旅游项目“上桥下闸”景观水利设施的施工

孙晓阳 朱建其 沈星存 房晓宇

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 201204

国家大力推动旅游业发展，一批特色小镇应运而生，其中围绕“水镇”为主题的景区也逐渐发展。水上旅游项目适合水深较深、水面开阔的区域，这就需要人为改造河道以达到发展水上旅游项目的要求。而气动盾闸作为水利部新技术推广坝型，在相关水工行业得到了有效推广应用。目前关于气动盾闸施工技术的研究大多基于单独坝体的形式，与桥梁相结合形式的相关研究极少[1-4]。本文以溧水无想国际创业小镇项目为背景，详细研究了“上桥下闸”形式气动盾闸的施工技术及重、难点。

1 工程概况

无想小镇项目以“水”为设计核心，围绕场地水系，打造自然与人工相结合的依水风貌景观。场内设计左、右2条河道，上下游高差近3 m，常水位仅0.8～1.2 m，同时为保证建筑亲水性及河道游船通行深度需求，且考虑景观效果，故于河道下游廊桥下设置气动盾闸来调整河道水位，达到水镇设计意图。本项目设计采用的为气动盾型闸门，闸门系统包含门体结构、埋件、气袋和气动系统等。门体作为挡水面，由1排强化钢板拼装而成，气袋支撑在钢板下面，通过控制气袋的充排气来控制门体，从而达到调节水位高度的目的。设备控制室内布置闸门气动系统中的一体机、储气罐、可编程逻辑控制器（PLC）控制箱、机械管路控制箱等。气动盾闸位于景观廊桥下部，共2跨，挡水高度4.5 m，设计溢流高度300 mm，每跨宽度为10 m。

2 工程的重、难点

1）气动盾闸坝管路复杂，预埋件精度控制难度大。在上部桥体施工过程中要采取有效的保护措施避免对气动盾闸预埋件产生影响，在桥体施工过程中加强监测频率，检测预埋件位置是否准确。

2）受上部混凝土板梁桥限制，气动盾闸吊装难度大。由于气动盾闸上部设计有2跨钢筋混凝土现浇板梁桥，后期安装气动盾闸时场地受限，气动盾闸的吊装难度较大，需要转换吊装，并且精度不易控制。

3 气动盾闸施工技术

3.1 气动盾闸安装流程

放线→埋件支撑安装→主锚栓底板、抑制带底板安装→主锚栓楔形埋件根部处理→模具安装→充气管路安装→抑制带锚栓安装→穿线管安装→混凝土浇筑→闸墩板安装→水位仪预留管路安装

3.2 施工工艺

3.2.1 吊点布置

单片闸墩板完成后质量约13.16 t，且气动盾闸上部廊桥设计有2跨钢筋混凝土现浇板梁桥，待上部桥体施工完毕后无法采用汽车吊等吊装机具直接吊装闸墩板，因此在上部板梁桥施工时，根据吊装需求，提前预埋吊点。相关参数提交设计验算通过，确定每跨板梁桥底面设置4个吊点（图1），预埋件采用HPB300的φ32 mm钢筋制作。

图1 吊点布置

3.2.2 放线

保证埋件位置以及混凝土结构尺寸准确是质量控制的前提。在混凝土垫层完成后，根据各配件、埋件尺寸放出定位线及控制线。测量完成后应注意对其加以保护，避免施工作业将墨线磨掉。

3.2.3 埋件支撑安装

埋件支撑主要是为了固定主锚栓底板及抑制带底板，支撑主锚栓、抑制带锚栓等上部结构的安装。安装方法及要求如下：

1）选用槽钢作为埋件支撑材料，支撑槽钢底部采用与地锚钢筋（φ16 mm）焊接固定，锚入垫层20 cm，外露15 cm，每根槽钢的两侧各布1根。

2）横梁在焊接前按照图纸计算具体位置，要求确保主锚栓顶部标高准确。

3.2.4 主锚栓底板及抑制带底板安装

主锚栓底板及抑制带底板是用于支撑上部锚栓及埋件的主要结构，也是埋件安装工作的开始。其安装方法及要求如下：

1）安装前，在支撑横梁上标注主锚栓中心线，并逐一画出底板的边缘位置，将底板放在横梁上进行位置调整。

2）两底板之间使用连接板连接，并将连接板上的主锚栓先拧上，以确定两板之间的准确位置。

3）位置调整完成并复核无误后，先将底板与支撑槽钢焊接固定，再在底板上部使用钢筋将其固定。

3.2.5 主锚栓安装

主锚栓是整个闸门的受力结构，是安装工作中的核心部分。其安装方法及要求如下：

1）将主锚栓安装至底板预留孔中，在底板上下各安装1个螺母，通过底部螺母对主锚栓的顶部高程进行逐一调整，使得主锚栓顶部与挂线位置齐平，误差不超过±3 mm。

2）确定标高后拧紧底部螺栓，待模具安装完成，再调整其垂直度及直线度。

3.2.6 楔形埋件及根部埋件安装

楔形埋件及根部埋件是埋件的重要组成部分，并且安装后不能存在较大缝隙，以避免造成漏水情况。安装时需保证埋件与主锚栓中心线的距离以及埋件水平面高程符合图纸要求。

1）确定主锚栓中心线，安装顺序需由闸门的一端至另一端逐一进行，不得跳跃安装。

2）确定第1块埋件的位置，保证其一端紧贴闸墩板的控制线，使用水准仪测量高程，水平尺保证其水平面水平，然后使用1根钢筋焊接在支撑槽钢上。

3）第2块埋件安装时，由闸墩板控制线位置拉尺，测量出第2块埋件的中心位置，按照相同步骤固定埋件两端及中间位置即可。

4）每一块埋件安装完成后均需要按照要求进行检验，且在混凝土浇筑之前再次复核。

3.2.7 模具安装

模具安装是对主锚栓、楔形埋件和根部埋件的校准及固定，且兼具有主锚栓定位板的作用。安装方法及要求如下：

1）先将定位环安装上，再安装模具，模具安装时应紧贴在一起逐个安装，并将连接螺栓拧紧。

2）微调完成后将中心环及主锚栓上部锚栓安装拧紧，底部螺母与螺栓、底板之间均采用两面点焊固定，螺母和螺栓焊缝不少于30%，螺母与底板焊缝保证3条边。

3.2.8 充气管路安装

充气管路是闸门动力系统的重要组成部分，如管路堵塞或漏气，将造成闸门出现不能正常起伏等严重后果。其安装方法及要求如下：

1）安装前按照施工图纸复核管路长度，并尽可能地在空地进行组装焊接，避免由于施工现场作业面狭小，影响焊接质量。

2）安装时保证管路沿垂直轴线方向有一定的倾斜度，且排水管位置位于整个管路的最低点，管路中段不能有起伏点。

3）施工缝处设置膨胀弯，且膨胀弯加工时不能存在压扁现象，膨胀弯在安装时应保证其水平，避免出现低点造成积水，安装后需使用厚度不低于20 mm的泡沫材料包裹。

4）确定管路气密性是否符合要求：进行充水打压试验，打压至1.6 MPa，并保压24 h，判断管路是否渗漏。

5）管道内部保证洁净，如有污染等，应使用干燥的压缩空气吹扫。

6）检验合格并吹扫完成后的预埋管路须采取保护措施，将管路口进行封堵，避免杂物及施工污水进入管路。

3.2.9 抑制带锚栓安装

抑制带锚栓是后期闸门安装时，抑制带的固定位置，为抑制带提供拉力，保证闸门的安全使用。其安装要求如下：

1）将抑制带锚栓放置好后，通过底板上下螺母调节锚栓高程。

2）抑制带槽由专业木工使用模板按照图纸大小现场制作，安装前在其底部按照抑制带锚栓的位置打孔。

3）抑制带槽放置前，先在其下部安装1个螺母及定位板，然后将抑制带槽放置在定位板上，槽底紧贴定位板，在槽底上部再安装1个螺母固定，即每根锚栓上安装4个螺母。

4）槽体安装完成后，安装抑制带锚栓，安装过程中保证螺栓竖直。通过对抑制带槽下螺母的调节，保证锚栓外露长度与图纸相符。安装完成后对锚栓的前后位置及高程进行复测。

3.2.10 穿线管安装

闸门安装时，每扇闸门均要安装1个角度仪，并将其数据线接入控制室内的控制柜，因此需预留穿线管。线管安装步骤如下：

1）穿线管材使用PP-R材质管路或镀锌钢管，直径根据所需穿线的根数确定。

2）根据现场的实际情况，选定穿线管位置。管路连接采用专用管件，接口使用密封胶粘接牢固。

3.2.11 混凝土浇筑

埋件即模板按图纸安装完成并经监理验收合格后，进行混凝土浇筑。混凝土浇筑应注意以下事项：

1）浇筑前注意成品保护，将主锚栓及抑制带锚栓外露部分用胶带或其他材料包裹保护。

2）检查各埋件是否按图施工，是否焊接固定，除充气管路外，其余埋件均可安装一仓浇筑一仓。充气管路需全部安装完成且气密性良好，才可浇筑混凝土。

3）闸墩板固定用槽钢提前预埋至底板中，便于后期固定闸墩板。

3.2.12 水位仪预留管路安装

1）管路材料采用镀锌钢管，在空场地提前组装完成，横管与竖管密封焊接，竖管底部焊接1块钢板密封。

2）水位仪预留管路按照图纸确定其上下游的位置，然后使用吊车吊装放入边墙模板内部并固定。

3）浇筑完成后，在每个横管外露出口处均安装1个小型水箅子，防止杂物进入管路。

3.2.13 闸墩板安装

闸墩板是与闸门侧止封配合使用进行挡水的主要结构，其安装精度要求非常高，否则容易造成侧止封漏水的情况。把吊钩挂于场内已焊接好的临时吊点处，并且在闸门两端拴系牵引绳，绳子长度30 m，两侧分别安排4人稳定牵引绳。将闸门缓慢竖立后起吊，在闸门脱离地面后，依靠牵引力保持闸门的平稳性。在闸门升起至一定高度后，起重工指挥吊车进行旋转，直至达到气动盾闸基础处，闸门缓慢下落，下落过程同样要依靠牵引绳保持闸门的平衡，同时利用前期桥下预留吊点，使用起重葫芦调整闸门板位置，一端落至门叶底节与蘑菇头吻合处，另一端落在已调整好高度的液压千斤顶上，且使液压千斤顶侧略高于另一侧3～5 mm。

底节就位后，对底节门叶进行定位，定位主要控制水平、纵横位置及垂直度，在水平、纵横、垂直度均调整完成后，将闸门固定稳。上节吊装方式与底节类似，吊装就位后的尺寸调整方式也与底节基本相同，需要注意是，在第2节闸门尺寸调整完成后，要与底节闸门进行部分焊接。

4 施工质量注意事项

1）埋件的布局形式和尺寸、埋件位置和所用材料的品种、规格、性能指标应适合计划要求和有关尺度。

2）埋件不宜露天贮存，以防晒、防潮，严禁接触油污和润滑剂。各种观测仪器由专人管理并检测合格。

3）施工前应做好埋件及混凝土施工计划，由专人看护并提出相应的成品保护措施，避免埋件受损、移位、变形或堵塞。

4）基础结构模板拆除后，应立即组织专业工程师对埋件定位进行复核，保证位置正确。

5）管线切割符合规范设计要求，保证管线无损、耐压及气密性符合要求等。

6）气囊要保证完整，不漏气，堆放、运输、吊装及安装过程中注意对其进行保护，防止挤压损坏。

7）吊装保证安全措施，符合安全规范要求。

5 结语

气动盾闸作为一种造价相对较低、安装速度快的水位控制设备，可根据现场地形多元化设置，安装方便，维保成本低。通过气动盾闸在溧水无想国际创业小镇项目的成功实施，实现了“无想水镇”的设计效果。本文对气动盾闸安装相关施工流程进行了总结，以期为类似项目提供参考。