论文部分内容阅读
摘要：本文以河北邯郸东武仕水库泄洪洞闸门深水封堵施工为例，阐述了采用双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵的技术方案、施工工艺和施工效果。
关键词：水库泄洪洞；闸门深水封堵；双悬臂组合式钢叠梁
中图分类号：TV文献标识码： A
1项目概况
邯郸市东武仕水库位于邯郸市磁县县城西北约7km的滏阳河上，是一座以防洪、供水为主，兼顾发电、旅游、养殖等综合利用的大（二）型水利枢纽工程，是邯郸市工业、农业、发电等最重要的水源地之一。为了保证水库的防洪安全，确保水库下游磁县、邯郸市、衡水市等重要城市基础设施和200多万人民生命財产安全，水利部批准对邯郸市东武仕水库进行本期除险加固，其中泄洪洞除险加固改建工程是东武仕水库除险加固工程的重要组成项目，也是其重点、难点项目之一。
泄洪洞位于主坝桩号0+800，为进口有压短管接拱式无压涵洞型式，进口底高程84.5m，分3孔，孔口尺寸4.0m×4.0m（宽×高），中墩厚1.8m，最大下泄流量为837m3/s。泄洪洞1971年建成，目前泄洪洞担负着水库汛期泄洪唯一出口的任务。本次泄洪洞除险加固工程主要工作内容包括：1、将泄洪洞进口检修闸门改为事故闸门；2、更换台车启闭机和门机轨道；3、弧形工作闸门更换止水、压板、防腐；4、泄洪洞洞身伸缩缝的处理等实施内容。以上项目的实施是在保证水库正常蓄水、供水的情况下，需在泄洪洞检修闸门上游构筑施工围堰或实施深水封堵，以保证本次泄洪洞除险加固项目施工干场作业及顺利实施。
2施工技术研究
在经过考察调研、咨询和方案比较后，提出了在泄洪洞上游进口利用两个闸门中墩实施双悬臂组合式钢叠梁三孔整体深水封堵方案。经调研查证，在水深23.5m以下，进行无门槽倾斜（75.72°）洞口封堵，且两端均为悬臂式，国内外水利工程施工中尚无先例，有许多技术问题需要研究解决，在技术上属创新项目。总结积累归纳成施工技术成果，用于指导同类工程的施工。主要开展了以下几个方面的研究：
（1）深水（污水）封堵方案的优化设计技术研究；
（2）双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵施工技术研究；
（3）特种橡胶水封的优化设计研究；
（4）双悬臂组合式钢叠梁的加压、平压优化设计研究；
（5）水库深水水下清淤施工方案的研究；
（6）双悬臂组合式钢叠梁水下安装、拆除方案技术研究。
3主要施工方法
3.1基础资料收集
自修建至今邯郸市东武仕水库已经运行40多年了，原始施工资料缺失严重。针对这种不利情况，为确保泄洪洞进口水下封堵的可行性和安全性，我们尽力收集工程基础资料：（1）安排潜水员通过水下测量和摄像摸清中墩、边墙、门楣处的结构和表面情况；（2）尽可能搜集查阅原始设计和施工资料；（3）查证询问当年在施工现场技术人员和设计人员进行回顾了解情况，并多次召开查询论证会，请邯郸市东武仕水库管理处、河北水利水电勘测设计研究院以及参与过邯郸市东武仕水库泄洪洞近期除险加固工程的施工技术人员，复述当年的施工情况，对双悬臂组合式钢叠梁深水整体封堵方案的可行性和安全性进行了科学的定性论证和评价。
3.2封堵方案确定
根据收集到的工程资料和了解的相关情况，多次组织钢结构设计、橡胶止水等方面的专家对泄洪洞进口的结构进行研究、分析和论证，确定了双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵方案，即利用泄洪洞进口三孔闸门的中墩作为封堵钢叠梁的受力支撑点，三孔整体封堵，封堵结构采用双悬臂组合式钢叠梁。
3.3双悬臂组合式钢叠梁设计
在双悬臂组合式钢叠梁设计期间，技术人员经过对泄洪洞进口的结构条件进行了认真分析论证后，结合钢叠梁的制造、运输、安装、拆除要求及施工环境的限制，对钢叠梁的材料、结构、分节、水封、平压装置、起吊和定位装置进行了科学、合理的优化设计。双悬臂组合式钢叠梁设计每节高1.6m，材质为16Mn，钢叠梁顶、侧、底设橡胶水封，中间设平压阀门。考虑封水面为混凝土面，两侧墙凹凸不平、两个中墩支撑点不在一个平面，水封选用特制的压缩量大耐摩擦的复合水封。中间设支撑水封，钢叠梁承受的总水压力约为25232.03kN。
3.4封堵方案制定及实施
本水闸泄洪洞共3孔，设有2个中墩和2个边墩，泄洪洞进口上游两侧混凝土导墙连接左右边墩。闸墩中墩为75.72°倾斜结构布置。由于检修闸门上游闸墩和导墙上均无闸门槽或其他支撑点可利用，故封堵位置选在泄洪洞进口处，把钢叠梁闸门安放于中闸墩上游，利用2个闸墩中墩做钢叠梁闸门支承点，采用6节钢叠梁闸门进行3孔整体封堵，两中墩两边侧为5.7m的悬臂结构，钢叠梁长度达到15.6m。为防止钢叠梁前倾滑落，下游用钢丝绳拉结固定。
4封堵效果
在深水封堵方案实施之前，针对施工现场环境和泄洪洞进口结构情况，组织所有参与封堵的施工人员，对每个工序的具体实施方案都进行了反复细致的研究，包括施工现场的布置、水下淤泥的清理、钢叠梁吊运方法、钢叠梁安装操作程序、钢叠梁吊装注意事项、浮筒漏水检查方法和处理措施、钢叠梁底部凹槽的处理、加压、平压操作方法、水下堵漏方法和措施、洞内毒气的检测处理和预防、潜水员的水下操作、钢叠梁拆除操作顺序、人员的整体配合等。浮式工作平台设计合理，平台定位准确，保证了双悬臂组合式钢叠梁的顺利运输、吊装、拆除安全。双悬臂组合式钢叠梁的加压和平压技术要求合理，保证了钢叠梁的稳定和安全。深水条件下水下清淤方案制定合理，水下不分散混凝土对泄洪洞进口底板凹槽处理效果显著， 保证了施工工期。由于此次双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵由于在技术和细节上考虑比较充分，使得封堵施工作业顺利进行，整体封堵效果良好。
5结语
在邯郸市东武仕水库泄洪洞除险加固工程施工中，双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵的成功实施，充分证明双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵方案选用正确，达到预期效果。确保了泄洪洞洞内施工工期，为整个工程交付使用打下了坚实的基础。同时开创了水利工程泄洪洞施工双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵的先河，形成了一整套规范、科学、可操作性、实用性强的双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵综合技术，为无闸门槽水下封堵施工积累了宝贵的经验，创造了巨大的经济效益和社会效益，具有很好的借鉴作用和应用推广价值。
参考文献：
【1】《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95
【2】《钢结构设计规范》GB50017-2003
【3】《水利水电钢叠梁设计规范》DL/T5013-95
【4】《水利水电工程启闭机设计规范》
【5】《机械设计手册》
关键词：水库泄洪洞；闸门深水封堵；双悬臂组合式钢叠梁
中图分类号：TV文献标识码： A
1项目概况
邯郸市东武仕水库位于邯郸市磁县县城西北约7km的滏阳河上，是一座以防洪、供水为主，兼顾发电、旅游、养殖等综合利用的大（二）型水利枢纽工程，是邯郸市工业、农业、发电等最重要的水源地之一。为了保证水库的防洪安全，确保水库下游磁县、邯郸市、衡水市等重要城市基础设施和200多万人民生命財产安全，水利部批准对邯郸市东武仕水库进行本期除险加固，其中泄洪洞除险加固改建工程是东武仕水库除险加固工程的重要组成项目，也是其重点、难点项目之一。
泄洪洞位于主坝桩号0+800，为进口有压短管接拱式无压涵洞型式，进口底高程84.5m，分3孔，孔口尺寸4.0m×4.0m（宽×高），中墩厚1.8m，最大下泄流量为837m3/s。泄洪洞1971年建成，目前泄洪洞担负着水库汛期泄洪唯一出口的任务。本次泄洪洞除险加固工程主要工作内容包括：1、将泄洪洞进口检修闸门改为事故闸门；2、更换台车启闭机和门机轨道；3、弧形工作闸门更换止水、压板、防腐；4、泄洪洞洞身伸缩缝的处理等实施内容。以上项目的实施是在保证水库正常蓄水、供水的情况下，需在泄洪洞检修闸门上游构筑施工围堰或实施深水封堵，以保证本次泄洪洞除险加固项目施工干场作业及顺利实施。
2施工技术研究
在经过考察调研、咨询和方案比较后，提出了在泄洪洞上游进口利用两个闸门中墩实施双悬臂组合式钢叠梁三孔整体深水封堵方案。经调研查证，在水深23.5m以下，进行无门槽倾斜（75.72°）洞口封堵，且两端均为悬臂式，国内外水利工程施工中尚无先例，有许多技术问题需要研究解决，在技术上属创新项目。总结积累归纳成施工技术成果，用于指导同类工程的施工。主要开展了以下几个方面的研究：
（1）深水（污水）封堵方案的优化设计技术研究；
（2）双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵施工技术研究；
（3）特种橡胶水封的优化设计研究；
（4）双悬臂组合式钢叠梁的加压、平压优化设计研究；
（5）水库深水水下清淤施工方案的研究；
（6）双悬臂组合式钢叠梁水下安装、拆除方案技术研究。
3主要施工方法
3.1基础资料收集
自修建至今邯郸市东武仕水库已经运行40多年了，原始施工资料缺失严重。针对这种不利情况，为确保泄洪洞进口水下封堵的可行性和安全性，我们尽力收集工程基础资料：（1）安排潜水员通过水下测量和摄像摸清中墩、边墙、门楣处的结构和表面情况；（2）尽可能搜集查阅原始设计和施工资料；（3）查证询问当年在施工现场技术人员和设计人员进行回顾了解情况，并多次召开查询论证会，请邯郸市东武仕水库管理处、河北水利水电勘测设计研究院以及参与过邯郸市东武仕水库泄洪洞近期除险加固工程的施工技术人员，复述当年的施工情况，对双悬臂组合式钢叠梁深水整体封堵方案的可行性和安全性进行了科学的定性论证和评价。
3.2封堵方案确定
根据收集到的工程资料和了解的相关情况，多次组织钢结构设计、橡胶止水等方面的专家对泄洪洞进口的结构进行研究、分析和论证，确定了双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵方案，即利用泄洪洞进口三孔闸门的中墩作为封堵钢叠梁的受力支撑点，三孔整体封堵，封堵结构采用双悬臂组合式钢叠梁。
3.3双悬臂组合式钢叠梁设计
在双悬臂组合式钢叠梁设计期间，技术人员经过对泄洪洞进口的结构条件进行了认真分析论证后，结合钢叠梁的制造、运输、安装、拆除要求及施工环境的限制，对钢叠梁的材料、结构、分节、水封、平压装置、起吊和定位装置进行了科学、合理的优化设计。双悬臂组合式钢叠梁设计每节高1.6m，材质为16Mn，钢叠梁顶、侧、底设橡胶水封，中间设平压阀门。考虑封水面为混凝土面，两侧墙凹凸不平、两个中墩支撑点不在一个平面，水封选用特制的压缩量大耐摩擦的复合水封。中间设支撑水封，钢叠梁承受的总水压力约为25232.03kN。
3.4封堵方案制定及实施
本水闸泄洪洞共3孔，设有2个中墩和2个边墩，泄洪洞进口上游两侧混凝土导墙连接左右边墩。闸墩中墩为75.72°倾斜结构布置。由于检修闸门上游闸墩和导墙上均无闸门槽或其他支撑点可利用，故封堵位置选在泄洪洞进口处，把钢叠梁闸门安放于中闸墩上游，利用2个闸墩中墩做钢叠梁闸门支承点，采用6节钢叠梁闸门进行3孔整体封堵，两中墩两边侧为5.7m的悬臂结构，钢叠梁长度达到15.6m。为防止钢叠梁前倾滑落，下游用钢丝绳拉结固定。
4封堵效果
在深水封堵方案实施之前，针对施工现场环境和泄洪洞进口结构情况，组织所有参与封堵的施工人员，对每个工序的具体实施方案都进行了反复细致的研究，包括施工现场的布置、水下淤泥的清理、钢叠梁吊运方法、钢叠梁安装操作程序、钢叠梁吊装注意事项、浮筒漏水检查方法和处理措施、钢叠梁底部凹槽的处理、加压、平压操作方法、水下堵漏方法和措施、洞内毒气的检测处理和预防、潜水员的水下操作、钢叠梁拆除操作顺序、人员的整体配合等。浮式工作平台设计合理，平台定位准确，保证了双悬臂组合式钢叠梁的顺利运输、吊装、拆除安全。双悬臂组合式钢叠梁的加压和平压技术要求合理，保证了钢叠梁的稳定和安全。深水条件下水下清淤方案制定合理，水下不分散混凝土对泄洪洞进口底板凹槽处理效果显著， 保证了施工工期。由于此次双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵由于在技术和细节上考虑比较充分，使得封堵施工作业顺利进行，整体封堵效果良好。
5结语
在邯郸市东武仕水库泄洪洞除险加固工程施工中，双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵的成功实施，充分证明双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵方案选用正确，达到预期效果。确保了泄洪洞洞内施工工期，为整个工程交付使用打下了坚实的基础。同时开创了水利工程泄洪洞施工双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵的先河，形成了一整套规范、科学、可操作性、实用性强的双悬臂组合式钢叠梁整体深水封堵综合技术，为无闸门槽水下封堵施工积累了宝贵的经验，创造了巨大的经济效益和社会效益，具有很好的借鉴作用和应用推广价值。
参考文献：
【1】《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95
【2】《钢结构设计规范》GB50017-2003
【3】《水利水电钢叠梁设计规范》DL/T5013-95
【4】《水利水电工程启闭机设计规范》
【5】《机械设计手册》