李桂森 王偉 白玉

摘 要：濟寧市梁山節(jié)制閘是一座以蓄水調水為主兼有防洪、除澇功能的綜合性水利樞紐工程，在防洪除澇和灌溉中發(fā)揮了巨大作用。經全面安全鑒定，該節(jié)制閘存在滲漏情況，已產生滲透破壞，影響閘基的穩(wěn)定。本文正是以此為出發(fā)點，通過比較分析，提出了改建閘室底板加固方案，并進行了內力計算和止水設計。

關鍵詞：節(jié)制閘；閘基滲漏；除險加固

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.160

1 工程概況

梁山節(jié)制閘位于濟寧市嘉祥縣紙坊鎮(zhèn)湯山、梁山兩村之間，洙趙新河干流24+038處，屬于淮河流域湖西水系洙趙新河干流上的大型節(jié)制閘。該節(jié)制閘1972年開始施工，1975年建成興利，控制流域面積4206km2，正常運用洪水標準按3年一遇除澇設計，非常運用洪水標準為10年一遇防洪校核，設計流量620m3/s，防洪流量1220m3/s。

梁山節(jié)制閘閘室底板采用6×10m的170#混凝土小底板，每塊下設三根直徑0.8m長17m混凝土井柱樁；閘槽用170#混凝土澆注，槽內安裝花崗巖石滑道，閘孔內安裝3.3×6.3m梁格式鋼絲網鋼筋混凝土平面閘門；砌石閘墩，鋼筋混凝土排架，閘門重9.8t，一啟六繩鼓式啟閉機四臺；閘室前設170#混凝土縱向長10m厚0.5m的上游鋪蓋；下游設縱向長10m深1.0m的消力池，消力池下設15m長的漿砌塊石護坦和5m長的干砌石海漫及縱向長3m深1.4m拋亂石防沖槽；岸墻采用空箱三鉸拱結構，下設6根長17m的混凝土井柱樁基礎。

2 現狀問題

梁山節(jié)制閘經過30多年的運行，該閘老化嚴重。依據水利部頒布的《水閘安全鑒定規(guī)定SL214-98》，對梁山閘進行了全面安全鑒定，發(fā)現該閘閘室底板前緣北向南110-170米段存在集中滲流帶，滲水攜帶泥砂，已產生滲透破壞，影響閘基的穩(wěn)定。該水閘的安全狀態(tài)運用指標已無法達到設計標準，工程存在嚴重的安全問題。

3 閘基滲漏除險加固方案優(yōu)選

根據工程現狀，初擬采用以下兩種方案：方案一對存在問題的閘基段進行靜壓灌漿處理；方案二改建存在問題的閘室底板，并對閘下流失土體進行回填粘土夯實。

（1）方案一：靜壓灌漿處理。首先采用高壓噴射灌漿技術，在閘室底板區(qū)域外緣構筑具有一定強度、能夠阻止土體側移、限制漿液擴散范圍的地下圍封板墻，隔斷閘基土體與周圍土體的聯系，然后采用靜壓灌漿法從靠近圍封板墻處開始，順序逐步向閘底板處靠近進行灌漿施工，迫使基礎外圍灌注的漿液向基礎下土層擠入。為避免因施工擾動引起閘室的附加沉降，將圍封板墻設置在距閘底板加固區(qū)域稍遠的安全距離處。

（2）方案二：改建閘室底板。對存在滲流問題的閘室段底板進行拆除改建，并對該段閘室下流失土體進行回填粘土夯實。為避免改建后閘室段仍存在滲流問題，需做好改建底板的止水設計。

（3）方案比選。以上兩方案均可解決閘室滲流問題，但在施工技術要求、現狀施工可行性上存在一定差異，需根據工程現狀選擇合理的方案。

方案一采用高壓噴射灌漿與靜壓灌漿相結合的方式，灌漿能夠很好的對閘基進行加固，進而解決閘基滲流問題。但現狀存在滲流問題的閘基僅占閘室段的一半，高壓噴射灌漿的封堵范圍不易確定，過大的封堵范圍易造成浪費且增加工程投資，稍小的封堵范圍內有現狀閘室不利于施工；此外高壓噴射灌漿和靜壓灌漿均需首先利用機械在現狀閘室底板上造孔，然后把帶有噴頭的灌漿管下至土層的預定位置進行灌漿，現狀閘室底板為建于40年前的170#鋼筋砼小底板，在其上密布造孔損傷較大，易造成二次破壞，產生新問題。

方案二直接拆除現狀小底板并對閘下流失土體進行回填粘土夯實，該方案亦能解決閘基滲流問題。拆除現狀小底板直接對閘下土體進行回填夯實工程量較大，但施工更加直觀可靠，且對現有完好閘室段沒有不利影響。但需特別注意改建閘室小底板與現狀閘墩基礎間做好止水設計，避免新舊結構間新的滲流隱患。

綜上，鑒于方案一存在二次破壞的可能性，且施工技術復雜，最終確定選用方案二更適用于本閘滲流加固。

4 具體方案設計

（1）閘底板拆除改建設計及內力計算。依據方案二將閘室段小底板拆除9塊，重建小底板仍采用原駝峰堰形式，采用C25鋼筋砼，小底板寬5.4m，順水流方向長10.00m，堰頂高程33.13m。

底板的受力較為復雜，承受的荷載有自重、水重、滲壓力、浮托力、地基反力等。計算單元順水流方向取單寬米，采用彈性地基梁法（郭氏查表法）進行閘底板的內力計算，計算工況分別為施工完建期、正常運行期、校核運行期。通過計算可知校核運行期閘底板內力最大，最大彎矩Mmax=-140.41kN·m，最大剪力Qmax=-81.48kN。因而閘底板可按校核運行期進行閘底板配筋計算。

（2）閘底板止水設計。在改建小底板與現狀閘墩基礎之間設置一道復合橡膠止水帶、一道遇水膨脹止水條，縫間用聚乙烯泡沫板填充。該止水設計難點是改建小底板為現澆混凝土而現狀閘墩基礎為陳舊混凝土，兩者之間施工工藝不同且所處狀態(tài)各異。

采用現狀閘墩基礎永久縫處開槽、改建小底板分層澆筑、兩者達到相同高程時安裝止水、最后采用聚合物砂漿封閉處理的方案，即施工準備→現狀閘墩永久縫開槽/改建小底板分層澆筑→現狀閘墩槽面清理、修補→止水材料安裝→槽面封閉→切縫，施工中應注意在永久縫處開槽時保護現狀閘墩內置鋼筋。

5 結論

梁山節(jié)制閘經過30多年的運行，老化嚴重，閘室底板前緣北向南110-170米段存在集中滲流帶，滲水攜帶泥砂，已產生滲透破壞，影響閘基的穩(wěn)定。本文通過方案比選，提出通過改建閘室底板的方案來進行除險加固，并對閘底板進行了止水設計，避免了閘基發(fā)生進一步的滲漏和滲透變形破壞，增加了閘基的穩(wěn)定性，其經驗可供同類工程參考。

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