翻板閘門水閘閘墻水磨石貼面安裝技術應用

楊齊家，裴志超，高文佳

（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽 110000）

1 工程概況

富春江東洲北支河道位于富陽主城區下游3.0 km，全長12.5 km，一般江面寬150.0～300.0 m。

北支江上游水閘船閘工程位于北支江上游，原上堵壩下游約50.0 m 位置。水閘工程橫跨北支江主河道，水閘工程主體采用平底開敞式結構，主要由3 部分組成，分別為閘底板、閘墩和工作閘門。水閘總體寬度225.0 m，由3 孔組成，單孔凈寬60.0 m，水閘底板順水流方向長30.0 m（見圖1）。

圖1 閘墩結構剖面圖（1:100） 單位：cm

上游船閘工程為一線單級通航建筑物，布置在右岸與水閘相連。船閘主要建筑物包括上下游閘首、閘室、上下游引航道5 部分，總體長度346.0 m。

本工程閘門采用底軸驅動式翻板閘門，水閘閘門尺寸為60.0 m×4.9 m（寬×垂直高），船閘閘門尺寸為16.0 m×4.9 m（寬×垂直高），底軸最大外形尺寸（含拐臂）直徑2.0 m，最大擋水高程6.0 m。水閘各閘孔兩側及船閘上下閘首啟閉機室外側墻立面均采用水磨石貼面，水閘水磨石貼面尺寸8.7 m×7.4 m，船閘水磨石貼面尺寸9.9 m×9.8 m，水磨石貼面厚度10 cm，水磨石規格為800×800×30 mm（見圖2）。水磨石貼面由工作面和非工作面組成，工作面在閘門豎立狀態下與閘門水封緊密貼合，從而保持上下游水位差。非工作面閘門水封與水磨石墻面留有一定的間隙，主要用于閘門啟閉過程中可順暢完成起落。工作面與非工作面間采用1:5坡度平順過渡(見圖3)。

圖2 船閘水磨石貼面圖 單位：cm

圖3 貼面過渡詳圖（1:1）

1.1 工藝原理

通過型鋼短槽式石材干掛結構系統[1]，配合灌漿使水磨石貼面磚形成有機統一整體。其原理是通過預先在閘墩主體結構內埋設預埋件，將承載水磨石塊的豎向鋼龍骨架焊接于預埋件上，橫向龍骨于豎向龍骨相連接，形成鋼構骨架網。水磨石任一對立側面開槽后，通過金屬蝴蝶扣掛件將水磨石塊托掛于龍骨架固定，以形成飾面幕墻，然后采用高強無收縮灌漿材料將飾面幕墻與閘墻間空隙全面封填并振搗密實，以形成完整統一的整體。

1.2 技術特點

1）采用“優勢互補”理念，根據水閘閘門工作區特點，充分發揮干掛不易脫落、鑲貼不易破碎的優勢，有效提高水閘閘墻水磨石貼面的安全性和耐久性。

2）水磨石干掛后全面灌漿，密實填充水磨石幕墻與閘墻間空隙，可使水磨石板與閘墻形成有機整體，有效提高水磨石板抗擠壓、抗沖擊能力和耐久性，可使外露面形成統一的色調避免由于局部泛白變色的弊端，從而保持石材外立面整潔統一。

3）采用水磨石干掛施工較傳統濕貼施工，不僅可降低施工過程中板塊脫落的安全風險和返工頻次，而且可減少漿體養護等強所耗費的時間，能夠保持連續集中作業，施工效率可有效提高。同時，安裝過程中受施工人員技術水平高低、基礎面的凹凸不平以及外界環境的影響較小，可有效保障鉛垂度、平整度、公差等安裝精度，提高水磨石幕墻的整體外觀質量。

2 主要施工工藝

為避免底軸驅動閘門吊裝過程中碰撞水磨石板面而造成破損，閘門整體結構吊裝焊接驗收完成后，兩側水封裝置抽取后存放以預留水磨石安裝空間，安裝過程由下向上，由上游向下游平順進行安裝，水磨石安裝完成后安裝兩側水封再次進行檢查、調試運行。

為使鋼龍骨安裝牢固穩定，安裝過程中根據水磨石板塊的實際尺寸確定錨固件間距，水平錨固件安裝間距不宜大于1.2 m，豎向錨固件安裝間距宜為0.8 m。錨固板采用 200 mm×150 mm×8 mm 鋼板與閘墩主體結構鋼筋牢固焊接在一起，并預埋在閘墩混凝土內，豎向龍骨采用10 #熱鍍鋅槽鋼，水平龍骨采用∠50 mm×50 mm×5 mm 熱鍍鋅角鋼，水平龍骨按石材實際規格大小分格牢固焊接于主龍骨，所有焊縫均做防腐處理。

2.1 錨固件安裝

為確保埋件的安裝精度，其軸線位置的控制至關重要，單孔2 閘墩主體結構鋼筋安裝完成后，清理底部縫面雜物并沖洗晾干使基礎面潔凈干燥無塵。單孔2 個閘墩同時放樣，在模板上定位閘墩中軸線，并與已澆筑完成部位的軸線進行復核。然后在模板頂部和底部相對應位置分別定位2 個點，并做好標記，再以模板上的閘墩中軸線控制埋件預埋平面位置，待各埋件位置調整完成后，與閘墩主體結構鋼筋網片焊接牢固。閘墩及啟閉機室混凝土澆筑完成拆模后，再次整體復核并在混凝土上標記中軸線，采用墨線彈出每條龍骨中軸線。

2.2 水磨石貼面基礎鑿毛

為保證灌填高強無收縮灌漿材料與混凝土面牢固粘貼，并滿足止水要求，需對將水磨石貼面部位閘墩混凝土表面進行全面鑿毛處理，鑿毛深度5～10 mm，鑿除表面浮漿并微露粗骨料，清除碎屑，并用高壓水沖洗干凈。同時灑水使混凝土面保持潮濕狀態直至灌填高強無收縮灌漿材料。

2.3 鋼構龍骨架安裝

閘墩混凝土面鑿毛完成后，根據墨線彈出的龍骨中軸線，將豎向龍骨與同軸線所有預埋件牢固焊接在一起。為使龍骨整體處于同一立面，在貼面上下游兩端及中間部位各安裝一道主龍骨，然后根據水磨石板塊規格，在石板立面頂部同一高程面拉線做為外立面控制線。主龍骨安裝采用水平尺配合激光水平儀控制立面垂直度，調整完成符合要求后，再與錨固件焊接。

水平龍骨安裝前，根據水磨石板塊規格進行水平方向分布，并根據水磨石側面開槽部位，在距水平龍骨端部5 cm 處的水平面打設10 mm 的圓孔，用以便于蝴蝶扣掛件安裝。水平龍骨分布于主龍骨兩側，并與主龍骨滿焊連接在一起。為使水磨石水面外露部分整體美觀，根據水磨石貼面整體高度，結合水磨石板塊大小，由上向下排版，確定第一層水磨石板塊所在高程，并在其頂部焊接固定首層水平龍骨，然后根據標準塊大小依次焊接固定剩余部分水平龍骨直至閘墩頂部。

熱鍍鋅鋼龍骨按設計及規范要求安裝完成后，焊縫處補刷防銹漆2 道和銀粉漆1 道。

2.4 水磨石塊安裝

各閘墩水磨石塊安裝前，應進行預拼裝、編號，并對底部、邊角等特殊部位量測尺寸，統計數量，根據所得尺寸切割準備相應規格數量的石板。水磨石塊板準備完成后，在石板任一對立面相對應位置各開設2 個寬為6～7 mm，深度30 mm，長度50 mm 的凹槽，并清理干凈內部石粉及其他雜質。板材開槽后不得有缺楞掉角、裂隙、崩裂等損壞現象。

水磨石塊安裝由下向上進行，首層石板安裝前，采用水準儀、水泥砂漿對閘墩與底板交界面進行找平處理至首層石板預定安裝高程，并對底部封閉處理，以防后期灌漿過程中漏漿。

龍骨安裝完成驗收合格后，按照預拼排版圖，水平向按照既定高程拉通線以控制各層各塊安裝水平度，立面垂直度則以水平尺配合激光水平儀加以控制。水磨石塊通過金屬蝴蝶扣掛件插入側面凹槽內，注入干掛專用粘結膠，凝固后檢查穩定情況，符合要求后，采用螺栓臨時固定于龍骨架上，在通過金屬扣件微調至符合水平垂直度要求后，擰緊螺栓固定。水磨石幕墻各層安裝過程中，均需即時進行層間垂直度檢測，允許偏差不大于2 mm，如發現偏差過大則及時進行調整。

2.5 灌漿嵌縫

水磨石干掛施工完成后，檢測整體墻面的平整度、垂直度和穩固性，符合要求后進行下一道工序施工。由于在閘門運行過程中閘門與水磨石幕墻墻面緊密貼合，而水磨石幕墻與閘墩立面間存有一定的間隙，受到外力擠壓極易造成墻面石材板塊破損而影響閘門正常運行。

為避免閘門運行故障，水磨石幕墻與閘墩間空隙采用高強無收縮灌漿材料封填密實，灌漿材料采用細石混凝土，隨拌隨用，材料粒徑不大于20 mm。封填灌漿與水磨石板安裝交叉進行，逐層安裝逐層灌漿封填。為避免水磨石板后產生空腔，使后期運行過程中發生破裂現象，封填灌漿需嚴格按照要求振搗密實，從而使幕墻墻面形成有機統一的整體。

2.6 平整度檢測處理

水磨石貼面安裝灌漿封填完成后，對整體表面平整度進行初步檢測，局部不符合要求部位作出標記，并標明處理范圍和厚度，待封填灌漿強度達到設計要求后，采用角磨機打磨處理。水磨石墻面整體處理完成后，安裝閘門水封，緩慢進行閘門啟閉試運行，以觀察墻面板狀態，復測墻面平整度及垂直度直，對不符合要求部位作出標記和處理厚度，至閘門運行狀態正常。

2.7 成品保護

水閘閘墩、船閘上下閘首啟閉機室外立面石材施工完成驗收后，對貼面石材進行清理，并做好成品保護。

3 關鍵技術

3.1 錨固件安裝

錨固件安裝位置的準確和質量將直接影響鋼構骨架的穩定，從而影響水磨石幕墻整體結構的受力，因此，錨固件安裝過程中，應當及時量測復核其位置的準確，符合要求后，與閘墩主體結構鋼筋焊接牢固，以防混凝土澆筑過程中碰撞移動或滑落?；炷翝仓瓿珊?，豎向龍骨安裝前，再次檢查并復核錨固件安裝質量，發現偏差及時補救。

3.2 水平龍骨安裝

水平龍骨作為支撐水磨石板塊的直接部件，而且直接影響著水磨石板塊整體立面的垂直度和平整度，進而間接影響閘門啟閉是否順暢。水平龍骨安裝前，根據排版圖將各層各道安裝位置在豎向龍骨上做好明顯標記；安裝工程中，按照排版預定位置和長度與豎向龍骨滿焊牢固，必要時，采用膨脹螺栓加以錨固；安裝完成后，采用全站儀配合水平尺和水平激光儀復核水平龍骨水平和豎向位置，允許偏差應控制在 2 mm 以內，如偏差過大及時矯正。

4 質量控制要點

4.1 質量控制標準

1）水磨石石材表面質量需滿足表1 的質量要求。

表1 水磨石石材表面質量表

2）龍骨焊接工程質量驗收標準見表2。

表2 龍骨焊接工程質量驗收標準表

3）水磨石貼面止水工作面技術要求見表3。

表3 水磨石貼面止水工作面技術要求表

4.2 質量控制措施

1）安裝基準控制。為調整土建施工誤差，同時減少水磨石板塊切割工序，石材干掛施工前，須先整體量測主體結構輪廓及尺寸，并根據水磨石板塊大小確定放線基準線，以其為基準逐層確定各個分格線立面位置，石材平面與主體間距，以保證石材干掛完成面的垂直度。

2）龍骨安裝質量控制。為避免由于龍骨安裝錯誤或者誤差，而影響整體外立面石材干掛安裝質量，分別采用激光鉛垂儀和水平儀對每根豎向和橫向主龍骨安裝進行符合檢查，安裝過程中由專職的質檢員進行抽檢，以保證龍骨安裝的質量。

3）連接件安裝質量控制。連接件在整體結構中數量多、配件多，連接件的安裝質量的好壞對外立面石材干掛的穩定至關重要，為避免連接件漏加固多采用工序班組交叉檢查，即由下一道工序施工班組人員檢查上一道工序班組施工質量狀況，以使各部位連接件安裝加固至最佳狀態，從而保證工程的施工質量及安全。

4）板材制作安裝質量控制。板材制作安裝前，復核龍骨和連接件位置，并按照順序做好編號和標記。將加工的石材面板與安裝部位對應編號，檢查板體尺寸是否準確和有無破損、缺楞、掉角，按施工要求分層次將石材板擺放可靠，擺放時下墊木方。

金屬掛件緊托上批飾面板，并在石材面板的切槽口內注入石材膠，以保證飾面板與掛件的可靠連接。安裝時，宜先完成洞口四周的石材板鑲邊，以免安裝發生困難。每安裝一層檢查調整垂直誤差，以免誤差積累。

5 結 語

鋼短槽式石材干掛系統配合全面灌漿施工，不僅避免了由于干掛施工所預留的空隙，在受到外力作用的情況下而使得水磨石貼面發生破碎，同時避免了由于鑲貼施工長期外露，而造成水磨石貼面的脫落，而且避免了水磨石脫落帶來的安全隱患，有效保障了水磨石安裝精度、平整度、完整性和整體性，提高了工程施工安全和質量，值得類似水磨石貼面工程施工參考借鑒。