侯利平

（益陽市水利局 益陽市 413000）

某中型節(jié)制閘位于湖南省益陽市赫山區(qū)，是爛泥湖本系治理的重點控制工程，1976年2月動工興建，1977年11月竣工并投入運行。該閘以排水、撇洪為主，排灌與撇洪排澇相結(jié)合，兼顧航運、發(fā)電等，控制撇洪、排澇面積710 km2，保護耕地0.18萬hm2，灌溉面積1.67萬hm2（25萬畝）。

該閘的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，設(shè)計泄流量1 130 m3/s，校核泄流量1 430 m3/s。閘室結(jié)構(gòu)為開敞式，共有8扇閘門（8 m×5 m）；閘室的左側(cè)建有一小型發(fā)電站，設(shè)計水頭10 m，裝機容量500 kW；閘上建有一寬7.5 m的公路橋，是附近幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的交通要道。

1 閘前鋪蓋破壞狀況

2007年冬枯水位時，經(jīng)現(xiàn)場勘測，發(fā)現(xiàn)閘前鋼筋混凝土鋪蓋有3條橫向貫穿裂縫穿透鋪蓋，形狀比較規(guī)則，最大縫寬達45 mm，且原有2條結(jié)構(gòu)縫的止水橡皮也多處破壞，鋪蓋滲徑減短，防滲性能降低，嚴(yán)重影響該節(jié)制閘的安全運行。

2 破壞原因分析

核查該閘的原設(shè)計文件及竣工資料，鋪蓋破壞主要有以下幾方面原因：

（1）設(shè)計方面原因。鋪蓋原設(shè)計厚度250 mm，長40 m、寬75.2 m，縱橫向配筋均為Φ6@200 mm，設(shè)有縱向伸縮縫 10條，縱縫間距（8.6～9.4）m，橫向根本未置設(shè)伸縮縫。根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范，原鋪蓋的設(shè)計厚度、配筋及橫向分縫均不符合規(guī)范要求（規(guī)范要求分別為：設(shè)計厚度400 mm～600 mm，配筋為Φ10～12@300 mm，橫向分縫間距 10 m～20 m）。

（2）施工方面的原因。該閘建于20世紀(jì)70年代，施工采取以民兵、農(nóng)民為主體的大兵團作戰(zhàn)方法，從底板開挖、混凝土澆筑、養(yǎng)護到鋼筋制作安裝、伸縮縫的處理等均達不到規(guī)范要求，有5條縱向伸縮縫根本未作止水處理。

（3）運行管理方面的原因。為了滿足灌溉、捕魚、水利秋冬修方面的要求，水閘在運行期間基本處于關(guān)閘蓄水與開閘放水兩種狀態(tài)，或長時間潛藏于水里、或長時間裸露于空氣之中，從而底板反復(fù)經(jīng)受著水上水下、溫升溫降變化的影響。

由于鋪蓋混凝土強度不高，無法抵御溫度應(yīng)力的變化，產(chǎn)生溫度裂縫，隨著水流的滲透，地基產(chǎn)生不均勻沉陷，最后導(dǎo)致裂縫擴展。

3 處理方法

3.1 方案選擇

本節(jié)制閘閘前鋪蓋處理的目標(biāo)是恢復(fù)閘的原設(shè)計受力條件，即要求鋪蓋經(jīng)防滲處理后，其水流滲徑長度必須滿足原設(shè)計要求，為此提出了修補原鋪蓋、重做鋪蓋和閘前增設(shè)懸掛式防滲墻三種處理方案。

經(jīng)認真分析比較，確定選擇第三種方案。該方案是利用高壓噴射灌漿技術(shù)在閘底板前形成防滲墻，同時對防滲墻上游的鋪蓋裂縫作物理修補，達到與原設(shè)計鋪蓋有同等的抗?jié)B作用，既不受原設(shè)計鋪蓋下地基變化的影響，又安全可靠，且總造價較小。

3.2 防滲墻設(shè)計

根據(jù)萊因滲透理論，沿鉛直滲徑削減滲透水頭的效果是沿水平滲徑削減水頭的3倍。利用垂直防滲墻代替水平鋪蓋，根據(jù)滲徑相等原則進行計算，防滲墻只需深入基礎(chǔ)以下7.0 m處便可起到與原鋪蓋（長40 m）同等的防滲效果（見附圖）。采用防滲墻恢復(fù)的滲徑長度為：

且根據(jù)原設(shè)計地質(zhì)資料，水閘地基高程（27.5～23.5）m范圍為細砂夾泥層，高程23.5 m以下為細砂層，防滲墻需穿過細砂層夾泥層并插入細砂層內(nèi)一定深度，才能更好地保證防滲效果。因此，防滲墻的深度定為8.0 m，最小厚度不小于20 cm。

附圖 高壓噴射灌防滲墻墻示意圖（單位：m)

3.3 高壓噴射灌漿

在冬季開閘放水后鋪蓋處于干燥狀態(tài)時進行施工。為便于操作及保證防滲效果，防滲墻定在閘前鋪蓋最末一條貫穿裂縫的下游，墻體軸線平行于閘軸線，離閘底板前緣0.8 m，并沿翼墻伸入兩岸岸坡內(nèi)。灌漿孔沿防滲墻線單排布置，孔距2.0 m，單孔深8.0 m，噴射形式為擺動噴射。噴嘴直徑1.8 mm，噴射管提升速度（5～6）cm/min，水泥標(biāo)號 425#、漿液比重1.7～1.8。采用3管成套技術(shù)，灌注水壓力控制在35 MPa左右，氣壓力0.7 MPa，水泥漿液壓力0.3 MPa，擺噴角 20°，防滲墻以折線切割式連接（10°），墻底插入細砂層以下1.0 m，墻頂與混凝土鋪蓋相接。

3.4 裂縫處理

位于防滲墻上游的裂縫只作物理修補，即在縫中填塞油膏麻絨并整平，以保證外觀完整并使之能發(fā)揮防滲板的作用；對防滲墻下游的結(jié)構(gòu)縫（閘底板與鋪蓋間的沉陷縫）除在縫中填油膏麻絨外，還用環(huán)氧樹脂砂漿粘貼平板橡皮止水，以保證防滲止水效果。

4 處理效果

本節(jié)制閘閘前鋪蓋通過高壓噴射灌漿處理后，經(jīng)現(xiàn)場測定：閘下游滲透逸出坡降明顯減小，消力池內(nèi)翻砂鼓水現(xiàn)象已經(jīng)消除，完全達到了原設(shè)計要求。從2007年底至今，經(jīng)歷了2008年、2009年、2010年幾個汛期的考驗。2011年冬枯水位時，曾組織人員重新對閘前鋪蓋裂縫進行測定，發(fā)現(xiàn)處理后的裂縫沒有繼續(xù)擴展，其裂縫寬度、表面平整度和下游滲流逸出情況仍保持不變，完全處于正常運行狀態(tài)。這說明采用高壓噴射灌漿形成防滲墻的處理措施是成功的。實踐證明，高壓噴射灌漿技術(shù)在粘土、砂類土等地基上進行防滲加固處理效果較好，且具有設(shè)計施工簡捷、投資省等許多優(yōu)點，值得推廣采用。

1張世儒，等.水閘[M].北京：水利電力出版社，1980.

2水利部水利工程技術(shù)咨詢中心.水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[M].北京：水利電力出版社，1994

3白水年，等.土石壩加固[M].北京：水利電力出版社，1992.