現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》是葛洲壩集團第一工程有限公司完成的建築類施工工法，完成人是張小華、黎學皓、劉經軍、才永發、邸書茵。適用於中小型水利水電工程導流洞進水口封堵施工，宜在枯水期進行。

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》主要的工法特點是採用的是不斷流封堵方式，可在主體工程具備下閘條件前提前進行導流洞進口封堵施工，不需要設定大型鋼閘門、啟閉機鋼筋混凝土排架、大型啟閉機等結構，施工難度顯著降低；施工工藝簡單，施工成本較低，且可提前開始導流洞進口封堵施工，縮短工程直線工期。

2011年9月，《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法
• 工法編號：GJEJGF291-2010
• 完成單位：葛洲壩集團第一工程有限公司
• 主要完成人：張小華、黎學皓、劉經軍、才永發、邸書茵
• 套用實例：錦潭水電站工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

廣東錦潭水電站是一個以發電為主，兼顧下游地區的灌溉和防洪的綜合利用工程。設計總庫容2.49億立方米，最大壩高123.3米，裝機容量2.7萬千瓦。工程右岸導流洞進水口結構設計為襯砌混凝土，後斷面形狀為下方上圓形，寬5.8米，高6.5米，導流洞進水口封堵採用鋼閘門封堵方式，內設一扇重86.7噸平板鋼閘門，35米高啟閉機排架，頂部設1台起重能力90噸、自重30噸的固定卷揚機。

在工程開工後因現場條件變化，在大壩基坑開挖前3個多月的時間只能完成右岸導流洞的開挖、洞內進出口段混凝土襯砌施工，無法在汛期前完成進水口啟閉機排架混凝土澆築、閘門和固定卷揚機的製作安裝等項目施工。在導流洞過水後，大壩基坑開挖，現場通往導流洞進水口的施工道路將被挖斷，不能進水口施工。在大壩纜機形成後繼續進水口施工，存在閘門轉運和起吊施工困難，施工費用高等問題。為此葛洲壩集團第一工程有限公司組織開展了導流洞進水口封堵施工技術研究，以滿足工程進度和導流洞封堵要求。通過反覆研究和方案比較，提出了用現澆鋼筋混凝土閘門封堵導流洞進水口施工的方案，取代用大型鋼閘門、啟閉機排架、啟閉機組成的傳統的進水口封堵方案，並取得了成功。

工法特點

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》的工法特點是：

1.傳統水利水電工程導流洞進水口封堵多採用鋼閘門、預製疊梁等方式，存在施工時間長，工程量大，施工難度較大，工藝要求較高，成本高等問題。在封堵時間上受制於擋水、泄洪等主體建築物進度，一般要主體建築物具備蓄水、過流條件後才能開始封堵施工。該工法採用的是不斷流封堵方式，可在主體工程具備下閘條件前提前進行導流洞進口封堵施工，不需要設定大型鋼閘門、啟閉機鋼筋混凝土排架、大型啟閉機等結構，施工難度顯著降低。

2.與傳統施工方法比，該工法採用不斷流封堵施工技術，可減少導流洞進水口建築物結構工程量，可減少導流洞施工強度，縮短施工工期，對環境的破壞也較小。用現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口，施工工藝簡單，施工成本較低，且可提前開始導流洞進口封堵施工，縮短工程直線工期2個月。

操作原理

適用範圍

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》適於中小型水利水電工程導流洞進水口封堵施工，宜在枯水期進行。套用該工法時應根據工程進展情況、施工期水文情況等資料計算現澆鋼筋混凝土閘門結構、施工擋水導流鋼閘門及閘門內導流孔尺寸，合理確定封堵時間。

截至2009年，水電站梯級開發的情況較多，在套用該工法時應考慮上游水庫發電或泄洪對導流洞進水口封堵施工的不利影響。

工藝原理

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》核心技術為導流洞進水口不斷流封堵施工技術，它可在主體建築物具備蓄水、過流條件前，提前進行導流洞進水口的封堵施工，能有效縮短導流洞封堵工程的直線工期。首先採用小型施工擋水導流鋼閘門控制水流，將大斷面的導流洞封堵變成小斷面的施工鋼閘門內的導流孔封堵，解決了不斷流也能幹地施工問題，降低了封堵施工難度。通過一個帶導流孔的小型施工鋼閘門實現導流洞口不斷流封堵，然後採用乾地施工方式澆築鋼筋混凝土閘門，鋼筋混凝土閘門達到強度之後即可在工程封堵條件具備時關閉導流孔閘門，實現對整個導流洞進水口的封堵，之後可按設計進行導流洞內堵頭施工。

施工工藝

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

導流洞進水口建築物設計、施工→導流洞過水-現澆鋼筋混凝土閘門設計，施工擋水導流鋼閘門設計製作→施工擋水導流鋼閘門下閘→導流孔閘門吊裝→現澆鋼筋混凝土閘門施工→關閉導流孔閘門（大壩蓄水）→鋼筋混凝土閘門導流孔封堵→導流洞內堵頭段施工。

• 操作要點

一、現澆鋼筋混凝土閘門結構設計

1.門槽設計：在洞口兩側邊墩處設兩道門槽，上游門槽為施工擋水導流鋼閘門槽，有門槽埋件；下游門槽為現澆鋼筋混凝土閘門槽，無門槽埋件，需按現澆鋼筋混凝土閘門結構設計預埋鋼筋等。門槽尺寸、位置應通過計算確定，錦潭水電站施工鋼閘門槽寬50厘米，現澆鋼筋混凝土閘門槽寬150厘米。

2.閘門設計：共設定3道閘門，其中下游為封堵導流洞口現澆鋼筋混凝土閘門，中間為施工擋水導流鋼閘門，上游為關閉導流孔的小鋼閘門，閘門結構應通過計算確定。

3.不斷流封堵導流孔設計：在施工擋水導流鋼閘門內設定兩個導流孔（也可設定一個），孔內安裝通到鋼筋混凝土閘門下游側的導流管，下閘後由導流管過流。導流孔數、管尺寸根據施工時段水文情況計算確定。

4.啟閉結構：在現澆鋼筋混凝土閘門頂部設定導流孔鋼閘門啟閉支架，通過滑輪組控制導流孔閘門開啟和關閉。

導流洞進水口鋼筋混凝土封堵閘門結構布置參圖1。

圖1 鋼筋混凝土閘門剖面示意圖

二、小型施工導流鋼閘門下閘實現不斷流封堵

在工地金結廠按照設計圖進行施工擋水導流鋼閘門、導流孔封堵閘門、導流管制作。在導流洞進口結構及門槽埋件施工完成後，可利用8噸汽車吊等起重設備適時將施工導流鋼閘門吊裝到上游門槽內。首先由人工將施工鋼閘門槽和底坎清理乾淨，由8噸汽車吊將帶有導流孔的施工鋼閘門吊入門槽內擋水，人工隨之對門槽內止水封條進行加力，保證閘門擋水防滲效果，然後將導流管安裝到閘門導流孔內，上漲河水通過施工鋼閘門內導流管流到鋼筋混凝土閘門下游側，使鋼筋混凝土閘門施工能在乾地施工。

施工鋼閘門下閘時機應根據工程總體進度情況和工區河流水情確定，一般可選擇在下閘蓄水節點或導流洞進水口計畫封堵日期前2到3個月進行。

三、導流孔閘門吊裝

用8噸汽車吊將導流孔閘門吊裝到施工鋼閘門上，並在進水口左右邊墩頂面上放一根16槽鋼，用鋼絲繩將導流管封堵閘門吊至開啟位置固定，不影響導流孔過流。

四、鋼筋混凝土閘門澆築

施工導流鋼閘門安裝完成，導流管過流後，在鋼筋混凝土閘門門槽下游用袋裝黏土等修築一小圍堰，抽乾施工導流鋼閘門和小圍堰間的積水，用乾地方式進行鋼筋混凝土閘門結構模板、鋼筋、混凝土澆築施工。人工在鋼筋混凝土閘門槽內首先進行底坎、兩側門槽縫面鑿毛處理，然後依次進行立模、閘門鋼筋安裝、縫面沖洗。混凝土澆築時用ф100、ф50插入式振搗器平倉、振搗，達到設計高程後由人工抹面。澆至頂部時預埋導流孔鋼閘門啟閉支架埋件及滑輪組埋件，收倉後做好混凝土養護工作。

五、關閉導流孔閘門

在現澆鋼筋混凝土閘門混凝土到達70%以上設計強度時，可開始頂部啟閉支架及滑輪組安裝工作，安裝完成後將固定導流孔閘門的鋼絲繩換到導鏈滑輪吊鉤上，調整好閘門封堵開啟位置。在閘門混凝土達到設計強度且工程具備初期蓄水條件時，在現澆混凝土閘門頂部人工操作導鏈滑輪組，使導流孔鋼閘門向下轉動關閉導流孔。

六、鋼筋混凝土閘門導流孔封堵

當施工鋼閘門的導流孔封堵後，由人工在現澆鋼筋混凝土閘門下游側將導流孔出口處割斷的受力鋼筋焊接好，再用混凝土封堵導流孔，從而完成現澆鋼筋混凝土閘門封堵導流洞進水口施工。

七、導流洞堵頭施工

現澆鋼筋混凝土閘門封堵導流洞進水口後，可按設計要求適時進行下游導流洞洞內堵頭施工。

• 勞動力組織

勞動力組織見表1。

表1 勞動力組織情況表

序號	工種	人數	備註
1	管理	6	調度、測量、施工、質量、安全
2	機械操作手	3	反鏟、吊車、汽車司機
3	起重工	2	╱
4	金結制安	6	放樣、電焊、鉗工、車工
5	鋼筋工	6	╱
6	電焊工	4	╱
7	模板工	4	╱
8	澆築工	6	╱
9	電工	2	╱

參考資料：

材料設備

• 主要材料

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》採用施工導流鋼閘門進行不斷流封堵，施工鋼閘門結構根據開始不斷流封堵至水庫下閘蓄水期間工區水文情況、上游圍堰高程等計算確定，保證鋼筋混凝土閘門施工期間導流洞進水口不漫過施工剛閘門，導流孔的過流能力應保證上游圍堰不過流。

無其他需特別說明的材料。

• 主要設備與施工機具

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》採用的主要機具設備見表2。

表2 主要機具設備表

序號	設備名稱	設備型號	單位	數量	用途
1	汽車吊	8噸	輛	1	施工鋼閘門吊裝等
2	手拉葫蘆	2噸	台	4	閘門導流孔啟閉
3	滑輪組	10噸	套	2	閘門導流孔啟閉
4	鋼支架	自製	台	2	閘門導流孔啟閉
5	鋼模板	3015	套	1	混凝土澆築
6	防水服	高腰	件	5	下鋼閘門水中作業用
7	鋼筋彎曲機	GW40	台	1	鋼筋加工
8	電焊機	BX-500	台	4	鋼筋焊接
9	鋼筋切割機	GJ40	台	1	鋼筋加工
10	振搗器	ф100	台	2	混凝土澆築
11	振搗器	ф50	台	2	混凝土澆築
12	自卸車	20噸	台	3	混凝土運輸
13	潛水泵	2千瓦	台	2	排水、養護

參考資料：

質量控制

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》的質量控制要求如下：

• 工程質量控制標準

1.現澆混凝土閘門施工質量執行《水利水電工程質量檢驗與評定規程》、《水工混凝土施工規範》。

2.施工鋼閘門制安執行《水利水電工程鋼閘門製造安裝及驗收規範》。

3.導流洞進水口及門槽結構設計、現澆混凝土閘門設計執行《水工混凝土結構設計規範》、《水利水電工程進水口設計規範》。

• 質量保證措施

1.控制好施工導流鋼閘門門槽及埋件的施工質量，在閘門吊裝前安排人工清理門槽及底坎面，以利施工鋼閘門吊裝作業，並保證不斷流封堵效果。

2.現澆混凝土閘門模板安裝、鋼筋制安、混凝土澆築等施工過程中應注意對導流管的保護，做好臨時支撐，防止碰撞移位或破壞。

3.導流孔閘門在安裝前應在場內進行預拼和啟閉試驗，驗證設計和製作質量和關閉時的密閉性，保證安裝後能正常使用。

4.現澆混凝土閘門澆筑前，應對其門槽及設計範圍內的導流洞底板和側牆混凝土面應進行打毛處理。

安全措施

採用《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.遵守國家、地方安全法律法規及行業施工安全標準規範。成立現場施工安全管理機構，明確各級人員的職責，執行安全生產責任制。

2.施工前編制導流洞進水口不斷流封堵施工專項安全技術措施，並向各級施工人員進行安全技術交底。

3.應重點關注施工鋼閘門吊裝作業，門槽清理、止水加力等水下作業的施工安全。

4.在施工鋼閘門吊裝、導流孔閘門安裝及關閉等過程中應做好高處作業的安全控制。

5.現澆鋼筋混凝土閘門施工倉內及夜間作業時應有足夠的照明。施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規範規定執行。

環保措施

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》的環保措施如下：

1.在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對導流洞進水口不斷流封堵施工中施工燃油、潤滑油、工程材料、設備、生產生活垃圾及廢棄物的控制和治理，隨時接受相關單位的監督檢查。

2.將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。

效益分析

• 經濟效益

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》在廣東錦潭水電站工程施工中產生了良好的經濟效益，與投標時所用傳統的鋼閘門封堵導流洞進水口方案相比，可節省施工成本224萬餘元。

傳統鋼閘門封堵方案所需費用如下：

1）86.7噸鋼閘門制安，636699元；

2）50噸閘門安裝埋件制安，358864元；

3）—台卷揚機採購安裝，455419元；

4）C20混凝土澆築2103立方米，531008元；

5）鋼筋制安174噸，588388元；

合計Σ=2570378元。

該工法進行導流洞進水口封堵，所需費用如下：

1）施工擋水導流鋼閘門、導流孔封堵閘門制安5.1噸，37453元；

2）閘門C30混凝土澆築167立方米，71977元；

3）進水口底板，邊墩C20混凝土澆築344立方米，86860元；

4）鋼筋制安31.9噸，108683元；

5）漿砌石擋牆215立方米，22059元；

合計Σ=327032元。

節省投資總額為：2570378元一327032元=2243346元。

• 社會效益

1）套用《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》可縮短直線工期2到3個月，節省施工固定成本，並可為工程帶來提前發電效益，如廣東錦潭水電站提前2月發電，產生效益600多萬元。

2）套用該工法進行導流洞進水口封堵，不需要大型封堵閘門的上部結構，不但施工工程量較少，難度較低，且對環境的破壞較小。

3）該工法使用的導流洞進水口現澆鋼筋混凝土閘門不斷流封堵技術，提出了一個全新的導流洞進水口封堵觀念和方法。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》的套用實例如下：

錦潭水電站工程位於廣東省英德市境內，樞紐主要建築物由混凝土大壩、引水隧洞、發電廠房組成，是一個以發電為主，兼顧下游地區的灌溉和防洪的綜合利用工程。設計總庫容2.49億立方米，最大壩高123.3米，裝機容量2.7萬千瓦。工程右岸導流洞進水口結構設計為襯砌混凝土後斷面形狀為下方上圓形，寬5.8米，高6.5米，導流洞進水口封堵採用鋼閘門封堵方式，內設一扇重86.7噸平板鋼閘門，35米高啟閉機排架頂部設1台起重能力80噸，自重30噸固定卷揚機。

工程開工時間2003年8月8日，完工時間為2006年5月，在廣東錦譚水電站工程施工中，項目技術人員開展了導流洞進水口不斷流封堵施工技術研究，從2003年9月立項到2006年2月實施，歷時近3年，通過不斷的研究和實踐，確定了導流洞進水口現澆鋼筋混凝土封堵閘門的結構設計和現場實施方案，並在工程套用中形成了該施工工法。套用該工法施工的廣東錦譚水電站導流洞工程，封堵後的導流洞進水口封堵嚴實，沒有出現滲漏水現象，施工質量到達封堵設計要求。節省施工成本220多萬元，提前了工程總體工期2個月。

在錦潭水電站導流洞工程實踐中，施工擋水導流鋼閘門按照2006年1月進行導流洞進水口封堵施工，相應1月份枯水期平均流量，選擇閘門高度。按照水庫壩址2月份最大月平均流量23.4立方米/秒，選擇施工閘門導流孔斷面尺寸。進水口底板，左右側邊墩、上游右側漿砌石擋牆，左右側邊墩在洞口處設兩道門槽等結構設計和施工，經受了2年時間汛期20年一遇洪水的檢驗，經現場檢查未發現損壞現象，結構設計和施工質量好。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《現澆混凝土閘門封堵導流洞進水口施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。