關(guān)于某大型水閘閘前鋪蓋破壞的原因及處理對(duì)策研究

韓猛+周穎

摘 要：本文針對(duì)高良澗閘前鋪蓋存在嚴(yán)重裂縫造成滲漏的問(wèn)題，在詳細(xì)介紹工程除險(xiǎn)加固情況和分析破壞原因的基礎(chǔ)上，提出對(duì)上游防滲鋪蓋拆除重建和對(duì)防滲鋪蓋上部表面以下混凝土進(jìn)行壓力灌漿加固的兩種方案，最終選用的第二種方案。在投入運(yùn)用后用實(shí)際效果表明，該處理方法使得該閘達(dá)到了原設(shè)計(jì)的抗?jié)B要求，為保護(hù)閘體工程的正常運(yùn)用發(fā)揮了重要作用，期望該方案的提出能夠?yàn)橥?lèi)工程提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：水閘 閘前鋪蓋 壓力灌漿

1.工程概況

高良澗閘位于江蘇省淮安市洪澤縣高澗鎮(zhèn)境內(nèi)，是灌溉總渠的渠首，為洪澤湖的控制工程之一，設(shè)計(jì)流量800m3/s，建成于1952年6月。高良澗閘的主要作用是泄洪、灌溉、航運(yùn)等作用，它在投入運(yùn)行之后取得了諸多良好的實(shí)際效益：其一，排泄淮河的洪水；其二，實(shí)際引用淮水的灌溉面積350萬(wàn)畝；其三，補(bǔ)給運(yùn)河、灌溉總渠沿線(xiàn)城市航運(yùn)、發(fā)電用水。此外，高良澗閘還與總渠其他水利工程相互配合發(fā)揮了巨大的綜合效益。

2014年10月1日，高良澗閘進(jìn)行第五次除險(xiǎn)加固，主要內(nèi)容包括：拆除建橋頭堡及啟閉機(jī)房，拆除重建消力池、護(hù)坦，對(duì)海漫進(jìn)行灌漿修補(bǔ)，新建導(dǎo)流墻，兩岸護(hù)砌工程，混凝土修補(bǔ)及防碳化處理等。

2.閘前鋪蓋破壞原因

在此次加固過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鋪蓋表面沖蝕嚴(yán)重，檢測(cè)人員在垂直水流和順?biāo)鞣较蚋鏖_(kāi)一道深槽，槽寬50cm，面層槽口須進(jìn)行切割，切割深度約 3cm，槽底在原下層防滲鋪蓋面層上約5～10cm，保留原上層鋪蓋的鋼筋，槽兩端到閘室或翼墻底板的距離不小于100cm。開(kāi)槽檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重安全隱患，鋪蓋不密實(shí)，孔隙較多，呈蜂窩狀，形成有橫向貫穿裂縫穿透鋪蓋，最大的裂縫寬達(dá)48mm，鋪蓋滲徑被大大減短。

在經(jīng)過(guò)分析研究該閘的原設(shè)計(jì)文件、竣工資料、運(yùn)行狀況等材料之后，總結(jié)了鋪蓋破壞原因。

高良澗閘建設(shè)于20世紀(jì)50年代初期，當(dāng)時(shí)施工水平的限制，整體工程質(zhì)量較低，雖然在建閘之后的多年來(lái)已經(jīng)進(jìn)行了多次的加固和大修，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，老化現(xiàn)象越來(lái)越明顯，已經(jīng)埋下了諸多的安全問(wèn)題。

在對(duì)鋪蓋進(jìn)行了嚴(yán)格的檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)：鋪蓋下部和上部表層混凝土的密實(shí)性目前相對(duì)較好，主要缺陷是鋪蓋表面普遍遭到了沖蝕，各塊鋪蓋都存在或多或少的不密實(shí)區(qū)（窖潮點(diǎn)），特別是右邊的第一塊鋪蓋，出現(xiàn)了成片的不密實(shí)區(qū)，形成了類(lèi)似裂縫一樣的滲水通道，最終導(dǎo)致鋪蓋表面存在大面積的窖潮，上游鋼筋混凝土防滲鋪蓋長(zhǎng)大約有40.5m、總厚度在已經(jīng)60-80cm范圍內(nèi)，共分為兩層，分別地，下部的30cm厚是建閘時(shí)澆筑，而上部的30-50cm是后期加固時(shí)澆筑。而以上的檢測(cè)結(jié)果顯示為上部表層以下的混凝土中存在大量的蜂窩孔隙，鋪蓋的防滲性能大大降低，這將對(duì)防滲安全會(huì)造成非常不利的影響，已經(jīng)嚴(yán)重束縛了該節(jié)制閘的安全平穩(wěn)運(yùn)行。因此，為了從根本上消除安全問(wèn)題，在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)上游的防滲鋪蓋進(jìn)行進(jìn)一步的加固措施是必不可少和不容忽視的。

3.處理方案

基于以上闡述的各項(xiàng)破壞原因，工程部提出對(duì)上游防滲鋪蓋拆除重建和對(duì)防滲鋪蓋上部表面以下混凝土進(jìn)行壓力灌漿加固兩種方案，以下是這兩種方案的詳細(xì)介紹。

3.1上游鋪蓋拆除重建

將原鋪蓋徹底拆除，然后新建防滲鋪蓋，鋪蓋共分8塊，分2排修建，每排各4塊，鋪蓋面高程為7.5m，厚度為0.5m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，保留原防滲板樁墻，閘底板與鋪蓋間、順?biāo)飨蜾伾w間均用拉筋連接，保留原阻滑板的作用。

3.2上游鋪蓋壓力灌漿

在原上游鋪蓋上，對(duì)上部下層鋪蓋進(jìn)行鉆孔壓力灌漿，灌漿孔間距、排距大約都為1.0cm，孔底在原下部防滲鋪蓋面上方大約2cm，避免鉆孔時(shí)損傷原下部防滲鋪蓋；灌漿孔口連接管用藥卷錨固劑錨固，灌漿結(jié)束后將連接管割除至深度4cm，用環(huán)氧砂漿封孔；灌漿液為純水泥漿液，漿液水灰比為1：1，空洞密集處加密灌漿，灌漿壓力不可以太大，不超過(guò)0.5Mpa，嚴(yán)禁將鋪蓋的頂層頂穿，需要通過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)來(lái)確定；按順序逐孔灌漿，壓力維持0.5Mpa約2分鐘即可停灌。相鄰孔冒漿的，冒漿后即關(guān)閉孔口閥門(mén)直至無(wú)周邊孔口冒漿。24小時(shí)后復(fù)灌。復(fù)灌仍然能夠灌入的，24小時(shí)候再次復(fù)灌，直至不能灌入時(shí)終孔，每孔初灌或復(fù)灌結(jié)束后5小時(shí)左右用有壓水洗孔，保證再次灌漿時(shí)連接管暢通；對(duì)不密實(shí)區(qū)（窖潮點(diǎn)）進(jìn)行局部鑿除，澆筑微膨脹C30細(xì)石混凝土；灌漿施工前圍堰內(nèi)水位控制在7.4m以下，排出鋪蓋空隙內(nèi)的積水；對(duì)鋪蓋間伸縮縫內(nèi)填料（柏油板）上部大約10cm范圍內(nèi)的進(jìn)行剔除，灌注柏油封閉。

3.3處理方案選擇

在將方案一：對(duì)上游防滲鋪蓋拆除重建和方案二：對(duì)防滲鋪蓋上部表面以下混凝土進(jìn)行壓力灌漿加固進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)的分析對(duì)比之后，兩個(gè)方案都具有可行性。方案一可以從根本上解決高良澗閘的防滲問(wèn)題，與原設(shè)計(jì)功能完全符合，但是所需要的施工時(shí)間較長(zhǎng)，需要大量的資金投入；方案二在經(jīng)過(guò)一系列的處理之后可以與原設(shè)計(jì)功能相契合，資金投入在正常的工程款范圍之內(nèi)，所需要的施工時(shí)間較短，施工操作方便快捷，但是不一定能夠?qū)⑷康匿伾w灌密實(shí)，內(nèi)部很有可能留有一部分的蜂窩。結(jié)合以上的各方面分析，考慮到本次高良澗閘工程的加固經(jīng)費(fèi)有限，而且要求的施工時(shí)間較短，最終工程部決定采用方案二，即對(duì)防滲鋪蓋上部表面以下混凝土進(jìn)行壓力灌漿加固的方案。

4.處理效果

高良澗閘閘前鋪蓋通過(guò)對(duì)上部表面以下混凝土進(jìn)行壓力灌漿的加固處理，施工過(guò)程中加強(qiáng)施工過(guò)程質(zhì)量控制，精準(zhǔn)調(diào)控壓力灌漿壓力，優(yōu)化施工工藝，注重流程管理、嚴(yán)格仔細(xì)檢測(cè)，較好地解決了鋪蓋滲水問(wèn)題，符合了原設(shè)計(jì)的要求。經(jīng)過(guò)處理之后的裂縫并沒(méi)有繼續(xù)的擴(kuò)展，它的裂縫寬度、表面平整度以及下游滲流溢出情況仍然能夠保持不變，完全處于正常運(yùn)行狀態(tài)。以上結(jié)果顯示，對(duì)防滲鋪蓋上部表面以下混凝土進(jìn)行壓力灌漿加固的方案是成功的，是可以執(zhí)行的與此同時(shí)，它還具有設(shè)計(jì)施工便捷、投資力度較小等諸多的優(yōu)勢(shì)，值得被大范圍地推廣應(yīng)用。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高良澗閘工程順利完工并在投入使用之后取得了優(yōu)質(zhì)的成效，實(shí)現(xiàn)了良好的防滲效果。工程在投入運(yùn)行之后，2015年累計(jì)開(kāi)閘78次，總共泄流15.94億m3；2016年累計(jì)開(kāi)閘78次，總共泄流26.36億m3，下游流態(tài)有了較為明顯的改善，工程運(yùn)行安全穩(wěn)定。在證明該防滲方案是科學(xué)合理的同時(shí)，管理人員要加強(qiáng)巡視檢查，注重工程觀(guān)測(cè)，定期進(jìn)行水下探摸檢查，確保工程安全運(yùn)用，發(fā)揮效益。

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