提高引黄闸除险加固工程施工效率

许延霄高展王伟

摘要：引黄闸是沿黄地区工农业生产及城市居民生活、生态用水等引水建筑物，同时还担负着分泄洪水的作用；引黄闸经过长时间运行，出现了诸多问题。这些问题轻则减弱引水能力，重则危机堤防安全。因此，应针对不利因素进行认真研究，充分利用新材料，研究新技术、新方法，加快工程建设，确保工程质量。

关键词：引黄闸；除险加固工程；施工效率

本课题组通过分析易出现施工质量问题的关键环节与薄弱部位，结合国内外先进的涵闸除险加固施工技术，针对不同类型病害及部位，将新材料、新工艺和新技术引入传统的施工体系中，初步形成了适合引黄涵闸除险加固工程的施工体系，达到了提高施工效率的目标，取得了良好的经济效益与社会效益。

1引黄闸除险加固施工技术研究

1.1围堰施工进占新材料技术研究

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护建筑物。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。

（1）新材料选择

吨包在市场上称为钛白粉专用集装袋，是一种柔性运输包装容器，具有绿色环保、耐磨、抗冲、抗氧化、抗吸湿性、抗裂化的特性。吨包容积可根据使用的范围进行相应调整，便于运输、搬运、装卸，生产加工快，操作简便。

依据上述吨包的特点，根据施工围堰机械、施工现场等具体情况，经过认真研究，通过细致计算，引黄闸围堰使用吨包代替土工包。设计吨包尺寸：1.2m×1.2m×1m，吨包理论容积：1.44m3，单包土料重量：2.7×1.44×0.85=3.3t。

（2）吨袋进占施工方案技术研究

a.机械选择。为了加快围堰施工进度，通过优化方案，充分利用机械，提高生产效率，加快围堰施工进度。确定机械的型号及使用数量，围堰进占施工需要挖掘机3台、装载机2台、自卸汽车5台。

b.吨包进占施工工序。备料→挖掘机装包→储备→装载机吊运→机械抛投进占。

c.集料、装包、储备。集料：利用机械外运土方至土料集料区，备用。装包：人工配合挖掘机装吨包，根据吨包的体积设计制作装料架，人工将吨包套在架上。挖掘机挖取土方，进行装料。待料装满后，人工用备好的尼龙绳进行封口。储备：吨包装好后，由装载机运到储备区进行储备待用。要求码放整齐，吊带在外，便于运输。

d.进占施工。先确定进占位置，由专门的施工人员负责装载机运输、堆放，挖掘机在施工现场进行抛投施工。

（3）吨袋与土工包各项指标对比

围堰断面对比见图1。

图1围堰断面对比

从上游围堰断面图可以看出：使用吨包要比使用土工包进占节约近1/3的材料。

（4）技术研究效果

引黄闸上游围堰施工，通过吨袋新材料的使用有效克服了土工包进占的弊端。节约了围堰施工材料，缩短了围堰施工工期，降低了围堰施工成本，确保了工程施工期安全。

1.2引黄闸围堰渗水技术研究

（1）引黄闸围堰底部结构

大多引黄闸上游段底部均因受防洪工程影响，底部结构为抛石结构，为强透水结构。上游围堰修成后施工区内常常出现渗水严重，导致后续工程无法开展。

（2）二次围堰技术方案研究

认真分析渗水的主要原因，通过多方案比对。参照黄河防汛抢险“渗水”险情的抢护方法，修建“养水盆”截断渗流通道。在上游围堰内修建一道临时围堰，彻底截断渗流确保工程施工正常进行。

（3）二次围堰施工技术研究

选址：为了不影响后续工程施工，第二围堰位置修建在上游铺盖以外2m处。

结构：土料填筑、顶宽2m、临背河坡1∶1、背河铺设土工布一层。

土料：土料采用黄河大堤原开挖土方，由堆料场直接运至第二围堰，不增加施工成本。

施工工序：测量放样→积水坑开挖→围堰施工→铺设土工织物→保护措施。

排除渗水：围堰建成后，主围堰渗水被囤积在两道围堰之间，积水被集中在事先开挖完成的集水坑内，施工人员加强观察，当集水坑的水位及积水量达到一定的高度，立即开启布设好的抽水设备进行抽排积水。

（4）二次围堰技术研究效果

经过多种方案投资估算，其他解决渗水方案最少投资需要20万元，二次围堰实施的成本仅增加了围堰背河土工布铺设、机械碾压、人工的费用（土料运输不增加成本），投资仅为2000元。二次围堰完成后，施工现场将无任何渗水现象发生，满足了后续工程项目干地施工的基本条件和要求，同时为工程围堰的安全提供了保障。

1.3新老涵洞接缝施工新方法研究

（1）新老涵洞接缝施工教训

新老涵洞接缝施工往往出现在涵闸除险加固工程施工中，由于老涵洞施工时的施工工艺、质量要求，振捣工具等与新涵洞施工有较大的差异，造成接缝施工时都会出现不同程度渗水，渗水严重时涌泉。其危害包括：造成水量流失，基础渗水引起建筑物底部土体流失，轻则引起不均匀沉降，重则发生管涌、流土，对涵闸安全产生严重的威胁，甚至致使工程失事。

（2）新老涵洞接缝施工技术研究

a.施工方法研究。根据施工质量要求，新建涵洞必须与老涵洞平顺连接，且拆除时不能对老涵洞钢筋和混凝土有所扰动，并保持老涵洞的洞身完整。所以采用机械和爆破两种方法拆除满足不了新老涵洞衔接段施工质量要求。经过对以往工程施工经验认真总结，并对施工机械、人员的性能和技术进行研究，确定采用机械拆除与人工风炮拆除相结合的拆除方法，对涵洞进行拆除施工。

b.机械拆除安全距离验算。为确定机械和人工拆除的界线。界线位置考虑机械的震动力，不能对保留涵洞产生影响。经过对机械拆除产生震动力的传输距离、震动力等各参数多次验算和模拟。最后确定机械拆除距保留涵洞的安全距离为0.8m。

c.涵洞拆除实施方案技术研究。技术人员要先对需拆除的老涵洞进行放样，首先在距保留涵洞0.8m的位置标出机械和人工拆除的分界线，然后机械由一端开始机械拆除施工；一直拆除到分界线时，停止施工。剩余0.8m混凝土涵洞采用人工使用风镐对混凝土进行破拆。

为避免老涵洞止水、钢筋及形状受到损伤，对细部混凝土采用人工簪除的方法进行拆除。人工拆除完毕后，对断面缺少钢筋部位进行植筋施工，确保新浇筑涵洞与老涵洞更好地连接，同时保证涵洞接缝部位的混凝土施工质量。

（3）新老涵洞接缝新方法研究效果

通过采取新技术方法拆除，确保了新老涵洞接缝混凝土施工的质量，避免新老涵洞接缝处现渗水、麻面、不平等现象。根治了新老涵洞接缝施工常出现的质量问题，缩短了工程施工工期，避免了因接缝质量问题带来的维修、补强施工，大幅度降低了工程施工成本。

2采用新技术使止水材料接头强度高、塑性好、使用寿命长

如图2所示，采用新型止水修复技术，通过引入热熔搭接技术，使用GBW遇水膨胀止水条、环氧树脂砂浆、不锈钢固定装置等新型材料，解决施工缺陷。热硫焊接技术采用专用热硫设备，使止水带接头处与生胶在高温及压力的作用下熔化，在模具的作用下，塑型为一体，杜绝错位、不平、疏松及分缝等施工缺陷的发生，提高止水带的防渗功能，具体搭接技术如图3所示。

在山东黄河河闸除险加固工程中的止水修复，采用新的胶合方式、新的模具进行修复，在施工质量、施工进度上均较传统方式有所进步，单元工程自检平均合格率达到92.7%，分部单元工程优良率超过80%，分部评定等级为优良，缩短工期45天，目标达到。

图2桥型橡皮止水安装固定示意图图3热硫化搭接技术示意图

结语

在引黄闸工程施工期间会发生一些意想不到的问题，只要我们勤于动手动脑，认真研究，最终一定能使问题得以解决。尽管上述施工技术研究在引黄闸除险加固工程施工中，取得了一定的效果和效益，但还需要在多个项目中加以应用和验证。只有在不断的使用得以完善，才能使这些新技术、新方法、新材料为中国的水利事业做出更大贡献。

参考文献

[1]朴哲浩，宋力.我国病险水闸成因及除险加固工程措施分析[J].水利建设与管理，2011（1）：71-72.