共產(chǎn)主義閘改建工程防滲布置分析

□劉應(yīng)雷 □鄭建花 □梁海霞

（焦作市黃河工程局）

一、工程概況

黃河共產(chǎn)主義閘改建工程位于河南省武陟縣境內(nèi)黃河北岸大堤上，該閘原為6孔開敞式水閘，于1958年建成，1981年進(jìn)行了加固處理。由于建筑物高程比現(xiàn)有大堤低1.62m，不僅不能滿足防洪要求，復(fù)核閘室抗滑安全系數(shù)為0.84，也達(dá)不到1級建筑物的安全要求。其它如閘身構(gòu)件損壞嚴(yán)重，混凝土開裂、底板滲水等問題較多。

鑒于該閘是穿越黃河大堤工程，位置重要，不但屬1級建筑物，且位于國務(wù)院明確要求的防洪固守堤段，承擔(dān)著超標(biāo)準(zhǔn)洪水的壓力，另外考慮到該閘下游現(xiàn)有近20000hm2配套設(shè)施齊全的灌區(qū)，故須進(jìn)行改建加固，以消除險(xiǎn)點(diǎn)，確保工程的防洪安全。改建要求：拆除老閘，重建新閘。

新閘址位于原閘址以東120m，為3孔涵洞式水閘，設(shè)計(jì)引水流量40m3/s，單孔尺寸2.8m×3.5m，全閘總長172.0m。其中上游防沖段長6m，漿砌石防護(hù)段長10m，防滲鋪蓋段長16m，閘室段長10.4m，后接3孔2.8m×3.5m穿堤涵洞，洞長80m，分為8節(jié)，出口消力池段長20m，漿砌海漫段長16m，干砌石防護(hù)段12m，防沖槽6.6m。機(jī)架橋采用肋型板梁結(jié)構(gòu)，支撐于墩頂排架上，其上布置啟閉機(jī)房。閘室與引渠采用扭曲面連接。引水閘下游的消力池亦采用扭曲面，并通過海漫和防沖槽與灌區(qū)總干渠連接。

二、防滲布置

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘探報(bào)告顯示，新閘址處堤身土和閘基土主要為壤土、輕粉質(zhì)壤土，顆粒較細(xì)，不均勻系數(shù)＜5，很容易發(fā)生流土型滲透變形，所以如何做好防滲布置是工程施工的關(guān)鍵。

根據(jù)地質(zhì)條件和上下游水頭差，以及消能防沖等綜合分析，制定如下防滲排水布置：

（一）鋪蓋及閘室段防滲布置

共產(chǎn)主義閘閘室兩側(cè)繞滲采用粘土截滲的方法，從大堤頂部沿大堤上游坡面至混凝土防滲鋪蓋前端，全部采用粘土截滲，兩側(cè)截滲的范圍大于鋪蓋的長度。混凝土結(jié)構(gòu)與粘土的接觸面采用瀝青麻布防滲。

由于涵閘為細(xì)砂地基，按照滲徑系數(shù)法初估基礎(chǔ)防滲輪廓線長度L=C·ΔH，其設(shè)計(jì)防洪水位上下游水位差為9.57m，滲流出口設(shè)置反濾的粉細(xì)砂允許滲徑系數(shù)c=9～10，基礎(chǔ)防滲長度應(yīng)在86.13～95.7m，閘室前設(shè)有混凝土防滲鋪蓋，從鋪蓋前端至消力池內(nèi)第一排排水孔，地下防滲輪廓線水平投影總長度合計(jì)為106.4m，完全滿足防滲長度要求。同時(shí)，在防滲鋪蓋與閘室的接縫和涵洞末節(jié)與消力池的接縫處，也在混凝土內(nèi)部埋設(shè)兩道橡膠止水帶，縫內(nèi)填塞聚乙烯閉孔板，確保防滲要求。

（二）涵洞段防滲布置

共產(chǎn)主義閘設(shè)有8節(jié)涵洞，每節(jié)涵洞的兩端采用3道止水防滲，從內(nèi)到外為混凝土表面粘貼橡皮，混凝土內(nèi)部埋設(shè)兩道橡膠止水帶，縫內(nèi)填塞聚乙烯閉孔板。這樣的防滲措施可以確保涵洞分縫的止水效果。涵洞接頭四周設(shè)置粘土截水環(huán)，用以防止洞身外圍產(chǎn)生的集中滲流。

三、滲流穩(wěn)定計(jì)算

采用上述防滲布置，在設(shè)計(jì)防洪水位和最高運(yùn)行水位2種方案情況下，根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中的改進(jìn)阻力系數(shù)法對共產(chǎn)主義閘進(jìn)行滲流穩(wěn)定計(jì)算。

式中：ζ0為進(jìn)、出口段的阻力系數(shù)；S為板樁或齒墻的入土深度（m）；T為地基透水層深度（m）。

滲流計(jì)算結(jié)果表

《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，細(xì)砂的允許坡降水平段0.07～0.10，出口段為0.30～0.35，并且當(dāng)滲流出口處設(shè)濾層時(shí)，可加大30%。因下游消力池下設(shè)有2層土工布為濾層，所以允許坡降增大為表中數(shù)據(jù)。可見，2種方案均滿足本工程滲流穩(wěn)定控制指標(biāo)要求。

四、結(jié)論

共產(chǎn)主義閘改建工程中所采用的多種防滲布置措施，大大減小了滲流破壞，確保了工程建設(shè)質(zhì)量，通過后期的多次檢測均符合設(shè)計(jì)要求，所以，采用多種防滲布置措施在涵閘工程值得推廣應(yīng)用。