水利建设中泵站水闸的施工技术研究

1 水利建设中泵站水闸施工的特点

泵站水闸施工因功能复合性与环境特殊性，呈现出显著区别于普通土木工程的技术特征。以濠城站闸一体工程为例，其施工特点主要体现在以下四方面：

1.1 施工环境复杂

濠城站位于安徽省灵璧县与固镇县交界的沱河河段，站址处揭露地层包含 9 层结构，表层分布 0.2～0.5m 厚的淤泥层（ ①2 层），下部为高压缩性的淤泥质重粉质壤土，地基承载力仅 80kPa。施工期间需应对地下水位波动（勘探期间埋深 3.2～4.1m⋅ ）与沱河季节性洪水，尤其在 5~9 月汛期，河水位可达 13.52m ，易引发基坑涌水与边坡失稳。此外，工程区域地震基本烈度为 Ⅶ 度，要求所有结构满足抗震设防要求，进一步增加了施工难度。

1.2 技术要求高

该工程采用 “闸站结合” 布置模式，左侧泵站设计引水流量 40.0m³/s ，安装 4 台立式轴流泵机组（总装机 4000kW）；右侧节制闸为 7 孔开敞式结构，20 年一遇排洪流量达645.0m³/s ，需同步实现防洪、排涝、蓄水、灌溉等多重功能。施工中需精确控制：

流道尺寸：泵站进水流道为钢筋砼流线弯肘形，净宽 5.3m ，长度误差需 ⩽5mm 闸门精度：节制闸工作闸门采用露顶式平面定轮钢闸门，安装垂直度偏差 ⩽1/1000

水力衔接：闸站之间设置 C30 钢筋砼空箱隔流墩，确保流态平顺，水头损失控制在 0.1m 以内。

1.3 施工安全风险大

工程涉及深基坑开挖（泵房基坑最深达 11.0m）、高空作业（启闭机房高程 28.70m ）及水下结构施工三大高风险环节。基坑边坡主要由 ③1 层砂壤土构成，该层渗透系数达 2.0×10 ，易发生管涌；汛期施工时，需同步应对河道来水与施工降水的双重压力，为此工程采用 “深层搅拌桩防渗墙 + 轻型井点降水” 联合措施，防渗墙深度达 15m ，确保基坑干作业条件。此外，金属结构安装中使用的 QPKY- ⋅2×250kN 液压启闭机，单台自重达 8.5t，吊装作业需严格控制起吊角度与制动精度。

1.4 对周边环境影响大

施工区域紧邻沱河河道，需保护水生生态系统。工程采取：

施工废水处理：设置三级沉淀池（总容积 500m³ ），处理后悬浮物浓度 ⩽30mg/L 水土保持：对 5.719km 疏浚河道两岸采用 C20 砼预制块护砌，边坡比 1:3；

生态修复：在节制闸右侧翼墙设置 2.7m 高生态挡墙，植入本地草本植物。同时，工程涉及 147 亩临时用地，施工后需按原地类标准复垦，复垦土壤有机质含量需 ≥1.5% 。

2 水利建设中泵站水闸施工技术的要点

濠城站闸一体工程通过针对性技术创新，解决了复杂地质条件下的施工难题，其关键技术要点如下：

2.1 泵站基础施工技术

2.1.1 地基处理

针对表层淤泥与淤泥质土的不良特性，采用 “水泥土搅拌桩 + 换填” 复合处理方案：搅拌桩参数：直径 500mm ，桩长 8m ，水泥掺量 15% ，单桩承载力特征值 ≥180kN ，处理后复合地基承载力达 120kPa ；

换填范围：泵站前池区域采用级配砂石换填，厚度 2m，分层碾压（压实度 93% ）。对于泵房核心区，采用 Φ600 钻孔灌注桩基础，桩端嵌入 ④ 层重粉质壤土（承载力 230kPa, ），有效桩长 15m ，单桩竖向承载力特征值 ⩾1800kN 。

2.1.2 混凝土施工

大体积混凝土（泵房底板厚 1.3m）采用 “双掺技术” 控制裂缝：

配合比：水泥（P.O42.5）用量 280kg/m³ ，粉煤灰取代率 30% ，矿粉取代率 20% ，坍落度 180±20mm ；

温控措施：预埋 Φ50 冷却水管，通水流量 1.5m³/h ，内外温差控制 ⩽25^∘C ，表面覆盖 3层阻燃棉被养护，养护期≥14d。混凝土试块 28d 抗压强度达 35MPa ，抗渗等级 P8。

2.2 水闸闸室施工技术

2.2.1 模板工程

节制闸闸室采用 “钢框竹胶板” 组合模板体系：

面板厚度 15mm ，钢肋间距 300mm ，背楞采用双 Φ48×3.5 钢管；

支撑系统：立杆间距 600×600mm ，步距 1.2m ，顶部设置可调托撑，模板垂直度偏差控制在 3mm/m 内。对 7 孔闸室分三段浇筑，每段长 22m ，段间设置 2cm 宽橡胶止水带。

2.2.2 钢筋与混凝土施工

钢筋工程：闸墩纵向钢筋采用 Φ25HRB400E，绑扎搭接长度 45d，保护层厚度 50mm ，采用塑料垫块控制；

混凝土浇筑：分 3 层浇筑（每层厚 1.5m^′ ），使用 Φ50 插入式振捣器，振捣间距 ⩽500mm ，振捣时间 15~30s。闸室牛腿等复杂部位采用 Φ30 振捣棒补振，确保密实度。

2.3 金属结构安装技术

2.3.1 闸门安装

平面钢闸门：采用分节吊装（每节重 6.8t），安装前检查门叶扭曲值 ⩽3mm ，通过临时支撑调整垂直度，最终偏差 ⩽1mm/m ；

止水装置：P 型橡胶止水带接头采用热硫化连接，压缩量控制在 2～4mm ，通过水压试验（0.1MPa， 30min ）确保无渗漏。

2.3.2 启闭机安装

液压启闭机安装关键控制指标：

油缸中心线偏差 ⩽2mm ；

活塞杆垂直度 ⩽0.5mm/m ；

试运行时，闸门全开 / 全关时间偏差 ⩽5% 设计值，无爬行现象。安装后进行 1.1 倍额定荷载静载试验，持荷 10min 无变形。

2.4 电气设备安装技术

2.4.1 电缆敷设

动力电缆采用 YJV22-10kV- 3×120mm² ，沿电缆沟支架敷设，弯曲半径 ≈20D ；控制电缆采用 KVVP2-450/750V-12×1.5mm² ，穿 Φ50 镀锌钢管保护，与动力电缆间距⩾100mm 。所有电缆头采用热缩式，绝缘电阻测试 ⩾1000MΩ 。

2.4.1 自动化系统调试

监控系统：实现闸门开度、水位、流量等参数实时采集（精度 ±0.5%⟩ ），远程控制响应时间≤1s；

保护系统：设置过流、过载、液位过低等 6 类保护，动作值误差 ⩽5% ，动作时间 ⩽0.1s. 联动调试时，模拟 50 年一遇洪水工况，验证闸站协同调度功能。

3 施工质量控制与管理措施

3.1 质量控制体系

建立 “三检制 + 第三方检测” 机制：

原材料控制：钢筋、水泥等主要材料需提供出厂合格证并见证取样，钢筋力学性能检测合格率 100% ；

工序验收：地基处理、混凝土浇筑等关键工序需经监理验收，第三方检测单位对混凝土强度进行回弹法抽检（合格率 95% ）；

档案管理：采用 BIM 技术建立三维模型，关联施工记录（如混凝土试块报告、隐蔽工程验收单），实现全过程可追溯。

3.2 安全管理措施

深基坑防护：设置 1.2m 高防护栏杆，坡顶 5m 范围内严禁堆载，采用测斜仪监测边坡位移（报警值≤5mm/d）；

高处作业：启闭机房脚手架搭设高度 28.7m ，立杆基础硬化处理（C20 砼，厚 100mm ），搭设完成后承载力测试 ≥2kN/m² ；

应急准备：编制防汛预案，储备 1500m 编织袋、2 台应急水泵（流量 100m³/h^⋅ ），汛期实行 24h 值班制度。

3.3 环境保护措施

噪声控制：选用低噪声设备（昼间 ⩽70dB ，夜间 ⩽55dB ），对破碎机等设置隔声罩；

扬尘治理：施工现场安装 PM10 监测仪，土方作业时开启雾炮机（覆盖半径 ），车辆出场前冲洗轮胎；

废弃物处理：钢结构焊接废渣集中收集，交由有资质单位处置，危险废物（废机油等）单独存放，转移联单齐全。

4 结语

濠城站闸一体工程的实践表明，泵站水闸施工需实现技术针对性、质量可靠性与环境协调性的统一。通过创新软土地基处理工艺、优化闸站协同施工流程、强化全过程质量管控，该工程成功解决了复杂地质条件下的施工难题，其关键技术指标均优于设计要求（如混凝土结构裂缝宽度 ⩽0.2mm ，闸门渗漏量 ⩽0.1L/(s⋅m). ）。

未来，随着智慧水利的发展，泵站水闸施工将向数字化、绿色化方向升级。建议进一步探索 BIM+GIS 技术在施工模拟中的应用，推广低碳建材（如工业固废掺合料）与可再生能源（如光伏供电系统），为水利工程高质量发展提供技术支撑。

参考文献

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