李明金

(開封第一黃河河務(wù)局， 河南 開封 475000)

引黃閘除險(xiǎn)加固施工技術(shù)研究

李明金

(開封第一黃河河務(wù)局， 河南 開封 475000)

隨著人類文明社會(huì)的發(fā)展及自然因素的影響，水資源開發(fā)利用成為了當(dāng)今時(shí)期重要課題，加大水利工程建設(shè)是保障人類生存的重要手段，因此水利工程建設(shè)與管理也越來越受到人們的重視。引黃閘具有引水、泄洪等功能。引黃閘除險(xiǎn)加固施工過程中的技術(shù)研究，不但能確保建筑工程質(zhì)量、縮短工程建設(shè)周期，還能大幅度降低施工成本。

引黃閘； 新材料； 新技術(shù)； 施工技術(shù)研究

1 引黃閘除險(xiǎn)加固的重要作用

引黃閘是沿黃地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城市居民生活、生態(tài)用水等引水建筑物，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著分泄洪水的作用；由于橫穿黃河大堤，建筑物級(jí)別為Ⅰ級(jí)水工建筑物，被專家稱為是黃河堤防工程的“明患”。引黃閘經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行，出現(xiàn)了閘門止水老化脫落、閘室淤積嚴(yán)重、不均勻沉降、基礎(chǔ)滲水、建筑物裂縫、啟閉設(shè)備故障等問題。這些問題輕則減弱引水能力，重則危機(jī)堤防安全。

2 引黃閘除險(xiǎn)加固施工技術(shù)研究

引黃閘除險(xiǎn)加固工程施工過程中，會(huì)受河勢(shì)、地質(zhì)、天氣、城市及農(nóng)業(yè)用水需求、工期等因素的影響。因此，應(yīng)針對(duì)不利因素進(jìn)行認(rèn)真研究，充分利用新材料，研究新技術(shù)、新方法，加快工程建設(shè)，確保工程質(zhì)量。

2.1 圍堰施工進(jìn)占新材料技術(shù)研究

圍堰是指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時(shí)性圍護(hù)建筑物。其作用是防止水和土進(jìn)入建筑物的修建位置，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑建筑物(見圖1)。

圖1 引黃閘上游圍堰施工布置

2.1.1 新材料選擇

噸包在市場(chǎng)上稱為鈦白粉專用集裝袋，是一種柔性運(yùn)輸包裝容器，具有綠色環(huán)保、耐磨、抗沖、抗氧化、抗吸濕性、抗裂化的特性。噸包容積可根據(jù)使用的范圍進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，便于運(yùn)輸、搬運(yùn)、裝卸，生產(chǎn)加工快，操作簡便。

依據(jù)上述噸包的特點(diǎn)，根據(jù)施工圍堰機(jī)械、施工現(xiàn)場(chǎng)等具體情況，經(jīng)過認(rèn)真研究，通過細(xì)致計(jì)算，引黃閘圍堰使用噸包代替土工包。設(shè)計(jì)噸包尺寸：1.2m ×1.2m×1m，噸包理論容積：1.44m3，單包土料重量：2.7×1.44×0.85=3.3t。

2.1.2 噸袋進(jìn)占施工方案技術(shù)研究

a.機(jī)械選擇。為了加快圍堰施工進(jìn)度，通過優(yōu)化方案，充分利用機(jī)械，提高生產(chǎn)效率，加快圍堰施工進(jìn)度。確定機(jī)械的型號(hào)及使用數(shù)量，圍堰進(jìn)占施工需要挖掘機(jī)3臺(tái)、裝載機(jī)2臺(tái)、自卸汽車5臺(tái)。

b.噸包進(jìn)占施工工序。備料→挖掘機(jī)裝包→儲(chǔ)備→裝載機(jī)吊運(yùn)→機(jī)械拋投進(jìn)占。

c.集料、裝包、儲(chǔ)備。集料：利用機(jī)械外運(yùn)土方至土料集料區(qū)，備用。裝包：人工配合挖掘機(jī)裝噸包，根據(jù)噸包的體積設(shè)計(jì)制作裝料架，人工將噸包套在架上。挖掘機(jī)挖取土方，進(jìn)行裝料。待料裝滿后，人工用備好的尼龍繩進(jìn)行封口。儲(chǔ)備：噸包裝好后，由裝載機(jī)運(yùn)到儲(chǔ)備區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)備待用。要求碼放整齊，吊帶在外，便于運(yùn)輸。

d.進(jìn)占施工。先確定進(jìn)占位置，由專門的施工人員負(fù)責(zé)裝載機(jī)運(yùn)輸、堆放，挖掘機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拋投施工。

2.1.3 噸袋與土工包各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比

a.圍堰斷面對(duì)比。

圍堰斷面對(duì)比見圖2。

圖2 圍堰斷面對(duì)比

從上游圍堰斷面圖可以看出：使用噸包要比使用土工包進(jìn)占節(jié)約近1/3的材料。

b.機(jī)械設(shè)備使用對(duì)比。

機(jī)械設(shè)備使用對(duì)比見表1。

表1 機(jī)械設(shè)備使用對(duì)比

c.堰施工進(jìn)度對(duì)比。

堰施工進(jìn)度對(duì)比見表2。

表2 堰施工進(jìn)度對(duì)比

2.1.4 技術(shù)研究效果

引黃閘上游圍堰施工，通過噸袋新材料的使用有效克服了土工包進(jìn)占的弊端。節(jié)約了圍堰施工材料，縮短了圍堰施工工期，降低了圍堰施工成本，確保了工程施工期安全。

2.2 引黃閘圍堰滲水技術(shù)研究

2.2.1 引黃閘圍堰底部結(jié)構(gòu)

大多引黃閘上游段底部均因受防洪工程影響，底部結(jié)構(gòu)為拋石結(jié)構(gòu)，為強(qiáng)透水結(jié)構(gòu)。上游圍堰修成后施工區(qū)內(nèi)常常出現(xiàn)滲水嚴(yán)重，導(dǎo)致后續(xù)工程無法開展。

2.2.2 二次圍堰技術(shù)方案研究

認(rèn)真分析滲水的主要原因，通過多方案比對(duì)。參照黃河防汛搶險(xiǎn)“滲水”險(xiǎn)情的搶護(hù)方法，修建“養(yǎng)水盆”截?cái)酀B流通道。在上游圍堰內(nèi)修建一道臨時(shí)圍堰，徹底截?cái)酀B流確保工程施工正常進(jìn)行。

2.2.3 二次圍堰施工技術(shù)研究

選址：為了不影響后續(xù)工程施工，第二圍堰位置修建在上游鋪蓋以外2m處。

結(jié)構(gòu)：土料填筑、頂寬2m、臨背河坡1∶1、背河鋪設(shè)土工布一層。

土料：土料采用黃河大堤原開挖土方，由堆料場(chǎng)直接運(yùn)至第二圍堰，不增加施工成本。

施工工序：測(cè)量放樣→積水坑開挖→圍堰施工→鋪設(shè)土工織物→保護(hù)措施。

排除滲水：圍堰建成后，主圍堰滲水被囤積在兩道圍堰之間，積水被集中在事先開挖完成的集水坑內(nèi)，施工人員加強(qiáng)觀察，當(dāng)集水坑的水位及積水量達(dá)到一定的高度，立即開啟布設(shè)好的抽水設(shè)備進(jìn)行抽排積水。

2.2.4 二次圍堰技術(shù)研究效果

經(jīng)過多種方案投資估算，其他解決滲水方案最少投資需要20萬元，二次圍堰實(shí)施的成本僅增加了圍堰背河土工布鋪設(shè)、機(jī)械碾壓、人工的費(fèi)用(土料運(yùn)輸不增加成本)，投資僅為2000元。二次圍堰完成后，施工現(xiàn)場(chǎng)將無任何滲水現(xiàn)象發(fā)生，滿足了后續(xù)工程項(xiàng)目干地施工的基本條件和要求，同時(shí)為工程圍堰的安全提供了保障。

2.3 新老涵洞接縫施工新方法研究

2.3.1 新老涵洞接縫施工教訓(xùn)

新老涵洞接縫施工往往出現(xiàn)在涵閘除險(xiǎn)加固工程施工中，由于老涵洞施工時(shí)的施工工藝、質(zhì)量要求，振搗工具等與新涵洞施工有較大的差異，造成接縫施工時(shí)都會(huì)出現(xiàn)不同程度滲水，滲水嚴(yán)重時(shí)涌泉。其危害包括：造成水量流失，基礎(chǔ)滲水引起建筑物底部土體流失，輕則引起不均勻沉降，重則發(fā)生管涌、流土，對(duì)涵閘安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，甚至致使工程失事。

2.3.2 新老涵洞接縫施工技術(shù)研究

a.施工方法研究。根據(jù)施工質(zhì)量要求，新建涵洞必須與老涵洞平順連接，且拆除時(shí)不能對(duì)老涵洞鋼筋和混凝土有所擾動(dòng)，并保持老涵洞的洞身完整。所以采用機(jī)械和爆破兩種方法拆除滿足不了新老涵洞銜接段施工質(zhì)量要求。經(jīng)過對(duì)以往工程施工經(jīng)驗(yàn)認(rèn)真總結(jié)，并對(duì)施工機(jī)械、人員的性能和技術(shù)進(jìn)行研究，確定采用機(jī)械拆除與人工風(fēng)炮拆除相結(jié)合的拆除方法，對(duì)涵洞進(jìn)行拆除施工。

b.機(jī)械拆除安全距離驗(yàn)算。為確定機(jī)械和人工拆除的界線。界線位置考慮機(jī)械的震動(dòng)力，不能對(duì)保留涵洞產(chǎn)生影響。經(jīng)過對(duì)機(jī)械拆除產(chǎn)生震動(dòng)力的傳輸距離、震動(dòng)力等各參數(shù)多次驗(yàn)算和模擬。最后確定機(jī)械拆除距保留涵洞的安全距離為0.8m。

c.涵洞拆除實(shí)施方案技術(shù)研究。技術(shù)人員要先對(duì)需拆除的老涵洞進(jìn)行放樣，首先在距保留涵洞0.8m的位置標(biāo)出機(jī)械和人工拆除的分界線，然后機(jī)械由一端開始機(jī)械拆除施工；一直拆除到分界線時(shí)，停止施工。剩余0.8m混凝土涵洞采用人工使用風(fēng)鎬對(duì)混凝土進(jìn)行破拆。

為避免老涵洞止水、鋼筋及形狀受到損傷，對(duì)細(xì)部混凝土采用人工簪除的方法進(jìn)行拆除。人工拆除完畢后，對(duì)斷面缺少鋼筋部位進(jìn)行植筋施工，確保新澆筑涵洞與老涵洞更好地連接，同時(shí)保證涵洞接縫部位的混凝土施工質(zhì)量。

2.3.3 新老涵洞接縫新方法研究效果

通過采取新技術(shù)方法拆除，確保了新老涵洞接縫混凝土施工的質(zhì)量，避免新老涵洞接縫處現(xiàn)滲水、麻面、不平等現(xiàn)象。根治了新老涵洞接縫施工常出現(xiàn)的質(zhì)量問題，縮短了工程施工工期，避免了因接縫質(zhì)量問題帶來的維修、補(bǔ)強(qiáng)施工，大幅度降低了工程施工成本。

3 結(jié) 語

實(shí)踐證明：在引黃閘工程施工期間會(huì)發(fā)生一些意想不到的問題，只要我們勤于動(dòng)手動(dòng)腦，認(rèn)真研究，最終一定能使問題得以解決。盡管上述施工技術(shù)研究在引黃閘除險(xiǎn)加固工程施工中，取得了一定的效果和效益，但還需要在多個(gè)項(xiàng)目中加以應(yīng)用和驗(yàn)證。只有在不斷的使用得以完善，才能使這些新技術(shù)、新方法、新材料為中國的水利事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。

Research on the risk removal reinforcement construction technology of Yellow River Water Diversion Gate

LI Mingjin

(KaifengNo.1YellowRiverAffairsBureau,Kaifeng475000,China)

Water resources development and utilization have become important topics currently with the influence of development and natural factors in human civilization society. Strengthening water conservancy project construction is an important method of ensuring human survival. Therefore, people attach more and more importance to the construction and management of water conservancy projects. Yellow River Water Diversion Gate has the functions of water diversion, flood discharge, etc. Technical research in risk removal reinforcement construction process of the Yellow River Water Diversion Gate can ensure the quality of construction project and shorten project construction cycle on one hand, and the construction cost also can be reduced greatly on the other hand.

Yellow River Water Diversion Gate; new materials; new technology; construction technology research

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.02.005

TV66

A

1005-4774(2017)02- 0015- 03