三峡永久船闸闸室底板消能盖板施工（郑学忠,范双柱）

关 键 词: 船闸闸室;消能盖板;施工;三峡永久船闸

中图分类号: U641.3+ 1 文献标识码: A

1 工程概况

三峡永久船闸为双线五级船闸，每级船闸闸室底板（除分流口外）设计均有出水孔和消能盖板，2～5闸室部分底板还设计有冲淤孔，但冲淤孔顶部没有消能盖板，先期采用30mm厚的钢板封堵。出水孔顶部设计有消能盖板，其中出水孔和消能盖板原设计为现浇混凝土结构，出水孔及消能盖板后变更为预制钢筋混凝土结构。每级船闸双线各有消能盖板96个。为板凳状结构，总高度为100cm，长度为700cm，宽度为140cm，周边为40～50cm高的翼缘，翼缘及顶部均为20cm厚的薄板结构，底部设计有4根立柱，断面尺寸均为20cm×50cm，高为80cm。消能盖板预制混凝土工程量为3.56m3/块，钢筋制安221kg/块，配筋率相当高，每块消能盖板自重达13t。待消能盖板预制件满足强度要求后，安装在闸室底板预留杯口位置，利用预埋的钢板用焊接方式将预制件和底板连接为一整体，对从闸室底板出水孔冲出的压力水起到消能作用。

2 施工特点

（1）消能盖板预制工程类似于小型板梁柱钢筋混凝土结构施工。

（2）预制件自重和自身结构尺寸大，预制件运输、安装比较困难。

（3）结构内钢筋密集，钢筋和模板制安难度、工作量相当大，工艺要求高，且混凝土成型后的养护、保温等工序亦至关重要。

（4）工期要求比较紧，模板、操作平台、施工场地一次性投入比较大。

3 施工布置

（1）施工场地选择。预制场地选在上游右靠船墩130m高程处，该处为开挖回填区，首先平整碾压场地。为防止地基局部沉陷，不影响预制件的质量，浇筑了30cm厚的混凝土地坪，作为消能盖板预制平台。

（2）施工用水电均就近取用。

（3）混凝土、钢筋、模板等材料运输采用15t自卸汽车完成，消能盖板预制件采用20t或40t平板车运输，并在安装现场采用已布置的轨道式门塔机进行安装调试。

（4）将预制好的消能盖板转至预制厂集中，充分利用预制平台。

4 确定预制方法

在混凝土地坪满足强度后，开始进行消能盖板预制准备工作，如果消能盖板直接摆放在地面上，则其翼缘底部仅有30cm高的空隙，施工人员无法进行内侧模板施工，因此预制时，如何进入消能盖板内侧是确保施工的关键，可将消能盖板内侧地面降低并预留一入口，或将消能盖板整体抬高60～80cm。

现场施工选用了以下两种方法:①将消能盖板内侧地形降低，降低深度为100cm，并在两端设台阶，预留进出口，以便施工人员进入并进行固定、拆除模板以及混凝土养护工作;②将消能盖板整体抬高60cm，4根立柱基础采用混凝土预制块或利用槽钢自制的铁板凳作为垫块。

5 施工优化

首先搭设施工排架，施工排架采用37.5mm钢管搭设，内侧为双排架，外侧各设一排，内侧排架搭设完成后，及时进行内侧及承重模板的安装。

预制时采用定制的成型钢模板拼装，模板采用4mm厚的钢板制作而成，承重模板均为异型模板，4个角处承重模板拼装缝均与轴线有15°的夹角，以便模板拆除。4个角的异型模板均由3个面组成，而且将3个面相交点改为R=5cm的圆弧面，以确保模板能够拆除。其他边角部位均采用异型模板拼装，翼缘底部为R=10cm的圆弧，该部位采用定制成型的圆弧模板，模板大部分采用螺栓连接，部分采用扣件连接。模板固定采用内拉、外撑相结合的方法进行，内外侧脚手架连接为一个整体。混凝土强度满足设计要求后及时拆除模板，发现外表平整度满足设计要求，没有错台、挂帘等现象。但出现过清水砂现象，技术人员及时要求在模板拼缝易出现清水砂的位置夹泡沫塑料条，根据拆模后成效不断调整泡沫塑料条的尺寸，对仍然不能杜绝清水砂的则采用BW-Ⅱ止水条代替，同时不断改善混凝土振捣质量，从而消除了这种现象。

施工过程中，确保4根立柱底部、外围翼缘底部、承重模板顶部以及混凝土浇筑收仓后表面在一个水平面上，这是决定消能盖板安装精度的关键，因此在施工过程中多采用水平仪进行控制，但精度控制很不理想。为此在施工中使用透明软管，管内装水来检查校核4根立柱底部、外围翼缘底部、承重模板顶部的水平度。在混凝土收仓时，顶面采用50mm钢管平放在收仓面上，管内装水进行滚动检查收仓面的水平度。

消能盖板结构中板内均为双层钢筋网，钢筋保护层仅1～2cm，钢筋密至只能采用φ30以下软轴振捣器振捣，所以采用一级配混凝土浇筑，混凝土标号为R28 250。但因施工工期比较紧，又考虑到模板周转、场地等问题，为提高施工效率，经与现场监理、设计联系将混凝土标号改为R7 250，从而加快了施工进度（每块消能盖板施工时间缩短了15d），提高了模板周转次数，确保了预制平台使用率，从而降低了投入，缩短了施工工期。

消能盖板通过每根立柱底部外露的12cm长的4根φ25的钢筋与预留杯口内预埋的钢板连接，因而焊缝质量是保证连接质量的关键因素，焊接完成后即可开始预留杯口回填，回填料由原设计的环氧砂浆改为R28 250一级配钢筋混凝土，并与植筋相结合。在消能盖板预制完成并通过联合验收后运至施工现场，安装时主要利用现场已布置的门机网络完成，吊至安装位置后及时进行调平，调平工具主要采用4个角各设的一个吊锤。通过顶部设水平仪和测量控制关键点高程的方法进行消能盖板调平，从多个角度检查调平后，及时采用钢板垫实。由于在预制及闸室底板施工过程中严格控制了施工质量和施工精度，所以安装过程非常顺利。

6 混凝土保护及温控

6.1 养护

在消能盖板浇筑完成后及时进行养护（0℃以下气温不养护），前3d为洒水养护，后期均为常流水养护。因结构自身特点，内侧养护很难到位，为了确保养护质量，在内侧设计一个简易支撑架，在养护水管上钻有很多小孔，并将水压力调整到不损坏混凝土质量为原则，固定在支撑架上，确保消能盖板内外侧表面均养护到位。

6.2 温控

（1）夏季施工。混凝土采用7℃预冷混凝土，运输过程中顶面设遮阳蓬，尽可能在晚上或阴天浇筑，特殊情况下，则采用喷雾机形成雾状小气候，浇筑完成后及时将顶面覆盖，在模板外侧及顶部进行常流水降温。

（2）冬季施工。边浇筑边进行覆盖，浇筑完成后，及时将顶面覆盖，外围全部封闭起来，防止冷风贯入。保温材料为EPE保温被，厚度3cm，在保温被内放置了温度计，经多次统计发现内部温度均在16～24℃之间，所以保温效果比较好。安装前，低温季节对所有消能盖板均进行了保温。

7 施工中存在的问题和结构优化的建议

（1）消能盖板面与面相交均为直角，若将内外侧的面与面相交改为圆弧面连接，这样对结构受水的冲刷及耐蚀性有利，也有利于施工和质量控制。

（2）安装消能盖板时，立柱外露钢筋与预留杯口中预埋钢板为焊接连接，但因立柱处空间太小，焊接时操作相当困难，焊接速度也相当慢，若立柱先期预埋钢筋外露形式改为“L”型，焊接时就方便多了，质量也容易得到保证。

（3）在消能盖板安装完成后，预留杯口凿毛全部完成并验收合格后，即可开始混凝土浇筑，但浇筑至与立柱底面相接时，存在难以完全结合密实的问题，若立柱底面为斜面则接触面可更密实。

8 结语

在三峡永久船闸南线1、2级闸室底板消能盖板预制中共计使用了8套定制的专用模板，每块消能盖板从开始施工到可以转运一般仅需要15d时间，消能盖板预制共历时8个月，安装历时2个月。消能盖板预制质量比预期的效果好，结构尺寸以及安装相对误差小。

若消能盖板为现浇混凝土，待底板浇筑完成后再进行消能盖板施工，工期远远无法满足要求，而且内侧模板如何加固、拆除等问题难以解决，所以改为预制混凝土是保证施工工期、提高经济效益的一种优化方案。

作者简介: 郑学忠，男，武警水电第一总队第一支队总经济师，高级工程师。