翻板闸门水闸闸墙水磨石贴面安装技术应用

杨齐家，裴志超，高文佳

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 工程概况

富春江东洲北支河道位于富阳主城区下游3.0 km，全长12.5 km，一般江面宽150.0～300.0 m。

北支江上游水闸船闸工程位于北支江上游，原上堵坝下游约50.0 m 位置。水闸工程横跨北支江主河道，水闸工程主体采用平底开敞式结构，主要由3 部分组成，分别为闸底板、闸墩和工作闸门。水闸总体宽度225.0 m，由3 孔组成，单孔净宽60.0 m，水闸底板顺水流方向长30.0 m（见图1）。

图1 闸墩结构剖面图（1:100） 单位：cm

上游船闸工程为一线单级通航建筑物，布置在右岸与水闸相连。船闸主要建筑物包括上下游闸首、闸室、上下游引航道5 部分，总体长度346.0 m。

本工程闸门采用底轴驱动式翻板闸门，水闸闸门尺寸为60.0 m×4.9 m（宽×垂直高），船闸闸门尺寸为16.0 m×4.9 m（宽×垂直高），底轴最大外形尺寸（含拐臂）直径2.0 m，最大挡水高程6.0 m。水闸各闸孔两侧及船闸上下闸首启闭机室外侧墙立面均采用水磨石贴面，水闸水磨石贴面尺寸8.7 m×7.4 m，船闸水磨石贴面尺寸9.9 m×9.8 m，水磨石贴面厚度10 cm，水磨石规格为800×800×30 mm（见图2）。水磨石贴面由工作面和非工作面组成，工作面在闸门竖立状态下与闸门水封紧密贴合，从而保持上下游水位差。非工作面闸门水封与水磨石墙面留有一定的间隙，主要用于闸门启闭过程中可顺畅完成起落。工作面与非工作面间采用1:5坡度平顺过渡(见图3)。

图2 船闸水磨石贴面图 单位：cm

图3 贴面过渡详图（1:1）

1.1 工艺原理

通过型钢短槽式石材干挂结构系统[1]，配合灌浆使水磨石贴面砖形成有机统一整体。其原理是通过预先在闸墩主体结构内埋设预埋件，将承载水磨石块的竖向钢龙骨架焊接于预埋件上，横向龙骨于竖向龙骨相连接，形成钢构骨架网。水磨石任一对立侧面开槽后，通过金属蝴蝶扣挂件将水磨石块托挂于龙骨架固定，以形成饰面幕墙，然后采用高强无收缩灌浆材料将饰面幕墙与闸墙间空隙全面封填并振捣密实，以形成完整统一的整体。

1.2 技术特点

1）采用“优势互补”理念，根据水闸闸门工作区特点，充分发挥干挂不易脱落、镶贴不易破碎的优势，有效提高水闸闸墙水磨石贴面的安全性和耐久性。

2）水磨石干挂后全面灌浆，密实填充水磨石幕墙与闸墙间空隙，可使水磨石板与闸墙形成有机整体，有效提高水磨石板抗挤压、抗冲击能力和耐久性，可使外露面形成统一的色调避免由于局部泛白变色的弊端，从而保持石材外立面整洁统一。

3）采用水磨石干挂施工较传统湿贴施工，不仅可降低施工过程中板块脱落的安全风险和返工频次，而且可减少浆体养护等强所耗费的时间，能够保持连续集中作业，施工效率可有效提高。同时，安装过程中受施工人员技术水平高低、基础面的凹凸不平以及外界环境的影响较小，可有效保障铅垂度、平整度、公差等安装精度，提高水磨石幕墙的整体外观质量。

2 主要施工工艺

为避免底轴驱动闸门吊装过程中碰撞水磨石板面而造成破损，闸门整体结构吊装焊接验收完成后，两侧水封装置抽取后存放以预留水磨石安装空间，安装过程由下向上，由上游向下游平顺进行安装，水磨石安装完成后安装两侧水封再次进行检查、调试运行。

为使钢龙骨安装牢固稳定，安装过程中根据水磨石板块的实际尺寸确定锚固件间距，水平锚固件安装间距不宜大于1.2 m，竖向锚固件安装间距宜为0.8 m。锚固板采用 200 mm×150 mm×8 mm 钢板与闸墩主体结构钢筋牢固焊接在一起，并预埋在闸墩混凝土内，竖向龙骨采用10 #热镀锌槽钢，水平龙骨采用∠50 mm×50 mm×5 mm 热镀锌角钢，水平龙骨按石材实际规格大小分格牢固焊接于主龙骨，所有焊缝均做防腐处理。

2.1 锚固件安装

为确保埋件的安装精度，其轴线位置的控制至关重要，单孔2 闸墩主体结构钢筋安装完成后，清理底部缝面杂物并冲洗晾干使基础面洁净干燥无尘。单孔2 个闸墩同时放样，在模板上定位闸墩中轴线，并与已浇筑完成部位的轴线进行复核。然后在模板顶部和底部相对应位置分别定位2 个点，并做好标记，再以模板上的闸墩中轴线控制埋件预埋平面位置，待各埋件位置调整完成后，与闸墩主体结构钢筋网片焊接牢固。闸墩及启闭机室混凝土浇筑完成拆模后，再次整体复核并在混凝土上标记中轴线，采用墨线弹出每条龙骨中轴线。

2.2 水磨石贴面基础凿毛

为保证灌填高强无收缩灌浆材料与混凝土面牢固粘贴，并满足止水要求，需对将水磨石贴面部位闸墩混凝土表面进行全面凿毛处理，凿毛深度5～10 mm，凿除表面浮浆并微露粗骨料，清除碎屑，并用高压水冲洗干净。同时洒水使混凝土面保持潮湿状态直至灌填高强无收缩灌浆材料。

2.3 钢构龙骨架安装

闸墩混凝土面凿毛完成后，根据墨线弹出的龙骨中轴线，将竖向龙骨与同轴线所有预埋件牢固焊接在一起。为使龙骨整体处于同一立面，在贴面上下游两端及中间部位各安装一道主龙骨，然后根据水磨石板块规格，在石板立面顶部同一高程面拉线做为外立面控制线。主龙骨安装采用水平尺配合激光水平仪控制立面垂直度，调整完成符合要求后，再与锚固件焊接。

水平龙骨安装前，根据水磨石板块规格进行水平方向分布，并根据水磨石侧面开槽部位，在距水平龙骨端部5 cm 处的水平面打设10 mm 的圆孔，用以便于蝴蝶扣挂件安装。水平龙骨分布于主龙骨两侧，并与主龙骨满焊连接在一起。为使水磨石水面外露部分整体美观，根据水磨石贴面整体高度，结合水磨石板块大小，由上向下排版，确定第一层水磨石板块所在高程，并在其顶部焊接固定首层水平龙骨，然后根据标准块大小依次焊接固定剩余部分水平龙骨直至闸墩顶部。

热镀锌钢龙骨按设计及规范要求安装完成后，焊缝处补刷防锈漆2 道和银粉漆1 道。

2.4 水磨石块安装

各闸墩水磨石块安装前，应进行预拼装、编号，并对底部、边角等特殊部位量测尺寸，统计数量，根据所得尺寸切割准备相应规格数量的石板。水磨石块板准备完成后，在石板任一对立面相对应位置各开设2 个宽为6～7 mm，深度30 mm，长度50 mm 的凹槽，并清理干净内部石粉及其他杂质。板材开槽后不得有缺楞掉角、裂隙、崩裂等损坏现象。

水磨石块安装由下向上进行，首层石板安装前，采用水准仪、水泥砂浆对闸墩与底板交界面进行找平处理至首层石板预定安装高程，并对底部封闭处理，以防后期灌浆过程中漏浆。

龙骨安装完成验收合格后，按照预拼排版图，水平向按照既定高程拉通线以控制各层各块安装水平度，立面垂直度则以水平尺配合激光水平仪加以控制。水磨石块通过金属蝴蝶扣挂件插入侧面凹槽内，注入干挂专用粘结胶，凝固后检查稳定情况，符合要求后，采用螺栓临时固定于龙骨架上，在通过金属扣件微调至符合水平垂直度要求后，拧紧螺栓固定。水磨石幕墙各层安装过程中，均需即时进行层间垂直度检测，允许偏差不大于2 mm，如发现偏差过大则及时进行调整。

2.5 灌浆嵌缝

水磨石干挂施工完成后，检测整体墙面的平整度、垂直度和稳固性，符合要求后进行下一道工序施工。由于在闸门运行过程中闸门与水磨石幕墙墙面紧密贴合，而水磨石幕墙与闸墩立面间存有一定的间隙，受到外力挤压极易造成墙面石材板块破损而影响闸门正常运行。

为避免闸门运行故障，水磨石幕墙与闸墩间空隙采用高强无收缩灌浆材料封填密实，灌浆材料采用细石混凝土，随拌随用，材料粒径不大于20 mm。封填灌浆与水磨石板安装交叉进行，逐层安装逐层灌浆封填。为避免水磨石板后产生空腔，使后期运行过程中发生破裂现象，封填灌浆需严格按照要求振捣密实，从而使幕墙墙面形成有机统一的整体。

2.6 平整度检测处理

水磨石贴面安装灌浆封填完成后，对整体表面平整度进行初步检测，局部不符合要求部位作出标记，并标明处理范围和厚度，待封填灌浆强度达到设计要求后，采用角磨机打磨处理。水磨石墙面整体处理完成后，安装闸门水封，缓慢进行闸门启闭试运行，以观察墙面板状态，复测墙面平整度及垂直度直，对不符合要求部位作出标记和处理厚度，至闸门运行状态正常。

2.7 成品保护

水闸闸墩、船闸上下闸首启闭机室外立面石材施工完成验收后，对贴面石材进行清理，并做好成品保护。

3 关键技术

3.1 锚固件安装

锚固件安装位置的准确和质量将直接影响钢构骨架的稳定，从而影响水磨石幕墙整体结构的受力，因此，锚固件安装过程中，应当及时量测复核其位置的准确，符合要求后，与闸墩主体结构钢筋焊接牢固，以防混凝土浇筑过程中碰撞移动或滑落。混凝土浇筑完成后，竖向龙骨安装前，再次检查并复核锚固件安装质量，发现偏差及时补救。

3.2 水平龙骨安装

水平龙骨作为支撑水磨石板块的直接部件，而且直接影响着水磨石板块整体立面的垂直度和平整度，进而间接影响闸门启闭是否顺畅。水平龙骨安装前，根据排版图将各层各道安装位置在竖向龙骨上做好明显标记；安装工程中，按照排版预定位置和长度与竖向龙骨满焊牢固，必要时，采用膨胀螺栓加以锚固；安装完成后，采用全站仪配合水平尺和水平激光仪复核水平龙骨水平和竖向位置，允许偏差应控制在 2 mm 以内，如偏差过大及时矫正。

4 质量控制要点

4.1 质量控制标准

1）水磨石石材表面质量需满足表1 的质量要求。

表1 水磨石石材表面质量表

2）龙骨焊接工程质量验收标准见表2。

表2 龙骨焊接工程质量验收标准表

3）水磨石贴面止水工作面技术要求见表3。

表3 水磨石贴面止水工作面技术要求表

4.2 质量控制措施

1）安装基准控制。为调整土建施工误差，同时减少水磨石板块切割工序，石材干挂施工前，须先整体量测主体结构轮廓及尺寸，并根据水磨石板块大小确定放线基准线，以其为基准逐层确定各个分格线立面位置，石材平面与主体间距，以保证石材干挂完成面的垂直度。

2）龙骨安装质量控制。为避免由于龙骨安装错误或者误差，而影响整体外立面石材干挂安装质量，分别采用激光铅垂仪和水平仪对每根竖向和横向主龙骨安装进行符合检查，安装过程中由专职的质检员进行抽检，以保证龙骨安装的质量。

3）连接件安装质量控制。连接件在整体结构中数量多、配件多，连接件的安装质量的好坏对外立面石材干挂的稳定至关重要，为避免连接件漏加固多采用工序班组交叉检查，即由下一道工序施工班组人员检查上一道工序班组施工质量状况，以使各部位连接件安装加固至最佳状态，从而保证工程的施工质量及安全。

4）板材制作安装质量控制。板材制作安装前，复核龙骨和连接件位置，并按照顺序做好编号和标记。将加工的石材面板与安装部位对应编号，检查板体尺寸是否准确和有无破损、缺楞、掉角，按施工要求分层次将石材板摆放可靠，摆放时下垫木方。

金属挂件紧托上批饰面板，并在石材面板的切槽口内注入石材胶，以保证饰面板与挂件的可靠连接。安装时，宜先完成洞口四周的石材板镶边，以免安装发生困难。每安装一层检查调整垂直误差，以免误差积累。

5 结 语

钢短槽式石材干挂系统配合全面灌浆施工，不仅避免了由于干挂施工所预留的空隙，在受到外力作用的情况下而使得水磨石贴面发生破碎，同时避免了由于镶贴施工长期外露，而造成水磨石贴面的脱落，而且避免了水磨石脱落带来的安全隐患，有效保障了水磨石安装精度、平整度、完整性和整体性，提高了工程施工安全和质量，值得类似水磨石贴面工程施工参考借鉴。