浅析水下封堵施工技术在大坝修复加高溢流表孔中的应用

张圣酿

（中国水利水电第十六工程局有限公司，福建 福州 350003）

1 工程案例介绍

某大坝修复加高工程重点要加高闸墩和堰面，考虑到工程本身施工有很大的难度，因而在修复加高过程中更要做好施工质量的控制工作。结合施工现场的情况来看，为了营造良好的混凝土浇筑环境，需要在正式修复加高闸墩和堰面前先做好溢流表孔的封堵工作。基于这一考虑，为了更好地方便加高时可以高效完成堵水作业，本项目在桥墩建设初期便已经预先设置了封堵门槽。工程初期的封堵门槽高度可以达到125～160m，加高闸门后需要提升至170m。在确定水下封堵方案时，由当地知名的设计单位和测量单位联合进行了分析研究，最后认为当封堵高程在125～160m的门槽是创造良好混凝土浇筑环境的必然要求。由此认为，在大坝修复加高工程施工时，需要重点做好水下溢流表孔的封堵工作。

2 不同水下封堵施工技术在大坝修复加高溢流表孔中的应用优势

就目前大坝修复加高溢流表孔封堵施工常用的技术来说，最常用且可以取得良好效果的技术主要有三种，即水下空腔混凝土叠梁法、闸门下闸封堵法、浮式封堵门分封堵法，但三种方式在实用性和适用性上均有很大的差异，实际应用时需要结合具体情况来合理选择。

（1）闸门下闸封堵法：闸门下闸封堵法最常用的技术形式是下闸封堵，门槽内需要预先设置好底坎埋件及闸门轨道。长期的实践应用发现，这种方式可以巧妙地将导轨、治水埋件、底坎等构件联系起来，可以实现很好的防水效果。对于本项目来说，虽然在施工的初期阶段已经设置好了封堵门槽，但是没有将导轨埋件按照要求安放在无底坎、悬空的封堵门槽内。结合本项目的特点，尤其是考虑到库水位与闸门加高之间的关系，只能选择在高度大于145m的位置处设置导轨，无法设置在130～145m的位置。因此，经过分析论证可以得出，常规性的闸门下闸封堵法是无法有效封堵溢流表孔的，需要对技术作进一步的改造。

（2）浮式封堵门分封堵法：就浮式封堵门分封堵法来说，其在大坝修复加高工程中应用时，需要充分满足一点条件，即确保可以与新浇筑的混凝土紧密结合。为实现这一目标，在施工时务必确保孔上表面的尺寸形状较为规则，以此来满足止水的要求。对于本项目来说，其溢流表孔有着较为复杂的特征，本身施工过程中便会存在一定的难度，且闸门上端的结构形式无法很好地使用浮式封堵门分封堵法。还有更重要的一点，在溢流表孔修复加高施工的高峰时段，考虑到本项目需要封堵的溢流表孔共有10个，若是均采用浮式封堵门分封堵法来完成，则会增大整个工程的成本，整体造价较高。由此认为，本项目不能使用浮式封堵门分封堵法来开展溢流表孔的封堵施工。

（3）水下空腔混凝土叠梁法：对于水下空腔混凝土叠梁法来说，其优势集中体现在两点。一是叠梁挡水墙在水下混凝土浇筑后的拆除作业存在较大的困难，因而尽量要减少拆除工序，而本项目具有一次性不需要拆除的特点，这让水下空腔混凝土叠梁法的适用性更强。二是可以选用混凝土来开展溢流表孔的封堵工作，因而整体的投入资金较少。结合本项目的特点来看，考虑到设计加高为12m，多数的流表控的过流能力不受到影响，因而不需要拆除。具体应用水下空腔混凝土叠梁法来开展施工作业时，施工人员需要先将空腔混凝土叠梁安装就位，而后在空腔内利用导管将砼填充至闸门与叠梁、空腔之间的孔隙，通过这样的操作可以形成一道有良好堵水功能的挡水墙。

结合本项目施工特点，对三种水下封堵施工技术开展了分析论述，最后认为本项目可以使用的溢流表孔封堵技术有两种，即水下空腔混凝土叠梁法、闸门下闸封堵法。对闸门下闸封堵法进行了基本性的改造，最终决定采用钢叠梁闸门下闸方法。在施工时，先安装一次性的空腔混凝土叠梁，位置控制在混凝土加高浇筑的130～145m，并使用水下混凝土来浇筑，浇筑至叠梁的空腔内，以此实现封堵止水的目的。需要特别注意的一点是，加高混凝土浇筑范围务必大于130～145m，以此确保溢流堰面过流能力不会受到挡水墙的影响。

3 封堵施工技术在大坝修复加高溢流表孔中的应用要点

3.1 安装闸门导轨

考虑到本项目在施工初期没有在门槽内布置钢架构导轨，所以要想确保水下空腔混凝土叠梁法与钢叠梁闸门下闸方法可以发挥出最佳的优势，必须在下闸范围内设置闸门导轨。在轨道安装时，可以通过植筋锚固的方式来完成，并且要处理好埋件与新浇筑混凝土之间的孔隙，为此本项目使用了有很强黏性的胶结材料。

3.2 水下混凝土表面的清洗

本项目的运行时间较长，导致大坝桥墩的表面存在较多的杂质和水生生物，为了营造良好的施工环境，确保水下浇筑混凝土可以与坝体混凝土有效地结合。施工人员需要在施工初期便对水下混凝土表面进行全面性的清洗，尤其是要将坝体表面所附着的杂物全面清理干净，待清理干净后再确定表孔封堵施工的具体流程。

3.3 水下混凝土的浇筑

在叠梁安装工作完成后，为确保叠梁两端的止浆钢模板可以与得门槽两侧闸墩混凝土表面紧密地结合起来，潜水员需要在施工完成后完成检查工作，确保紧密结合的牢固性。为了避免水下混凝土浇筑过程中发生跑浆的问题，潜水员需要封堵处理好缝隙较大的区域。如图1，潜水员正在开展水下检查工作。

图1 潜水员正在开展水下检查工作

3.4 新增钢叠梁闸门底坎

增设底坎的目的在于充分确保橡胶水封可以发挥应有的止水效果。本项目结合施工特点采用了大角钢制作闸门底坎埋件，闸门底坎与混凝土叠梁之间的安装空隙严格控制在10cm。另外，要特别注意的是，在安装底坎时，要将时间控制在最后一片叠梁下水前。对于已经安装完毕的混凝土叠梁来说，潜水员需要按照设计要求精准调节底坎埋件的调平、固定，并使用新型聚合物树脂混凝土填充孔隙。新型混凝土浇筑底坎埋件一段时间后，便可以将就位叠梁装置，将钢叠梁闸门安装在溢流表孔内。目前所使用的新型混凝土可以在水中快速地固化，应用优势十分的显著。如表1，新型混凝土材料的物理性质。

表1 新型混凝土材料的物理性质

4 结语

水下封堵施工技术是大坝修复加高工程溢流表孔封堵中常用的技术，优势在于可以构建一种完整的止水结构，实现良好的止水效果。本项目通过联合应用水下空腔混凝土叠梁法与钢叠梁闸门下闸方法，取得了很好的溢流表孔封堵施工效果，完成了预期的施工目标。考虑到水下封堵施工技术应用时极易受到多种因素的影响，施工质量控制会有一定的难度，因而今后要进一步加大对水下封堵施工技术的研究力度。