1、207第十二章 水闸工程在水利水电工程建设中，水闸的应用非常普遍。特别是在平原地区应用更为广泛。第一节 概 述一、施工内容（一）施工内容水闸由上游段、闸室段、下游段三部分组成。一般大、中型水闸的主要部分（如闸室）多为混凝土及钢筋混凝土工程，其施工内容一般可为以下几个部分：1.导流工程与基坑排水；2.基坑开挖与基础处理；3.闸室段的底板、闸墩、边墩、胸墙及交通桥，工程桥施工；4.上、下游连接段的铺盖，护坦、海漫、防冲槽的施工；5.两岸的上、下游翼墙、刺墙、上、下游护坡的施工；6.闸门及启闭设备的安装。（二）浇筑顺序混凝土浇筑是水闸施工中的主要环节，各部分的施工次序应遵守以下原则：1.先深后浅。即
2、先浇深基础，后浇浅基础，以免浅基土体受扰动破坏，并减少排水工作难度。2.先重后轻。即先浇荷重较大的部分，待其完成部分沉陷后，再浇筑与其相邻的荷重较小的部分，以减少两者间的沉陷差。3.先高后矮。即某些高度较大要分几次浇筑的部位或有上层建筑物的部位应先行浇筑。如底板与闸墩应尽量先安排浇筑，以便上部桥梁与启闭设备安装，而翼墙、消力池则可安排稍后施工。4.次要服从主要。所谓主要、次要，是指那些工程部位不论排前或排后对其他部位的进度和工程质量并无影响或影响甚微，则可认为是次要项目，应服从主要项目的进展穿插其间施工。二、分缝分块水闸常由结构缝（包括沉陷缝和温度缝）分成许多结构块。当结构块较大时，为了施工方
3、便，又须用施工缝分为若干小块，称为筑块，筑块的大小，是根据施工条件（混凝土的生产，运输能力）以及浇筑的连续性确定的。1.筑块面积。以混凝土不产生冷缝为控制条件，则 )(12thQkA2.筑块体积。以混凝土拌和站的实际生产能力为控制条件： mV以上式中： 混凝土拌和站实用生产率，m 3/s；Q混凝土运输延误系数，取 0.800.85s;k混凝土浇筑时允许的间陋时间；2t混凝土运输时间，h；1208混凝土铺料厚度，m；h非三班制作业时，拌和站连续生产的时间，h。若模板架立高度受施工技术等条件限制时，则也应作为一个条件考虑。在满 足 以 上 各 式 的 前 提 下 ， 划 分 筑 块 的 数 目 ，
4、 应 尽 可 能 少 些 ， 以 减 少 施 工 工 序 ， 加 快 施 工 速 度 。第二节 闸室施工一、底板施工水闸底板有平底板与反拱底板两种。目前，平底板较为常用。（一）平底板施工闸室地基处理工作完成后，对软基应立即按设计要求浇筑 810cm 的素混凝土垫层，以保护地基和找平。垫层达到一定强度后，进行扎筋，立模和清仓工作。底板施工中，混凝土入仓方式很多。如可以用汽车进行水平运输，起重机进行垂直运输入仓。泵送混凝土入仓。采用这两种方法，需要起重机械、混凝土泵等大型机械，但不需在仓面搭设脚手架。在中小型工程中，采用架子车，手推车或机动翻斗车等小型运输工具直接入仓时，需在仓面搭设脚手架。其布置
5、如图 12-1 所示。底板的上、下游一般都设有齿墙。浇筑混凝土时，可组成两个作业组分层浇筑。先由两个作业组共同浇筑下游齿墙，待齿墙浇平后，第一组由下游向上游进行，抽出第二组去浇上游齿墙，当第一组浇到底板中部时，第二组的上游齿墙已基本浇平，然后将第二组转到下游浇筑第二坯。当第二坯浇到底板中部，第一组已达到上游底板边缘，这时第一组再转回浇第三坯。如此连续进行，可缩短每坯间隔时间，因而可以避免冷缝的发生，提高工程质量，加快施工进度。（二）反拱底板施工1.施工程序由于反拱底板对地基的不均匀沉陷反应敏感，因此必须注意施工程序，目前采用的有以下两种。（1）先浇闸墩及岸墙后浇反拱底板。这样，闸墩岸墙在自重下
6、沉降基本稳定后，再浇反拱底板，从而底板的受力状态得到改善。（2）反拱底板与闸墩，岸墙底板同时浇筑。此法适用于地基较好的水闸，对于反拱底板的受力状态较为不利，但保证了建筑的整体性，同时减少了施工工序，加快了进度。对于缺少有效排水措施的砂性土地基，采用这种方法较为有利。2.施工要点（1）反拱底板施工时，首先必须做好基坑排水工作，降低地下水位，使基土干燥，对于砂土地基排水尤为重要。（2）挖模前必须将基土夯实，然后按设计圆弧曲线放样挖模，并严格控制曲线的准确性，土模挖出后，可在上铺垫一层砂浆，约 10mm 厚，待其具有一定强度后加盖保护，以待浇筑混凝土。（3）当采用第一种施工程序，在浇筑岸墩墙底板时，
7、应将接缝钢筋一头埋在岸墩墙底板之内，另一头插入土模中，以备下一阶段浇入反拱底板。（4）当采用第二种施工程序，可在拱脚处预留一缝，缝底设临时铁皮止水，缝预设“假铰” ，待图 12-1 底板立模与仓面脚手209大部分上部结构荷载施工后，在低温期用二期混凝土封堵。（5）为保证反拱底板受力性能，在拱腔内浇筑的门槛、消力坎等构件，需在底板混凝土凝固后浇筑二期混凝土，接缝处不加处理以使二者不成整体。二、闸墩施工闸墩的特点是高度大、厚度小；门槽处钢筋密，预埋件多，闸墩相对位置要求严格。所以闸墩施工中主要工作是立模和混凝土浇筑。1.模板安装立模时，应先立闸墩两侧平面模板，然后再立两端的曲面模板，闸墩的第一层模
8、板上口必须保持水平。立模时始终要注意两点：一是要保证闸墩的厚度，二是要保证闸墩的垂直度。闸墩模板如图 12-2 所示。由于人们对水工建筑物的美观要求提高，闸墩的模板目前常用钢木组合大模板。模板尺寸一般为 1.222.44m2，板面通常经过特殊处理，几乎不吸水；外框为角钢焊接而成，以提高模板刚度并能保证接缝严密、平整。闸墩圆头模板如图 12-3 所示。为了保证墩头圆曲线的准确和平滑，目前墩头半圆模板更多采用钢板加工而成固定型式。2.混凝土浇筑闸墩模板立好后，随即进行清仓，并用压力水冲洗模板内侧和闸墩底面。前期工作完成，经检验合格后，即可开仓浇筑混凝土。当采用整浇底板时，两沉陷缝之间的闸墩应对称同
9、时为防止流态混凝土离析，浇筑仓内应设溜管，可每隔 23m 设置一组。当采用清水模板时，浇筑混凝土振捣时常会形成大量泌水，施工时应妥善处理，及时排出泌水。浇筑，各墩混凝土浇筑面应均衡上升。三、止水施工为适应地基的不均匀沉降和伸缩变形，在水闸设计中均设置有结构缝（包括沉陷缝与温度缝） 。凡图 12-2 闸墩模板（单位：m）1-铁板螺栓；2-双夹围囹；3-纵向围囹；4-预埋塑料撑管；5- 马钉；6-钢管支撑；7-模板；8- 木楔块；9- 螺栓孔图 12-3 闸墩圆头模板1-模板；2- 半圆钢筋环；3- 板墙筋；4-垂直围囹；5-扁铁；6-撑管；7- 双夹围囹210位于防渗范围内的缝，都有止水设施；且
10、所有缝内均应有填料，填料通常为沥青油毡或沥青杉木板、沥青芦苇等。止水设施分为垂直止水和水平止水两种。1.水平止水水平止水大多利用塑料止水带或橡皮止水带，近年来广泛采用塑料止水带。它止水性能好，抗拉强度高，韧性好，适应变形能力强，耐久且易粘结，价格便宜。国产“651”型塑料止水带如图 12-4所示，其它还有 652、653、654 等，型式大同小异，宽度分别为 28cm、23cm、35cm，可根据实际情况采用。水平止水施工简单，有两种方法（如图 12-5）：一是先将止水带的一端埋入先浇块的混凝土中，拆模后安装填料，再浇另一侧混凝土，另一种方法 是先将填料及止水带的一端安装在先浇块模板内侧，混凝土
11、浇好拆模后，止水带嵌入混凝土中，填料被贴在混凝土表面，随后再浇后浇块混凝土。2.垂直止水垂直止水多用金属止水片，重要部分用紫铜片，一般可用铝片，镀锌或镀铜铁皮。重要结构，要求止水片与沥青井联合使用，沥青井与垂直止水的施工过程如图12-6 所示，沥青井用预制混凝土块砌筑，用水泥砂浆胶结，23m 可分为一段，与混凝土接触面应凿毛，以利结合，沥青要在后浇块浇筑前随预制块的接长分段灌注。井内灌注的是沥青胶，其配合比为沥青：水泥：石棉粉=2 ：2：1。沥青井内沥青的加热方式，有蒸汽管加热和电加热两种，多采用电加热。四、门槽二期混凝土施工（一）平板闸门门槽施工采用平板闸门的水闸，闸墩部位都设有门槽，门槽部
12、分的混凝土中埋有导轨等铁件，如滑动导轨，主轮、侧轮及反轮导轨，止水座等。这些铁件的埋设有以下两种方法。1.直接预埋，一次浇筑混凝土在闸墩立模时将导轨等铁件直接预埋在模板内侧，如图 12-7 所示。施工时一次浇筑闸墩混凝土成型。这种方法适用于小型水闸，在导轨较小时施工方便，且能保证质量。施工中应严格控制门槽垂直度，在立模及浇筑过程中应随时用锤球校核。发现偏斜应及时予以调整。当门槽较高时，垂球易于晃动，可在垂球下部放一桶油，把垂球浸于粘度较大的油中。垂球应选用 0.51kg 的大垂球。2.留槽二次浇筑混凝土图 12-4 “651”型塑料止水带（单位：mm）图 12-5 水平止水安装示意图（a）先浇
13、混凝土后装填料；（b）先装填料后浇混凝土1-模板；2-填料；3-铁钉；4- 止水带图 12-6 垂直止水施工过程示意图1-模板；2- 金属止水片；3-预制混凝土块；4-灌热沥青；5-填料211中型以上水闸，在闸墩立模时，于门槽部位留出大于门槽尺寸的凹槽，同时将导轨基础螺栓预埋在凹槽的模板上，闸墩第一次浇筑拆模后导轨基础螺栓即埋入混凝土中，如图 12-8 所示。导轨安装前，要对基础螺栓进行校正，安装导轨过程中应随进用垂球控制垂直度。埋件安装检查合格后，宜立即浇筑二期混凝土。如间隔时间过长或遇有碰撞，应予复测，合格后方图 12-7 直接预埋、一次浇筑混凝土1-闸墩模板；2- 门槽模板；3-撑头；4
14、-开脚螺栓；5- 侧导轨；6-门槽角铁；7-滚轮导轨（a）滚轮闸门的门槽 （b）滑动闸门的门槽图 12-8 门槽二期混凝土1-主轮（或滑动）导轨；2-反轮导轨；3-侧水封座；4-侧导轮；5- 预埋基础螺栓；6-二期混凝土1-1图 12-9 弧形门侧轨安装示意图1-垂直平面控制点；2-预埋钢筋 3-预留槽 4-底坎；5-侧轨；6-样尺；7- 门槽二期混凝土212可浇筑。浇筑二期混凝土时，需用较细骨料混凝土，振捣时要防止撞击埋件。当门槽较高时，可以分段安装和浇筑。二期混凝土拆模后，应对门槽混凝土尺寸和埋件进行复测，并做好记录，同时清除杂物，避免影响闸门启闭。（二）弧形闸门的导轨安装及二期混凝土浇筑弧形闸门虽不设门槽，但闸门两侧亦设置转轮或滑块，因此也有导轨安装及二期混凝土施工。在闸墩立模时，首先根据导轨的设计位置预留弧形凹槽，槽内埋设两排钢筋，用于拆模后固定导轨。安装前应对预埋钢筋进行校正，并在预留槽两侧，设立垂直于闸墩侧面并能控制导轨安装垂直度的若干对称控制点，安装时，将导轨分段与预埋钢筋焊接固定，并逐一校正设计坐标位置和垂直度，经检验合格后方可浇筑二期混凝土，如图 12-9 所示。
