姜堰套閘加固改造工程質量控制探討

時間:2022-05-02 16:18:57

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姜堰套閘加固改造工程質量控制探討

摘要:加固改造工程特殊性在于在原有建筑物基礎上,缺陷部位加以改造和優化,實施過程中會遇到不同于新建工程的問題和困擾。就姜堰套閘加固改造工程施工中植筋工藝、降排水措施、混凝土裂縫質量控制等進行了總結。

關鍵詞:水閘;加固改造;植筋工藝;降排水;混凝土裂縫;質量控制

1工程概況

新通揚運河以南的328國道是里下河水系與長江通南水系的分隔線,通南水系屬高沙土地區,與里下河地區相比,兩側地面高程相差2.0m左右,水位長期高于里下河水系1~2m,對里下河腹部地區形成威脅。沿線建筑物的主要作用是擋長江流域通南高地的高水位,在一定條件下還可利用自然水位落差調節里下河地區水質水環境。此外,由于通南地區面向長江,排水較快,在里下河地區出現超標準洪水時,存在借道通南排泄里下河地區高水的機遇。姜堰套閘位于328國道沿線,設計標準閘室長140m,寬16m,底板高程-2.0m。根據檢測復核結果以及運行中存在的問題,需對其進行加固。江蘇淮河流域已建成比較完善的防洪、除澇、調水、擋潮、降漬水利工程體系,能有效促進社會經濟發展[1]。姜堰套閘加固改造工程為江蘇省淮河流域重點平原洼地治理工程泰州市姜堰區境內工程。該工程緊鄰328國道,位于新老通揚運河之間,姜堰西郊中干河上,是姜堰區的一座流域控制性建筑物,作為上、下河的水運要塞,集水系調節、防洪擋排、灌溉引水、交通運輸、生態屏障等諸多功能于一體,為保障地區防汛安全、促進全區經濟社會發展發揮了巨大效益。姜堰套閘建于20世紀70年代,設計標準較低,主體結構混凝土老化、設備老化。雖在20世紀90年代經過大修,但迄今已運行40多年,由于結構老化、銹蝕嚴重等問題危及運行安全和工程效益發揮,為此需對工程進行加固改造。根據工程檢測資料和安全復核成果,套閘加固存在較多的安全隱患,具體表現在以下問題:混凝土強度等級偏低、碳化嚴重;工程病害較多;上下閘首為人字門,無法承受雙向水頭;閘門外觀總體不符合設計要求;啟閉機外觀性能狀態不符合設計要求。針對上述問題,提出如下加固措施:(1)土建部分:拆建上閘首及啟閉機房、上游翼墻、上閘首第一節閘室墻;下閘首為加固改造工程,老閘首空箱基礎仍然保留,新建排架及啟閉機房。(2)金結部分:上、下閘首閘門均改造為升臥門,更換啟閉設備。(3)電氣部分:更換變壓器、配電房低壓開關柜;增加套閘自動控制及視頻監視系統。

2加固改造方案比選及施工

2.1施工工藝及質量控制

2.1.1截滲方案比選本工程閘室地基土質比較復雜,地下水豐富,承壓水頭較高,且閘區兩側居民樓林立,因此,保證施工降水滿足既施工要求,又防止周邊建筑物產生不利影響,是本工程施工降排水難點。常用的基坑截滲方式有水泥攪拌樁、鋼板樁等,就本工程實際情況對以上兩種截滲方式進行比選,見表1。考慮本工程工期緊,任務重,最終選定方案二鋼板樁作為截滲樁,同時兼顧支護作用。通過制定周邊建筑物監測專項方案,對建筑物位移沉降及地下水位的變化等進行全程監測,對監測成果進行分析,結果表明在施工期間,鋼板樁截滲效果較好,確保了周邊建筑物的安全,節省了工期。2.1.2混凝土裂縫質量控制與植筋工藝本工程上閘首結構為塢室結構,混凝土用量大,為大體積混凝土工程,混凝土澆筑過程中的裂縫控制是施工的重點。除常用的裂縫控制措施如加強溫控、埋設冷卻水管、增設溫度分布鋼筋、降低泵送混凝土塌落度(<16cm)等,同時參考類似成功的裂縫工程案例,本工程實施過程中還添加了抗裂纖維措施,施工期間未出現裂縫大于0.2mm的有害裂縫[2],有效保證了工程質量。大量植筋錨固施工也是本次加固改造工程一大特點,主要包括以下幾種情況:①二期混凝土與老混凝土之間植筋錨固連接;②拆建鋼筋排架在老閘墩上生根的錨筋;③門槽豎向鋼筋錨固連接。以下閘首閘室墻部位植筋設計為例,植筋布置見圖1,植筋工藝見圖2。在施工期間,對植筋施工工藝進行專題方案,對施工中對原材料質量的控制、鉆孔質量控制、清孔質量控制、植筋質量控制、溫度要求等都按規范設計要求層層把關,保證了植筋施工質量,確保下閘首主體工程結構安全。

2.2升臥門應用

本工程加固改造中,上下閘首閘門更換為升臥門型式,與直升式閘門相比,升臥式閘門能顯著降低啟閉機臺排架高度,提高水工建筑物的抗震能力。同時,其側封水不伸入門槽內,門葉的寬度比直升式閘門要小、閘墩厚度較薄,減少工程量,降低了工程造價。升臥式閘門相對與船閘用人字門,升臥門結構為平面板梁結構,制作工藝簡單可靠,閘門采用卷揚式啟閉機啟閉,是傳統的機械傳動方式,操作簡單方便管理。結合臨近類似工程,升臥門運行均安全可靠,可保障船只通航要求。

2.3管理自動化、信息化提升

水利工程和民生息息相關,服務于大眾,信息自動化應用于水利行業也是大趨勢,滿足水利工程安全高效運行[3]。本工程配置計算機自動控制系統,能實現對套閘實時監控和信息管理。本工程自動控制系統采用分層分布開放式星形結構,分為三級,即遠控級、主控級和現地控制級,操作方式相互閉鎖,實現“無人值班,少人值守”的目標。自動控制系統設有套閘運行狀況模擬顯示和閘門、閥門的啟閉機工作指示。通過工況模擬顯示,值班人員在控制室可了解閘門啟閉機運行狀態,便于管理人員操作管理,節省人工和時間成本,滿足船只快速過閘要求,實現管理自動化、信息化提升。

2.4注重建筑與周邊環境相融合

城市的水文化景觀與當地的水環境不可分割,傳統文化和地域文化滋潤水文化,新時代水利工程旨在打造人水和諧新畫卷[4]。姜堰套閘作為水運要塞,又位于城區之中,本次加固改造中對其進行具體設計時,將姜堰民居中屋頂這一要素作為切入點,提取解析并加以抽象,將傳統的瓦屋面雙坡屋頂重構成金屬桿件的坡屋頂形式,形成完整輕盈的屋面線條輪廓。深灰色的屋頂線條與白色實墻面形成了強烈的灰與白、線與面的色調和構圖關系,形成獨特的肌理效果,營造出姜堰特有的水鄉風情。讓環境影響建筑,使二者在尊重文化、尊重藝術、尊重自然的基礎上和諧地融為一體,最終達到自然與人水和諧共生的境界。

3結語

姜堰套閘加固改造工程目前已通過竣工驗收,運行情況較好。通過實施加固改造,消除了該工程安全隱患,提高了船閘防洪、通航能力,對促進地區國民經濟健康穩定發展,保障下游地區防洪安全,具有十分重要的意義。對今后同類工程的實施,有一定的借鑒作用。

參考文獻:

[1]葉健.貫徹落實流域綜合規劃推進江蘇淮河流域水利現代化建設[J].治淮,2013(8):15-17.

[2]SL191—2008,水工混凝土結構設計規范[S].

[3]宋志琴.電氣自動化在水利水電工程中的應用[J].建材與裝飾,2020(27):291-292.

[4]繆建雄,鮑虎章.城市水文化建設的思考[J].農業科技與信息,2020(9):107-108.

作者:陳春梅 陳敢峰 畢超 鞠俊 張潔明 單位:泰州市水工程管理處 泰州市水利工程建設處 江蘇省水利勘測設計研究院有限公司 泰州瑞榮建設工程服務有限公司