涵閘除險加固過程的分析

摘 要：漿砌石污工結構涵閘工程，經(jīng)過多年運行，逐漸老化，造成水土流失，所在堤段有時會出現(xiàn)塌坑破壞。通過外部破壞情況、水流狀況等跡象分析工程的破損程度，合理采用維修加固措施，排除險情，從而延長工程的使用壽命。

關鍵詞：涵閘 除險 分析 水泥粘土灌漿

中圖分類號：TV6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0053-01

漿砌石污工結構涵閘，在以前廣泛地應用于海堤涵閘的建設中。由于海堤涵受潮汐、海浪的作用，工作條件復雜，且隨著運行時間的加長，或不規(guī)范的運行操作，其結構上的缺陷逐漸顯現(xiàn)出來，勾縫老化脫落，砂漿在水壓力作用下慢慢流失，造成所在堤身的水土流失，危及堤圍安全。

1 工程概況

培隆涵正面臨海，是一座漿砌石污工結構的排水涵閘，涵身曾經(jīng)加長，迎水面翼墻、護坡均采用漿砌石結構，多年來運行正常。于去年堤身背水坡平臺涵身北側出現(xiàn)一塌坑，直徑1.2 m，深約1 m。

2 險情的觀察分析及搶險措施的確定

根據(jù)初步了解到的情況，塌坑的形成可能是因繞流或滲流造成涵周回填土流失，土體內(nèi)部存在較大的孔隙。為確保安全，立即停止工程的日常運行，并進一步利用不同水力條件觀察分析，以求取得更多的信息，有的放矢，確定合理的搶險措施，達到除險加固的目的。

2.1 根據(jù)水流條件的觀察分析

（1）漲潮至高潮位下閘觀察：在漲潮時，關閉內(nèi)外兩道閘門，通過渠系節(jié)制閘調(diào)控圍內(nèi)排水，使匯水前池處于最低水位，觀察漲潮過程中，存在較大水位差時，前池及背水坡是否存在閘底滲流或繞流。在此過程中，沒有發(fā)現(xiàn)逸出點，池中水保持清澈，背水坡土體也沒有出現(xiàn)滲水。

（2）漲潮引水觀察：在潮水位高于內(nèi)水位情況下引水觀察水流變化，此時水位差不能太大，以防造成進一步的破壞。觀察時潮水位0.3 m，前池水位0.0 m。在閘門完全開啟，自由出流時，觀察到水流呈黃色渾濁；調(diào)整閘門開度，產(chǎn)生孔口出流，發(fā)現(xiàn)底部水流清澈，閘門兩側水流呈黃色渾濁。

（3）退潮排水觀察：在內(nèi)水位高于潮水位情況下排水觀察水流情況，由于觀察時排水量小，流速慢，水流渾濁程度較輕。

（4）退潮至最低潮位觀察：隨著潮水位的下降，關閉內(nèi)外兩道閘門，使前池水位高于潮位，觀察迎水坡護坡的滲流情況，經(jīng)觀察，沒有發(fā)現(xiàn)滲流現(xiàn)象。

2.2 結果分析及除險措施

通過出現(xiàn)的險情和以上不同工況進一步的觀察分析，可以判斷：涵壁砂漿脫落，在水流負壓的作用下，涵壁周圍土體被攜帶而出，排水量越大，流速越大，土料流失越嚴重。背水坡和平臺的情況較嚴重，而堤身尚未形成貫穿性的滲流通道。隨后進入涵閘中檢查，查明涵身破損的主要位置，是在后期加長新老涵壁的接縫處。查明塌坑形成的原因后，決定采取涵身補填砂漿、重新勾縫，對塌坑回填土后對涵周土體進行灌漿補強等措施。本文只對灌漿的設計和施工觀察分析做進一步介紹。

3 水泥粘土灌漿設計

根據(jù)本工程情況，灌漿孔平行于涵軸線布置，共5排，涵上1排，涵壁兩側各2排，排距2 m，孔距2.5 m（見圖1）。兩側灌漿孔孔底高程低于底板基底高程0.8 m，作用點到達涵周、涵身及涵基底。灌漿過程分兩孔序，涵上和外側兩排為第一孔序，內(nèi)側兩排為第二孔序，以達到更好的補強土體和涵壁的效果。

灌漿材料選用水泥粘土漿。粘土漿可灌性強，為加速漿液凝固，提高固結體強度，達到更好的整體性和穩(wěn)定性，摻入15%的水泥。

本工程設計采用有壓灌漿，灌漿管上端孔口持續(xù)灌漿壓力控制在0.12 MPa以內(nèi)，瞬時最大壓力不超過0.2 MPa。參考本地區(qū)近年來的經(jīng)驗，在該壓力漿液能很好滲透貫穿孔隙，提高土體的密實性，達到灌漿的預期目的。

4 灌漿觀察分析

4.1 冒漿點的觀察

灌漿先用稀漿，此時必須觀察冒漿點，借以判斷分析涵周回填土及地基土的破壞情況，驗證工程措施的正確與否。本次灌漿出現(xiàn)兩處較為集中的冒漿點，一是涵身，與預先分析情況相同，漿液的滲出，可清晰地看到涵壁的破壞情況，給涵身有針對性的補強提供了幫助；二是前池，在北側背水坡灌入稀漿時，前池出現(xiàn)冒漿，通過壓砂反慮，阻止了繼續(xù)冒漿。

從冒漿點位置看，原先通過水流情況觀察分析判斷是正確的，涵身受破壞，背水坡填土破壞程度較嚴重，空隙大，繼而破壞范圍向前池發(fā)展，形成薄弱環(huán)節(jié)，在灌漿壓力作用下，漿液貫穿通道，從前池逸出。因此背水坡包括平臺段是灌漿補強的重點部位。

4.2 灌漿壓力的觀察

灌漿過程中隨時觀察孔口壓力，若持續(xù)低壓時間過長，說明空隙較大，可適當增加灌入量和復灌次數(shù)，保證固結體的密實度。

4.3 裂縫觀察

灌漿工程中應對迎水坡防浪墻、翼墻、背水坡?lián)跬翂ξ恢眉暗躺磉M行密切觀察，一旦出現(xiàn)裂縫，應立即停止灌漿，確保安全后再減壓續(xù)灌。這也是判斷是否終孔的一個條件。

5 結論

本工程通過采用水泥粘土灌漿結合其他補強措施進行搶險加固，達到了預期的效果，通過探孔取土，見其土體密實，固結程度好，過涵水流不再渾濁。到目前為止，未出現(xiàn)新的塌陷，或沉降，涵閘運行正常。

只有根據(jù)工程實際情況分析險情形成原因，準確判斷破損情況和程度，有針對性地制定經(jīng)濟合理的除險加固方案，才能做到及時除險，加固涵閘，確保工程安全，延長工程的使用壽命。

參考文獻

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