關(guān)于灌區(qū)渡槽建設(shè)設(shè)計(jì)方案的幾點(diǎn)探討

劉 歡

（酒埠江灌區(qū)管理局，湖南 株洲 412307）

1 基本情況

渡槽在灌區(qū)的輸水體系中是一個(gè)非常重要的建筑物，酒埠江灌區(qū)干渠上共有渡槽48 座，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，許多渡槽出現(xiàn)了或多或少的問(wèn)題，除了結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，主要集中在渡槽漸變段滲漏、漿砌石邊墩漏水開(kāi)裂、伸縮縫滲漏等（見(jiàn)圖1～圖3）。根據(jù)多年的灌區(qū)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)分析，渡槽滲漏問(wèn)題除了施工技術(shù)、施工質(zhì)量等外部因素影響以外也與當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)方案有一定的關(guān)系。在后續(xù)的渡槽建設(shè)過(guò)程中，建設(shè)方根據(jù)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)方案向設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了變更建議，經(jīng)過(guò)了幾年的運(yùn)行后，目前新建渡槽運(yùn)行良好，尚未出現(xiàn)以前常見(jiàn)的問(wèn)題，下面就幾個(gè)部位變更前后設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析。

圖1 萬(wàn)牛坪渡槽

圖2 鹿鳴嶺渡槽

圖3 市里渡槽

1999 年新建的萬(wàn)牛坪渡槽，建成后不久，通水時(shí)坡腳一直滲漏，邊墩和伸縮縫找不到明顯的滲漏點(diǎn)。2014 年建成的鹿鳴嶺渡槽邊墩滲漏，疑似因漿砌石漸變段處滲漏引起。2015 年改建市里渡槽因面臨灌溉壓力，冒雨鋪填伸縮縫，質(zhì)量控制不到位，通水后不久便出現(xiàn)伸縮縫滲漏。

2 方案比較分析

2.1 渡槽漸變段

渡槽漸變段原設(shè)計(jì)方案是采用M7.5 漿砌塊石砌筑側(cè)墻，底板采用細(xì)粒C10 混凝土鋪填20 cm 厚，然后澆筑C20 混凝土20 cm 厚，見(jiàn)圖4（a.原設(shè)計(jì)圖）。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是施工操作簡(jiǎn)單，弧形斷面施工方便，外觀(guān)形象比較好控制；缺點(diǎn)是施工質(zhì)量要求較高，不僅要滿(mǎn)足強(qiáng)度要求還要滿(mǎn)足防滲要求。在施工過(guò)程中，漿砌石擋墻要滿(mǎn)足防滲要求對(duì)施工質(zhì)量的要求是很高的，實(shí)際施工中或多或少會(huì)出現(xiàn)塊石間的空隙，再加上回填土密實(shí)度不夠，很容易造成滲漏甚至垮塌風(fēng)險(xiǎn)，另外漸變段水流紊亂，在水流的長(zhǎng)期淘刷下漿砌塊石也容易開(kāi)裂滲漏，在漸變段與槽身接縫處及底板與側(cè)墻接縫處容易形成滲漏。變更方案是采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土防滲，在渡槽出口端與漸變段連接處設(shè)置與渡槽一致的伸縮縫止水橡皮，防止?jié)u變段底板與渡槽底板處伸縮縫滲漏，將進(jìn)出口岸坡土方開(kāi)挖成漸變段形狀，然后鋪設(shè)10 cm 厚細(xì)石混凝土墊層，然后綁扎面層結(jié)構(gòu)鋼筋，模板安裝采用韌性較大的板材，利用管材等輔助材料固定模板，或直接采用定制曲面異型模板，底板采用單層鋼筋混凝土，鋼筋與側(cè)墻鋼筋綁扎連接，見(jiàn)圖4（b.變更圖）。變更方案的優(yōu)點(diǎn)是鋼筋混凝土防滲效果較好，抗淘刷能力強(qiáng)，施工時(shí)很少破壞原狀土，減少回填土，有利于土體穩(wěn)定，防滲效果好；缺點(diǎn)是，裝模難度較大、要求高，如果模板松動(dòng)容易造成外觀(guān)形象不夠理想。

圖4 漸變段斷面圖

變更后的方案基本消除了漸變段伸縮縫、邊墻處的滲漏，如酒埠江灌區(qū)2016 年新建的圳上渡槽、長(zhǎng)付沖渡槽、井頭渡槽等，均未發(fā)現(xiàn)漸變段處滲漏，變更方案達(dá)到了預(yù)期效果。

2.2 渡槽漿砌石邊墩

渡槽邊墩在酒埠江灌區(qū)大部分都是采用M7.5 漿砌塊石邊墩，地基承載力要求不小于150 kPa，見(jiàn)圖5（a.原設(shè)計(jì)圖）。方案的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，造價(jià)較低。缺點(diǎn)是擋墻基礎(chǔ)需開(kāi)挖漸變段底部的土體對(duì)重新回填土體夯實(shí)要求高，如遇長(zhǎng)時(shí)間雨水天氣，容易造成土體水分含量超標(biāo)，壓實(shí)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，擋墻基礎(chǔ)可能因回填土的不密實(shí)造成不均勻沉降導(dǎo)致?lián)鯄α芽p等情況，特別是有些山體邊坡不穩(wěn)可能造成滑坡等風(fēng)險(xiǎn)，且邊墩一般建在山肩，坡陡山高交通不便，石材運(yùn)輸往往特別困難。變更方案是采用人工挖孔樁至弱風(fēng)化巖，深入巖基不少于2 m，地基承載力達(dá)到1 200 kP 以上，孔樁為鋼筋籠加C25 混凝土灌注樁，孔樁鋼筋深入承臺(tái)0.5 m，與承臺(tái)鋼筋連接，見(jiàn)圖5（b.變更圖）。變更方案的優(yōu)點(diǎn)是挖孔樁施工不容易受天氣影響，工藝成熟簡(jiǎn)單，孔樁直接深入巖基，基礎(chǔ)比較穩(wěn)定，對(duì)四周土體破壞較小，回填土比較少，對(duì)漸變段基礎(chǔ)影響較小，鋼筋混凝土強(qiáng)度和耐久性比漿砌塊石要好，混凝土澆筑可以選用泵送混凝土，建材運(yùn)輸方便。缺點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)較高。

圖5 渡槽邊墩斷面圖

2.3 伸縮縫止水

伸縮縫止水是渡槽建設(shè)中問(wèn)題比較突出的部位，這與止水的安裝難度和設(shè)計(jì)方案有一定的關(guān)系。常見(jiàn)的止水方案是止水橡膠加不銹鋼壓板再加密封膏密封，在槽身施工中先預(yù)留20 cm 寬的凹槽，待槽身混凝土澆筑完成后再安裝止水橡皮，見(jiàn)圖6（a.原設(shè)計(jì)圖）。在實(shí)際施工過(guò)程中存在如下幾方面的困難：

1）預(yù)留槽磨平工序費(fèi)工費(fèi)時(shí)。預(yù)留槽拆除方木后，凹凸不平，需要用砂輪打磨，施工時(shí)粉塵較大，施工環(huán)境惡劣，且非常耗時(shí)。

2）工序較多，質(zhì)量難以保障。止水橡皮安裝工序包括：磨平、鋪設(shè)止水橡皮、壓鋼板、固定螺栓、安裝聚乙烯嵌縫板、鋪填炳乳砂漿、鋪填聚硫密封膏。每一道工序質(zhì)量要求都比較高，稍有不慎都有可能影響止水效果。

3）受雨水天氣影響較大，工期較長(zhǎng)。止水橡皮施工要求在干燥晴熱天氣施工比較好，但南方大部分渡槽止水橡皮施工工期都安排在春季，很可能因天氣原因影響止水橡皮的安裝，或影響止水橡皮的安裝質(zhì)量，同時(shí)因施工難度大、耗時(shí)長(zhǎng)，往往因春灌通水壓力大、時(shí)間緊等因素而降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在以往的部分新建渡槽通水時(shí)都出現(xiàn)了止水橡皮伸縮縫漏水現(xiàn)象，這可以說(shuō)是渡槽施工的一大難點(diǎn)。

變更止水橡皮施工方案采用預(yù)埋式：安裝每節(jié)槽身模板的擋頭模板可直接采用瀝青杉板，按設(shè)計(jì)要求將止水橡皮壓在合適的位置，在止水橡皮的邊沿用扎絲穿孔，利用槽身鋼筋將橡皮固定，橡皮采用30 cm 寬，橡皮兩邊各預(yù)埋4 cm，中間用方木和瀝青杉板隔開(kāi)，方木預(yù)留空隙采用瀝青砂漿填埋。預(yù)埋式的關(guān)鍵是牢固固定止水橡皮在合適的位置，避免槽身澆筑混凝土?xí)r止水橡皮移位。另外中間預(yù)留的22 cm 填充瀝青砂漿是考慮到以后橡皮損壞更換方便，可以直接鑿除瀝青砂漿，將破損的止水橡皮切割，然后選用較窄的止水橡膠按原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更換，見(jiàn)圖6（b.變更圖）。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是：施工工序較少，操作簡(jiǎn)單，大大節(jié)約了施工時(shí)間，質(zhì)量容易控制，造價(jià)較低。

圖6 渡槽伸縮縫斷面圖

3 新方案實(shí)際效果

酒埠江灌區(qū)2016 年項(xiàng)目改建的圳上渡槽、井頭渡槽和2017 年項(xiàng)目改建的橫田垅渡槽、楠竹山渡槽的漸變段、邊墩、伸縮縫改造方案均采用上述變更方案，渡槽通水多年了，一直沒(méi)有出現(xiàn)漸變段、伸縮縫、邊墩滲漏等現(xiàn)象。實(shí)踐證明變更后的方案更能保證工程的質(zhì)量和效果（見(jiàn)圖7、圖8）。

圖7 圳上渡槽

圖8 橫田垅渡槽

4 結(jié) 語(yǔ)

渡槽的設(shè)計(jì)方案不僅要考慮結(jié)構(gòu)的安全和滿(mǎn)足工程參數(shù)要求，還要兼顧施工質(zhì)量控制和工程運(yùn)行效果。這幾個(gè)部位的變更設(shè)計(jì)方案是在實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)發(fā)現(xiàn)的成功案例，解決了灌區(qū)渡槽在運(yùn)行過(guò)程中遇到的一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，希望能給水利工作者帶來(lái)一些啟發(fā)和借鑒。