红花二线船闸浮式系船柱预埋件一期安装技术

◎ 陈超 中交四航局第三工程有限公司

1.工程概况

现如今，清洁能源的使用范围越来越广。随着水利水电工程项目建设速度不断加快，船闸建设项目数量也持续增加。通常情况下，船闸主要以设置浮式系船柱结构为主，浮式系船柱的主要由纵向滚轮、横向滚轮、系船架、护角以及导轨共同构成浮式系船柱[1]。

该工程项目的建设内容为二线船闸土建Ⅲ标施工建设项目，闸室到下闸首是主要的施工内容。闸室全长270m。其中下闸首长65m，其中闸室墙共32块，每块闸室墙中间设置一座浮式系船柱。浮式系船柱预埋件出厂每6m一单元节，每单元节约重8t。

在传统的船闸工程浮式系船柱导槽预埋件安装施工时，需要做好以下几个方面的工作：首先将一期结构预留槽安装就位；其次，进行浮式系船柱导槽预埋件安装并及时校正；最后进行混凝土浇筑施工。但是由于该施工技术的一期拉杆和预留槽插筋比较多，易于出现蜂窝麻面。二期结构作用空间不够宽敞，以高空作业为主，安全风险系数比较大。加之，船闸工程浮式系船柱导槽预埋件二期施工项目建设施工时，施工工期比较长，成本投入比较高，施工效率也会比较差。为解决上述难题，需要通过变更设计方案，取消二期混凝土浇筑，采用预埋件一期安装技术，在闸墙模板安装前进行系船柱导槽埋件安装，最后完成整体的浇筑混凝土。

2.安装浮式系船柱预埋件

施工工艺流程：测量放线→起重设备就位→预埋件吊装→测量复核→预埋件加固→完成安装。

2.1 预埋件组装

在已经硬化的场地根据浮式系船柱预埋件设计尺寸，利用槽钢和工字钢制作内撑辅助拼装平台，拼装平台应小于设计尺寸，在拼装平台上固定调节螺栓调整预埋件尺寸，使用钢管、槽钢等钢材对调整好的预埋件进行加固成一个整体。由于单节浮式系船柱导槽预埋件由对称的两叶预埋件组成，每叶预埋件由一片导轨和一片护角组成，所以平台由两部分组成，一部分为两个单叶拼装平台，另一部分为一个整体拼装平台。

将对称的两片导轨和两片护角分别在两个单叶拼装平台就位，使用固定在拼装平台的调节螺栓对预埋件进行尺寸微调，调整尺寸，焊接护角和导轨。

两叶预埋件拼装好完毕后吊至整体拼装平台，使用固定在平台上的调节螺栓和手拉葫芦调节整体尺寸，最后使用钢管、槽钢等钢材将两叶预埋件采用内撑法连接成一个整体。

2.2 预埋件测量控制

1）将测量控制点设置预埋件底部混凝土面上，确保预埋件安装精度，为后续的检查调整提供便利。

2）使用十字线法进行测量控制工作，不仅能够保证测量施工精准度，还能够及时地开展复核操作。

3）以测量控制点为基础，将预埋件底部托架设置在混凝土上，预埋件的固定点和支撑由托架来承担，托架的主要材质为I12工字钢，托架标高要保持在51m左右。

2.3 预埋件底层单元节（首装节）安装

1）安装预埋件底层时，要对高程、垂直度和中心位置进行合理化的管控。

2）底部托架高程已经过水平校核，预埋件安装时标高不会出现较大的偏差。

3）预埋件运至现场后由75t履带吊进行安装，吊装提升过程中15m周边严禁人员进入。

4）在安装施工时，将4台10t螺旋千斤顶设置在托架的4个角点位置处。

5）将预埋件吊运到托架中心位置以后，使用工具对其进行仔细检查，一旦出现偏差，要及时进行调整工作，确保控制点与中心线对齐。测量底部中心与预埋件下部中心完全吻合以后，使用吊线锤对其垂直度进行再次的检查。

6）刚性整体组装时，应在制造厂内完成施工建设任务。

7）在上、下游侧面和背水面施工时，需要在预埋钢筋上使用12#槽钢来对预埋件进行斜拉固定，将千斤顶撤掉后，对中心位置进行再次的检查，确保没有任何问题以后，方可将吊绳撤掉[2]。

8）在加固焊接施工的过程中，受焊接收缩的影响，预埋件会有位移的情况发生，所以在型钢加固施工时，一端要使用搭接焊接的方式处理，最后才能焊接施工。

吊装钢丝绳选用计算：采用φ28mm、公称强度1850MPa的6×37股钢丝绳，最小破断力为544.5kN。其计算公式如下：

P=Q/ncosα

公式中：每根钢丝绳所受的拉力设置为P，单位为kN；起重设备的重力设置为Q，单位为kN；使用钢丝绳的根数设置为n，单位为根；钢丝绳与铅垂线的夹角设置为α，单位为度（°）。

即：P=80/（2×0.53）=75.47kN

544.5/75.47=7.21＞6，则保险系数为7.21＞6，满足规范要求。

2.4 中间单元节安装

安装中间单元时，要对其垂直度和平面位置进行合理化的控制，下段单元节预埋件已经完全固定好，经过复测已经满足施工建设的相关要求，在对接上段和下段时，需要与下段的单元预埋件保持对齐的状态，确保垂直度满足设计的要求，使用双面满焊的方式处理连接位置处。

2.5 单元节内支撑拆除

混凝土满足设计的标准后，方可拆除内部支撑。在拆除施工时，施工顺序为自上而下，在拆除施工的过程中，对焊点进行打磨，使其保持光滑的状态，打磨施工结束以后，及时开展防腐处理工作。

2.6 预埋件焊接要求

1）对接焊缝。使用对接焊的方式处理预埋件，将坡口在预埋件上预留好，使用二氧化碳气体来完成保护焊施工。以施工图纸为依据，使用三类焊缝的方式处理预埋件。焊缝外形要确保饱满、均匀，不得出现气孔、咬边的情况发生[3]。

2）验收标准。如表1所示。

表1 预埋件焊接验收标准

3）检测标准。以《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》(NB/T 35045-2014)的相关规范为依托来开展新相关的检测工作。

2.7 预埋件防腐要求

1）在金属结构喷锌施工以前，需要将其表面的锈迹处理干净，除锈等级要保持在Sa2.5等级以上。

2）喷锌施工结束以后，应及时开展涂料封闭处理施工任务，使用两道环氧富锌底漆来当做封闭材料，厚度要保持在0.04mm以上。预埋件防腐涂料厚度要求如表2所示。

表2 预埋件防腐涂料厚度要求

3）本预埋件出厂时已统一进行防腐，现场防腐主要是焊接部位。防腐材料由预埋件制作厂家统一提供或采购相同材料。

4）在具体的施工过程中，以厂家的防腐施工技术要求为依据，涂层要确保喷涂的均匀，不能有漏喷的情况出现，确保其施工质量与设计的要求完全一致。

5）采用涂层厚度测量仪进行厚度检测，每个预埋件检测不少于10个点，合格率≥85%。

2.8 安装质量控制

红花二线船闸浮式系船柱预埋件一期安装质量控制需要从以下三个方面展开：

1）安全方面：随着仓位的不断升高会逐渐形成安装和土建相互交叉作业、高空作业等情况，时间紧、任务重、工期短，需要做好安全方面的工作。

2）进度方面：由于船闸浮式系船柱预埋件制造的缺陷，将其暂定为不可预见的因素，这一因素的出现将会对预埋件的安装质量带来直接影响，增加安装难度，使安装工作不具备连续性。

3）质量方面：船闸浮式系船柱预埋件安装的主要目的是保证浮筒能够在导轨内升降自如，避免出现卡堵的情况。

2.9 维护与保养

要想消除船舶安全过闸中的危害，其中也包括由于浮柱卡柱对船舶安全构成的威胁，只有保证了浮柱良好的工作状态，才能够保证过闸的安全。因此，对于浮柱卡柱的问题可采取如下应对措施：

1）滚轮上时间浸泡在水中发生锈蚀。解决办法：定期检查并按时涂抹油脂、避免碰撞，一旦发现故障应当立即进行排除和修复。

2）槽钢轨道发生锈蚀或者有异物卡入其中，原因为涂层的保养时间间隔太长，水上漂浮物较多。解决办法；定期对轨道进行除锈和涂刷防锈漆，静止在闸室内抛弃杂物，一旦发现槽内有悬浮物质应当立即清除。

3.预埋件验收标准

以施工技术规范为依据，对于浮式系船柱预埋件来说，验收工作中，要对导轨槽进行仔细的核验，具体检验的内容详见表3 ，浮式系船柱垂直度检测项目的具体内容详见表4。

表3 导轨槽检验

表4 系船柱垂直度检测

4.技术特点及经济、社会效益

相对于传统的浮式系船柱导槽二期安装技术，一期安装技术具有以下特点：

（1）与传统的浮式系船柱预埋件施工项目比较，二期安装施工技术与一期安装施工技术比较接近，操作性较强，施工技术更先进。浮式系船柱预埋件一期安装技术在原传统的二期安装浇筑的工艺基础上取消了二期结构，减少了一期预留槽模板安装、一期预留插筋安装、二期模板安装、二期结构混凝土浇筑等工序，提高了施工效率。同时，二期安装技术还减少了这些工序施工过程中的人工费、吊机台班费、泵车台班费、其他机具使用费、材料费等方面的各项费用，节约了成本。

（2）采用浮式系船柱预埋件一期安装技术，作业人员直接在整体结构仓面进行预埋件安装，作业空间大，且可以利用边墙模板平台作为操作平台，避免了二期安装狭小空间的高空作业，降低了安全风险。同时，该技术不需改变原结构分层高度，不增加因此而产生的风险。

（3）采用浮式系船柱预埋件一期安装技术，取消了一期结构预留槽，降低了出现蜂窝麻面等质量通病，有效避免了一期与二期结构之间的错台问题。

5.结语

在广西柳江红花水利枢纽二线船闸土建Ⅲ标工程项目建设施工时，浮式系船柱预埋件的长度＞1000m，安装施工精度与设计的要求完全一致，合格率也比较高。该技术自应用以来，未出现安全、质量事故，缩短了二期结构施工工期约4个月。

对于船闸浮式系船柱预埋件一期工程项目来说，其安装技术具有较强的可操作性，施工工艺先进。该技术的应用，可提高船闸整体施工质量，降低安全风险，节约施工成本，提高施工效率，有利于缩短闸首施工工期和项目整体完工时间，对船闸主体结构施工进度和节点按时履约提供了有力保证。

船闸浮式系船柱预埋件一期安装技术的应用，克服了传统二期安装的缺点，实现了经济、高效、安全的目标。