泗阳闸拆建工程关键性复杂技术难题解决措施分析

吕晓波 祁德丽 钱 杭 蒋 雯 吕鸿燕 朱 杰

（作者单位：江苏省骆运水利工程管理处 223800）

一、前言

泗阳节制闸位于江苏省宿迁市泗阳县城东约2.5km 处的中运河上，和平行布置的南水北调泗阳站、泗阳二站共同构成泗阳水利枢纽，是中运河段梯级控制之一。该闸具有防洪、排涝、灌溉、发电等综合功能，是骆马湖泄洪通道之一。原泗阳闸建成于1960年，共17 孔，设计流量1000m3/s。泗阳闸加固工程计划于2013年汛后实施，因地方闸桥工程计划于2013年5月建成通车，考虑为地方建设和经济社会发展服务，江苏省水利厅2012年12月批复同意泗阳闸工程提前实施，工程总投资7938 万元。根据沂沭泗流域洪水特点，要求2013年5月底必须具备水下工程运行条件，总工期比原计划工期缩短4 个月时间，在主工期100 天内要完成老闸拆除、原闸址下游35m 处重建7 孔×10m 净宽、设计流量1000m3/s 的新闸和2 孔3m 净宽的小水电站。工程结构本身并不复杂，但其工期要求和施工强度，在江苏水利工程建设史上罕见，建设任务艰巨。

二、工程特点和难点

1.工期紧，施工强度大

主工期仅有100 天，除去节假日，有效工作时间极其短暂,每天平均需完成混凝土350m3。由于骆马湖三条泄洪通道中徐洪河进行航道扩建干法施工而断流，新沂河在6月份麦收前无法行洪，中运河作为骆马湖行洪通道之一变成唯一通道，防洪压力大，节点工期没有任何余地。

2.水文地质条件复杂

基底有两层承压含水层，基面下土层软弱需进行基础处理，有效降排水措施和边坡防护是保证基坑施工的关键。

3.施工场地狭小

老闸拆除，新闸重建，闸桥工程三个项目同在一个场区施工，干扰大，统筹协调合理进行工场布置是确保工程施工顺利进行的保证。

4.多条关键线路交叉平行作业

闸室、上下游连接段3 个工程同时施工，需要协调好同交通路桥施工干扰，线多、面广、量大、人杂，工期紧造成质量和安全风险加剧。

5.金属结构制作安装难度大

工期要求7 扇弧型和4 扇平板闸门启闭机所有埋件只能一期预埋，闸门启闭机制作安装进度和精度控制同样是控制工期的关键。

6.特殊季节施工

为确保工程进度和质量，必须采取科学合理、切实有力的冬季及雨天施工的技术措施。附近古黄河桥施工，交通、水利两个工地的只有一条进场临时便道，下雨天气设备材料进场难度加大。

三、技术控制措施

通过加强技术控制，及时解决了施工导流、施工围堰、基坑降水、基础处理、埋件一次安装、滚水堰施工、闸室关键线路压缩调整等关键性复杂技术难题，取得了显著成效。

1.施工导流难题

原初设泗阳闸施工导流方案为泗阳站反向发电、洋河滩闸入六塘河、刘集地涵入徐洪河三条出路，由于徐洪河同期扩航断流施工不具备导流条件，总六塘河的沿线水质为劣Ⅳ类，总六塘河下泄涝水会引起淮沭河水源污染，六塘河也不具备导流条件，所以初设导流出路仅剩泗阳站反向发电一条，施工期洪涝水无法安全下泄。

解决措施：根据泗阳闸上游河道情况、地质、水文条件和建筑物枢纽布置等特点，本着充分利用和挖掘现有工程潜力、降低工程施工导流期间的导流设施建设及管理运行费用的原则，经过现场察勘，并对导流方案进行了综合技术经济比较，采用“分时段分流式”导流方案，增加了洋河滩闸或六运涵洞经二干渠入新沂河的20m3/s 流量，和在保证麦收及水源安全情况下嶂山闸入新沂河300m3/s 流量两条出路，保证了泗阳闸施工期度汛安全。

2.下游施工围堰难题

上游施工围堰由地方政府帮助实施，原设计下游围堰布置在距老闸下游170m 处，与河道中心线垂直，采用粘土填筑围堰，堰高8.5m，水下边坡为 1∶4，取土区需临时征地34.2亩，中间跨越泗阳二站引河，需架设临时贝雷架桥。

难点：一是工程正式开工后再进行围堰施工，加上围堰填筑加固、闸塘排降水需至少一个月时间，工期目标无法完成。二是取土区征地拆迁难度大，周期长，运距远，复垦难，贝雷桥建设成本高。三是下游河道淤泥层较厚，围堰边坡稳定周期长，闸室清淤难度大。

解决措施：一是请示批准提前发包实施临时施工围堰，为主体工程具备开工条件争取时间。二是取消征地拆迁取土区，采用和地方土地置换方式，在闸室南侧就地取土。三是下游围堰布置向下游平移100m。四是围堰填筑前老闸开大流量对新闸室河道冲淤。实际11 天围堰合拢，完成土方6万m3，围堰水下边坡最多达1 ∶15。减少了后期主闸室施工清淤量，让出了大面积作业空间，提前了时间，节省了投资。

3.基坑降水难题

基坑外部水头差较大，达10m，基底有承压含水层，地下水丰富，中间的淤泥层不透水，加之开工后连续雨雪天气，闸塘变成了烂泥沼泽地，原采取深井降水措施效果不明显，施工中断，工期滞后10 多天，基坑降水是影响工程进展关键因素。

解决措施：在基坑周边新增6 套封闭轻型井点降水，局部采取双排甚至多排针井，并辅以扩大开挖面、加大明排的措施。在采取了深井、针井、明排等一系列降水措施后，集中全部水力冲土与机械挖土设备，双管齐下，日夜不停施工，仅用了3 天时间就把闸塘开挖到位，为工程进入底板基础施工奠定基础。

4.基础处理难题

原设计闸室底板基础处理方式为换填水泥土，上下游翼墙基础处理方式为水泥土和水泥搅拌桩。难点：闸底板换填水泥土施工周期长，受气候影响大，土质含水量、拌合碾压等工序质量不易控制。翼墙基础处理难点在于翼墙形式分别有空箱式和扶壁式，翼墙基础底高程相差较大，有斜坡段和垂直段连接，受工期制约部分翼墙之间无法按照先低后高正常顺序施工，相邻翼墙之间基础水泥搅拌桩无法施打。

解决措施：闸底板换填水泥土改为素混凝土和水泥土褥垫层两种方式。翼墙基础高低差较大搅拌桩施打采用基础高程底部分预先回填到相邻翼墙底高程，然后底基础超填部分空钻后再次开挖，高底基础相邻衔接面采用连环套打的连续水泥搅拌桩基础，保证了基础的稳定，同时解决了高低翼墙无法同时施工的难题。实践证明基础处理方式的优化调整为打开整个工作面奠定了基础。

5.弧形闸门埋件一次安装难题

弧形闸门双向支铰座、轨道原设计为二期预埋，根据进度计划由于闸墩的施工期仅40 天，闸墩完成后还有后续滚水堰和闸门底坎施工，工期要求所有埋件必须一次预埋。难点：时间紧，每联孔能预埋时间只有2 天时间，埋件体量大、结构复杂、高空作业、安装精度要求高，并且所有埋件无固定支撑部位。

解决措施：制作了可调节的钢构支撑装置，实现10m 多的弧门轨道按照一点固定、平侧面可自由调节的预期目标。双角度支铰采用模型支铰进行校对，支铰预埋螺栓根据实际比例模型固定，保证了模板刚度和预埋精度，为后续工程施工节省了大量时间。

6.梯形滚水堰施工难题

难点：时间紧，一个圆角梯形滚水堰高3m，就是一个小型水工建筑，一般施工每联孔至少需要花一个月时间，工期要求必须7 天完成。堰形为薄壁渐变流线型结构，成型困难，无法一次立模浇筑，锚固插筋密集，振捣难度大，同时堰顶要一次预埋弧形闸门底槛。

解决措施：按图制作了7 个滚水堰样板，对反弧段、斜坡段、正弧段、圆弧段等几个关键部位，都制订了立模、固定、拆模等作业指导方案，精确到每分钟，不同形式模板采用活动卡扣结构，便于及时拆移，自制加长混凝土振捣器，确保在有效时间内进行原浆收面，保证了混凝土内在质量和外观的流线线条，实际41 天就完成7 孔滚水堰。

7.闸室关键线路优化难题

通过备足资源，调整方案，科学严密制定了基坑开挖→底板基础混凝土、水泥土→ 底板→6～7 号孔闸墩、公路桥→小水电尾水层→1～2 号孔闸墩岸墙→公路桥 6～7 孔排架与工作桥→1～2 孔排架与工作桥→小水电水轮机层→6～7 号孔滚水堰→3～5 号孔闸墩及公路桥→3～5 号孔排架及工作桥→3～5 号滚水堰→闸门启闭机安装调试关键线路的流程，实现了“人、机、料、法、环”等各个要素的有机融合，取得了显著的成效。仅以南二联孔（6～7 号孔）为例，前后历时28 天就完成了双孔节制闸的全部工作，从5m高程上升到26.3m，用时77 天完成整个闸室段，实现了平均每10 天就建成一孔10m 净宽水闸的惊人速度。

四、结语

泗阳闸工程通过精心组织、设计、施工，精准控制，时间换空间，抢进度、抓质量、保安全，圆满完成了施工任务，是江苏水利工程建设的一个又好又快的示范典型工程，也是省属单位与县区互助合作双赢的典范工程。工程建设过程充分展现了水利行业团结拼搏、密切协作、敢于胜利良好形象，为地方经济社会又好又快发展提供了水利支撑和保障■