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新坝船闸主体结构物施工情况介绍
一、工程概况
xx运河自xx三堡船闸,沿钱塘江上行入xx,由xx新坝船闸进xx内河途经萧山、绍兴、上虞、余姚，终于宁波镇海，全长238KM，其中xx市45KM。xx运河按内河四级航道建设，建成后通行500T级船舶，xx运河xx段航道工程第二设计段新坝船闸工程位于xx市萧山区义桥镇南xx运河K31+681～K33+546处，是xx运河沟通浦阳江和萧山内河的重要通航枢纽，它的建设对整个xx运河xx段的建设至关重要。
xx运河xx段航道工程（第二设计段新坝船闸航段）第一合同段工程，其中船闸主体单位工程由宁波交通工程建设集团宁波海港工程有限公司承建，工程量包括上、下闸首和闸室。

二、主体结构特点简介
上下闸首均为钢筋混凝土结构，上闸首底板厚3.0米，下闸首底板厚2.5米。上闸首边墩▽+1.20m标高，下闸首边墩▽+1.80m标高设输水廊道，廊道为左右对称布置，下游侧均有输水阀门。上闸首的上游侧，下闸首的下游侧设检修门槽。边墩口门的墩墙均设有水尺、系船环和钢护舷。闸首边墩混凝土内部设空箱，空箱直径为3.0m和2.1m。 上闸首基础为88根600mmAB型PHC桩（设计变更），桩长 16 m；下闸首为121根水泥搅拌桩，桩长2.3～8.8m，桩端进入承载力较高的粘土层不小于500mm。
闸室尺度:闸室有效尺度200×12×2.5米，（闸室长×闸室宽×门槛水深），共十四段，10m×1+15m×12+10m×1。闸室为不透水分离式钢筋混凝土双铰底板，重力式钢筋混凝土墙身，闸室墙高5.8m，闸室底板厚1.0m。闸室的分段和闸室底板的分块均设铜片止水。闸室通长设有系船柱、系船环、系船钩、钢护舷和铁梯。闸室的基础为水泥搅拌桩，全闸室共有水泥搅拌桩1194根，桩基的平面位置和桩长按不同位置的软土层厚度及承载力指标，分5个特征段布置，最大桩长10m。

三、施工工期及主要项目工程量
本工程于2003年12月25日进场开始施工准备，2004年3月开始正式施工，2005年4月完成船闸主体混凝土施工，墙后回填于2005年12月底基本完成，闸首边墩土方回填由于受到闸首启闭机房结构物的外围施工脚手架影响，延迟到 2006年4月完成。具体分部工程施工时间及工程量见下表：
序号
分部工程
施工时间
工作内容
1
地基与基础处理
2004年4月～2004年11月
600mmPHC桩88根，单根16m，共1408 米；水泥搅拌桩 6500米；
2
△上闸首工程
2004年9月～2005年3月
2040 m3砼
3
△下闸首工程
2004年4月～2005年1月
1338 m3砼
4
△闸室工程
2004年5月～2005年4月
8587 m3砼
5
墙后工程
2005年6月～2006年4月
完成土方回填50000 m3
6
附属工程
2004年5月～2005年4月
完成全部的附属设施制安

四、施工工艺简介及质量控制措施
1、关键工序工艺介绍：
（1）、土方开挖及墙后土方回填
①土方开挖
船闸主体基槽位置原地面标高+7.50～7.80m，上闸首基槽底标高-0.80m，下闸首基槽底标高+0.30m，闸室基槽底标高+1.20m。开挖前先铺设便道，便于运输机械、车辆进出。根据主体结构施工方案和施工进度要求，土方施工采用平面分段，立面分层开挖，采用机械开挖为主，人工开挖为辅的方法。开挖采用挖掘机配合自卸汽车进行施工，机械施工作业高度范围自地表到设计基底以上0.5m，待砼搅拌桩完成后，进行人工突击开挖。本工程在开挖全区域大面积采用明沟与集水井相结合、集中用泵向外抽排水的方法进行排水。
由于本工程基坑开挖深度最大近9m，为保证开挖后边坡稳定，使后续工序能顺利进行，项目部在闸室No13段进行开挖试验，按设计边坡1：2.0进行基坑开挖，设置马道、排水沟和排水井，并在边坡上设置沉降位移点，定期观测土体动态，并做好记录，观测结果表明，土坡稳定，满足施工要求。

土 方 开 挖 断 面 示 意 图
②墙后土方回填
闸首边墩、闸室墙身砼强度达到设计要求后，开始土方回填。闸首回填分三个阶段进行，闸首第一次回填到底板标高左右，第二次回填到+4.4m，第三次回填到设计标高。闸室也分三个阶段进行，第一次回填到底板标高，第二次回填到排水管的位置，第三次回填到设计标高。
（2）水泥搅拌桩施工
闸首、闸室和翼墙基础均采用8字形双头水泥搅拌桩加固，设计桩长2m～13m，直径为φ70cm，中心距离51.4cm，桩身设计强度有800Kpa、900 Kpa、1200 Kpa三种。
①、施工配合比及相关参数计算
在施工场地现取土样，采取实地、相应原则，按地基加固区域和土层深度，用挖掘机挖取原状土，用厚聚乙烯塑料袋密封封袋。根据土质、水泥等级等条件，结合以往的施工经验，拟定水泥掺入比，委托试验室进行配合比试验。
据水泥土配合比试验报告单，确定水灰比λ为0.45。根据已知的水灰比，在工地试验室里配制标准的水泥浆，测定水泥浆的密度ρ浆。取原状土，测定土的湿密度ρ土。根据水灰比λ、水泥浆的密度ρ浆、土的湿密度ρ土和水泥掺量，计算出每米水泥搅拌桩的水泥浆用量和段浆量（即每0.1m的水泥浆用量），用来控制水泥搅拌桩施工时水泥浆的质量。
②现场施工准备

a、施工前应将基土挖到各底板底高程加0.5m超高，基坑做好排水措施，基底整平，防止施工机械失稳。测放桩位轴线的基准点经复核后妥善保护，测放轴线的控制点离施工操作区的距离一般不小于5m。放样后用毛竹桩标出桩位，桩位误差不得大于2cm。
b、施工前必须进行施工机具调试准备，确保机械运转正常，满足施工需要。
③、施工工艺流程（示意图如下）：

水泥搅拌桩施工工艺流程
a、就位对中。将搅拌桩机移至桩位，定位对中，启动电机。
b、搅拌下沉。启动搅拌桩机，放松起吊钢丝绳使搅拌机沿导向滑道下沉，边旋转削碎土体，直至达到设计深度；期间工作电流应保持额定值。
c、制备浆液。待搅拌机下沉到一定深度后，按照施工配合比拌制水泥浆，将浆液在集料斗中搅拌均匀后倒入盖有筛网的集料斗中，再次搅动。
d、提升喷浆搅拌。当搅拌头下沉到底端后，同时启动两台灰浆泵，输浆液至喷头喷出，在端头先预喷一定数量的水泥浆，然后搅拌提升，直至设计桩顶标高。
e、重复搅拌下沉。关闭灰浆泵，搅拌轴头下沉至桩底标高。
f、重复搅拌提升。搅拌提升至设计桩顶标高。
g、移位。

h、清洗。当天施工完毕后，向集料斗中注入清水幷开启灰浆泵，将输浆管中残余的水泥浆及搅拌头上粘附的土清洗干净。
重复上述七个步骤，然后进行下一根桩施工。
④、主要注意事项：
a、根据施工经验，深层搅拌桩在施工到顶端0.5m范围内时，因侧向土压力较小，搅拌质量较差，因此施工前将基土挖到各底板底高程加0.5m超高，搅拌桩施工到地面，待开挖基坑时，再将上部0.5m的桩身质量较差的部分挖去；
b、在施工过程中，若由于电压过低或其它原因造成停机使成桩中断时，当搅拌机重新启动时，为了防止断桩，至少将搅拌机下沉50cm再继续制桩；
c、桩身较长的水泥搅拌桩的复搅：一般来说，复搅下沉的深度与喷浆下沉的深度基本保持一致，才能使水泥土得到充分的搅拌。当水泥搅拌桩桩长大于7m时，由于提钻喷浆和复搅下沉的时间间隔比较大，很难复搅到位。为了保证水泥搅拌桩复搅充分，在施工中可以二次喷浆和二次复搅的办法，即钻机先提喷到5m左右，进行复搅下沉，再提钻到5m左右时继续喷浆。
d、由于本工程位置地质变化复杂，设计图有地质勘察资料，但布点较远，所以设计提供的搅拌桩桩长仅能作为施工参考，在实际施工中水泥搅拌桩的桩长控制和质量检测需要根据施工实际情况确定，项目部通过试桩并总结取得了切实有效的控制办法指导整个施工：钻到一定深度时，继续往下钻钻机开始摇晃，工作电流达到正常工作电流的120%甚至以上，在整个钻进过程中桩机工作电流高居不下，说明桩机处于超负荷工作状态，此时应停止钻进，可以提升喷浆搅拌。后来通过资料对比表明，实际施工桩长与设计桩长基本相符，说明该桩长控制方法具有一定的可行性。
⑤、质量检验
经设计、业主、监理和施工四方商讨决定，采取了三种方法对水泥搅拌桩的施工质量进行检验，即动力触探试验、取芯检验、复合地基承载试验，其中7%的桩需要进行动力触探试验，2%的桩需要进行取芯试验，复合地基承载试验做两组，闸室和下闸首各一组。根据试验结果表明，水泥搅拌桩施工质量符合设计和规范要求。
新坝船闸水泥搅拌桩地基处理从2004年4月开始，到12月全部施工完毕，完成水泥搅拌桩1769根，累计桩长6500m，折合水泥土4610M3。

（3）主体大体积混凝土施工
1、砼施工顺序
砼施工顺序本着“先深后浅、先高后低、均衡对称施工”原则，考虑上、下闸首、闸室沉降差异，施工顺序为下闸首→闸室→上闸首，砼采用2台500搅拌站（带自动计量系统）拌制，采用HBT40型砼输送泵输送入模。浇筑完毕后用土工布覆盖洒水湿养护14天。闸室墙身采用定型钢模，闸首因结构变化较多，采用钢木混合模板。
2、分块浇筑的原则
①为了使建筑物整体均匀沉降，避免止水破坏，上下闸首和闸室从底板至上部各层面的施工尽可能同步进行。
②分块厚度最大尺寸小于3m，既利于砼散热，缩短内外温差的要求，也使模板加固难度降低，。
③闸室两侧闸墙底板及闸墙尽量同步浇筑。
④考虑新老砼的覆盖间隔，后一层覆盖前一层砼的时间控制在5～7d。
3、砼分块情况
①上下闸首底板分二层进行浇筑，边墩分三或四层进行浇筑，分层高度根据输水廊道、空箱、阀门井及预埋件的构造特点合理确定。

闸 首 浇 注 分 层 示 意 图
②闸室为分离式结构，共有14个结构段，先施工中间12个结构段，等闸首浇筑到
顶后施工端部2个结构。单个构件浇筑顺序如下图。由于闸墙高度为5.8m，如果采取闸墙整体浇注，构件模板的支撑、加固难度很大，而且砼振捣时模板的侧面压力非常大，容易造成跑模，影响迎水面垂直度和平整度。闸室中心线两侧闸墙应同步对称进行，在砼浇筑前要及时预埋好各种预埋件。

4、闸首的施工
闸首的施工包括垫层底板和边墩的混凝土施工，总工程量包括C10混凝土垫层74.4m3，C25混凝土底板1726m3，C25混凝土边墩1929m3，C25二期混凝土70.5 m3。
4.1 底板施工
底板上下层钢筋的距离很大，适当布置架立筋。在上层钢筋的适当部位应对部分钢筋暂不完全绑牢，以便浇筑混凝土时，施工人员进入钢筋骨架的下层施工，在施工人员撤出后，及时将上层钢筋绑扎牢固。钢筋对焊的接头在帮扎时按照规范要求错开。
混凝土拆模后，覆盖土工布，洒水养护，使混凝土的水化热较好的散发，在混凝土达到70%强度后，即填筑底板外侧的土方，填到与底板顶面齐平。
4.2 边墩的施工
①底板侧模拆除后，开始边墩立模，边墩混凝土浇筑与底板混凝土浇筑的时间控制在5～7d，防止按合部位混凝土的龄期不同，强度不同，收缩量不同，而产生较大的收缩应力，使边墩混凝土产生裂缝。
②边墩的模板采用竹胶合拼制而成，模板的分块兼顾系船钩、系船环、水尺、钢护舷的埋设平面位置和标高。

③左右边墩同时立模，同步浇筑，均衡上升，同一段边墩浇筑时，廊道四周混凝土也均匀对称下料，对称振捣，均匀上升。
④为确保钢筋接头的焊接质量，边墩竖直主筋的现场接长，采用压力电渣压力焊接，避免了手工立焊产生的焊接接头质量的不一致性。
⑤边墩的空箱采用砖模，空箱顶板的模板留在空箱内，不再拆出。
⑥在边墩的顶层混凝土浇筑前，按上部结构的施工要求，将启闭机房立柱，闸门上部门槽，电缆沟、启闭机的安装螺栓，将所有的预埋螺栓、钢筋全部预埋进去。
⑦边墩浇筑到顶拆除模板后，将闸门槽，阀门槽的二期混凝土结合面凿毛，然后安装闸阀门轨道。二期混凝土的模板表面光滑，保证门槽混凝土面的光洁度和平直度。混凝土强度等级为C30，比底板、边墩高一等级。
5、闸室的施工工艺
闸室是船闸主体工程中，混凝土和钢筋总量最大的构筑物，共长200m，14个结构分段，总工程量包括：C10混凝土垫层462m3，C25混凝土底板4410m3，C25混凝土墙身3751.7m3，C25混凝土胸墙91.0m3。
5.1主要施工要求
闸室混凝土钢结构安装件多，外露表面积大，外观质量要求高，我们制作了两套专用的大型钢模板，模板的尺寸、光洁度、强度、刚度满足起吊、安装和混凝土浇筑的需要。
闸室施工的切入点选在靠近下闸首的第2分段，从下闸首向上闸首方向顺序施工，在闸首边墩完成后，再将闸室与上闸首的连接段完成，使形成一个整体。有效的防止了结构物的不均与沉降。
5.2闸室底板的施工
闸室为双铰底板，施工顺序是先浇每一分段的二块边底板，待两侧墙身施工完毕后再浇中底板。浇注中底板前，铺设铰缝的沥青砂板，砂板铺设时用喷灯加热，与边底板粘贴牢固。
闸室底板的分缝均设有止水铜片，止水片的接头焊牢，防止漏水，立模时，将止水铜片可靠的固定，浇筑混凝土时，对铜片附近的混凝土二次振捣，保证止水与混凝土连
结部位的密实性。拆模后，在中底板未浇前，对止水片进行有效的保护，防止践踏，在浇中底板前，对止水铜片逐段进行检查，损坏部位修补牢固。
5.3闸室墙身的施工
在闸室底板完成后，即立模浇筑闸室墙，闸室墙采用为新坝船闸闸室墙施工制作的专用的大钢模，模板的组合适应系船环，系船钩，钢护舷，铁梯的安装。模板采用螺杆对拉固定，对拉杆与模板的接触处设木块隔开。在拆模后，将木块凿出、螺杆截断，用膨胀水泥砂浆填平抹光，一个闸室分段二副模板，同时立模，同步浇筑混凝土。利用龙门起重机相互对撑加固。
在第一段闸室墙浇筑前，该段闸室分段的前一段和后一段的闸室底板应先完成，然后不管是朝上游还是朝下游施工，必须在前一段的闸室底板完成后，才能浇后一段的闸室墙，使闸室底板对地基起反压的作用，不在前一段底板未完成前将闸室墙一次浇到顶
6、大体积裂纹防治措施
根据施工安排，本工程最大单次施工的混凝土方量为550m3，大部分在120 m3左右，按照进度计划安排，施工高峰刚好集中在高温时候，混凝土的拌制、输送、浇筑时间、大体积混凝土的防裂成为施工中的重大控制项目，也是本工施工质量好坏的关键。为了防止裂缝的出现，我们还采取了下列措施，取得了一定的效果。
6.1 控制原材料的质量
①、采用水泥热低的浙江金首P.O32.5水泥；
②、选用级配良好、质地坚硬、干净的桐庐中砂，细度模数在2.4～2.6之间；
③、采用级配连续、质地坚硬、干净的5～31.5mm碎石；
6.2 优化混凝土配合比设计
①、采取加入粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热温度；
②、使用浙江虎山TOR803减水剂，减少水用量，将塌落度控制在8cm左右，降低水化热温度；
6.3 降低砼浇注温度
①、搭设遮阳棚，避免水泥筒、水池、砂石料在太阳下暴晒；
②、浇注前对钢模板进行晒水降温；
③、选择在傍晚等温度较低的时候浇注砼；
6.4 改善施工工艺

①、 分层次数：控制分层厚度在50cm左右，其中墙角前趾（90cm）分层浇注；
②、下料方式：输送泵管出口出用软管连接，软管用粗绳人工牵引，保证砼均匀入仓；
③、振捣方法：振捣棒平行于模板“快插慢拔”，尽量不碰钢筋，禁碰模板；控制振捣时间，防止由于过振产生离析或少振出现气泡。
④、砼搅拌时间：砼搅拌时间不少于90s，确保搅拌均匀；
6.5 加强砼养护
为了了解砼浇注后内部温度变化，我部在闸室墙身东侧No12段进行了温度跟踪观测，根据温度观测数据表明，砼经过8～10天，内外温度趋于平衡，所以至少要保证砼处于潮湿养护状态下不少于10天，在实际施工中混凝土养护期不少于14天。
砼浇注后，先用喷雾养护，等砼表面硬结而遇水不起“皮”时，开挖洒水养护并用土工布覆盖，特别是直立墙面，保证土工布贴住墙面，保证砼表面湿润，防止砼干裂和硬化不完全。
6.6 改善结构配筋
在容易产生裂纹的部位，如边墩廊道薄壁、闸室墙身迎水面部设横向分布钢筋，预防后期收缩裂纹。
五、结语
船闸主体单位工程从2004年3月开始土方开挖，到2005年4月完成船闸主体砼施工，并于2006年8月1日通过浙江省交通厅质量监督站验收，船闸主体单位工程被评为优良工程，船闸主体外观质量评定得90.7分。
作为一名工程技术人员，非常荣幸能够参与到本工程的建设，在工程施工过程中，我深刻地体会到，要保证船闸主体工程的质量，必须注意以下几点：
1、基坑开挖：按照设计边坡进行开挖，在边坡上设置沉降位移点，定期观测土体动态，保证土坡稳定；合理布置排水沟和排水井，加强基坑排水；
2、地基加固：严格按照设计和规范要求进行施工，保证水泥搅拌桩桩身强度，防止上部结构不均匀沉降而产生裂纹；
3、大体积砼浇注：砼产生裂纹的原因主要是温度应力和砼收缩应力，通过优化配合比，减少水泥和水用量以减少水化热、缩短上下层砼浇注间歇、改善施工工艺及加强砼养护等方法，尽量减少裂纹的出现。