外观质量，在侧模与底座间加垫泡沫条防止漏浆。

（3）钢筋的加工和安装应符合《水工混凝土钢筋施工规范》（DL/T5169-2002）及《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）的要求。

（4）应确保预埋件、预留孔洞的位置和尺寸符合设计和规范要求。

（5）浇筑时应注意梁等位置的混凝土振捣密实。

（6）预制完成后应及时进行外形尺寸、外观质量等检查验收工作。

2.胸墙吊装

（1）胸墙吊装的方案应进行方案审查，重点做好安全复核、安全措施审查工作。

（2）胸墙吊装过程前，应注意审查吊车、钢丝绳等设备的检验证书，审查吊装人员的资格证书。现场应完善组织体系，做到现场人员分工明确、责任到人。

（3）胸墙起吊前构件强度必须符合设计要求。

（4）吊装过程中应注意严格按照经监理批准的施工方案进行施工。重点应注意吊车位置、吊具的安装必须严格按照施工方案进行。

（5）就位时应重点控制好纵横向位置、垂直度、顶面高程等指标。要对照的纵横向位置，在闸墩上弹出控制轮廓线便于对照。

（6）就位后应及时检查止水的安装是否符合要求。

（7）吊装完成后应及时进行固定工作。

六、结论

采用预制、吊装的方法施工，有效缩短了关键线路中关键工作时间，经测算可节约工期约15天。在当下人员经费高昂的情况下，采用本文的施工方法节约了支撑系统搭设、高空模板安装等成本。

本工程经2013年汛期考验，经多次检查无异常情况，质量较好，取得了较好的效果

江苏省灌溉总渠管理处 223200 淮安市水利勘测设计研究院 223001）