萬紅

(河南省信陽市淮濱縣水利局, 河南 淮濱 464400)

0 引言

新中國(guó)成立后，特別是改期開放四十多年來，伴隨著中國(guó)及省市縣經(jīng)濟(jì)實(shí)力的大幅增強(qiáng)。沿河各地新建、重建了一大批排澇水閘泵站。箱涵作為排澇水閘泵站的重要組成部分，其作用是將防洪堤內(nèi)溝港的內(nèi)澇水通過自排或提排的方式排到外河。因箱涵一般采用的是明挖方式施工，施工質(zhì)量特別是涵閘的防滲漏情況直接關(guān)系到排澇水閘泵站投入運(yùn)行后大堤及防洪安全和自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此，在工程施工過程中采取一些專門處理措施消除滲漏十分必要。

1 箱涵滲漏變形主要表現(xiàn)形式及原因

1.1 涵閘本身滲漏

箱涵主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可能因施工中混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)不及時(shí)導(dǎo)致涵體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生孔洞、裂縫而發(fā)生漏水現(xiàn)象。箱涵接縫處硬質(zhì)聚乙烯發(fā)泡隔縫及縫內(nèi)止水工藝處理不當(dāng)(止水與混凝土間有氣泡、止水埋深不足等)，運(yùn)行后止水與混凝土之間產(chǎn)生縫隙，或者地基不均勻沉陷，致使止水片松動(dòng)、撥出，從而使接頭止水失效產(chǎn)生雙向滲流。

1.2 箱涵與大堤土體交界處產(chǎn)生滲漏

箱涵一般高程都很低，長(zhǎng)期與水體接觸，特別是大洪水來臨時(shí)，由于臨河側(cè)洪水位不斷升高，導(dǎo)致堤身內(nèi)部浸潤(rùn)線不斷形成且隨之增高，堤基和堤身內(nèi)部土體滲透比隨之增加。當(dāng)滲流所產(chǎn)生滲透比大于土體臨界滲透比時(shí)，土體將發(fā)生滲透破壞現(xiàn)象產(chǎn)生滲流，隨著時(shí)間的推移，細(xì)小滲流將會(huì)導(dǎo)致土體顆粒逐步流失，最終導(dǎo)致散浸、接觸沖刷甚至管涌等嚴(yán)重后果。接觸沖刷主要是滲流沿著2種不同土層面或者是土與其他介質(zhì)(如混凝土等)接觸面滲透所發(fā)生的破壞現(xiàn)象，一般對(duì)穿堤建筑物來說，接觸沖刷往往造成的危害更為嚴(yán)重，務(wù)必要高度重視。

1.3 箱涵基礎(chǔ)部分發(fā)生滲漏

堤防一般都是筑在離河槽不太遠(yuǎn)的地方，受河床影響比較大，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。穿堤箱涵基礎(chǔ)部分長(zhǎng)期浸在水中，隨著汛期到來外河水位上升，將在地基上產(chǎn)生巨大水壓力。如果遇到地質(zhì)條件較差，地基防滲處理不到位的情況，穿堤涵閘基礎(chǔ)就會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。特別是粉質(zhì)壤土及粉細(xì)砂層，該類基礎(chǔ)一旦發(fā)生滲漏，則在滲流作用下，基礎(chǔ)會(huì)發(fā)生翻砂現(xiàn)象，極易形成集中滲流通道，掏空箱涵基礎(chǔ)，嚴(yán)重危及箱涵及堤防的安全運(yùn)行。

2 應(yīng)對(duì)箱涵滲透變形所采取的主要措施

2.1 施工技術(shù)措施

2.1.1 嚴(yán)把建筑材料質(zhì)量關(guān)

施工中主要材料如水泥、外加劑、鋼筋、止水片(帶)、商品混凝土必須有產(chǎn)品合格證和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告及進(jìn)場(chǎng)復(fù)試報(bào)告。填料土必須符合設(shè)計(jì)要求，篩選剔除雜物，含水量大的黏土、淤泥質(zhì)土、腐殖質(zhì)土嚴(yán)禁作為箱涵回填用土。

2.1.2 地基保護(hù)和不良地基加固處理

基坑開挖時(shí)，根據(jù)地下水位情況，采取合適的降水措施。對(duì)于土質(zhì)較好的地基，開挖到距設(shè)計(jì)高程20 cm時(shí)，改用人工開挖。開挖到設(shè)計(jì)高程后，及時(shí)施工混凝土墊層。如箱涵地基存在承載力不足或滲透系數(shù)較大等不良地基情況時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件，比選出好的加固方案。如單純的是承載力不足可以考慮用旋噴樁加固地基。如承載力不足又抗?jié)B性差時(shí)，可考慮采用水泥攪拌樁對(duì)原地基進(jìn)行加固處理，通過水泥攪拌樁施工時(shí)水泥固化劑和軟土發(fā)生的一系列反應(yīng)，使原地基凝結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)性好及強(qiáng)度高的水泥固化體，與天然地基形成復(fù)合地基，有效地提升地基強(qiáng)度，降低箱涵因地基下沉而導(dǎo)致的不良現(xiàn)象并增加抗?jié)B性能。

2.1.3 改進(jìn)施工工藝減少結(jié)構(gòu)裂縫

為降低箱涵結(jié)構(gòu)裂縫可能帶來的滲漏，施工過程中采用以下工藝措施：①采用表面真空作業(yè),利用真空負(fù)壓作用,使?jié)仓幕炷了冶让黠@減小，初始孔隙率降低，改變了混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高水泥漿與粒料界面的黏結(jié)力與混凝土的密度，減小了混凝土的早期干縮應(yīng)力。②設(shè)置表面鋼筋網(wǎng)。由于混凝土抗拉能力很弱,當(dāng)受到拉應(yīng)力時(shí)極易發(fā)生破壞。因此通過在應(yīng)力集中點(diǎn)處增加一部分鋼筋,以提高局部抗拉強(qiáng)度。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，箱涵在底板處增設(shè)了鋼筋網(wǎng),明顯減少了細(xì)微裂縫的發(fā)生。③注意施工細(xì)節(jié)?；炷翍?yīng)嚴(yán)格按擬定的配合比拌制。振搗混凝土?xí)r，既不能漏振也不能過振。漏振導(dǎo)致混凝土密實(shí)度不夠；過振導(dǎo)致跑漿、骨料集中，產(chǎn)生蜂窩、麻面。澆筑前要處理好施工縫。采用高壓水槍或風(fēng)槍將老混凝土表面的水泥膜清除，使表層石子半露，以利層間結(jié)合。鋼筋的接頭優(yōu)先采用焊接或機(jī)械連接。鋼筋的保護(hù)層要符合規(guī)范要求。

2.1.4 加強(qiáng)止水帶的施工控制

止水帶功效優(yōu)劣關(guān)系到箱涵后期運(yùn)行的安全，尤其是當(dāng)箱涵位于砂土質(zhì)區(qū)域，一旦接縫區(qū)域出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，水就會(huì)將其中較細(xì)小的砂沖走，此時(shí)就容易導(dǎo)致箱涵結(jié)構(gòu)下沉現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生裂紋塌陷等問題。水利工程常用的止水材料有紫銅和橡膠。止水須按設(shè)計(jì)位置跨縫對(duì)中進(jìn)行安裝，并用托架、卡具定位，確保在混凝土澆筑過程中不產(chǎn)生變形或位移，保證埋置深度。不允許有拉筋、鋼筋或其他鋼結(jié)構(gòu)與止水相碰接。銅止水片的銜接采取搭接，搭接長(zhǎng)度≥20 mm，搭接應(yīng)采取雙面焊，焊工需持有特種工證并考試合格，焊接作業(yè)必須在遞交試焊樣品報(bào)請(qǐng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后方可施焊。橡膠止水宜采用熱融工藝。應(yīng)嚴(yán)格控制焊接外觀質(zhì)量和強(qiáng)度。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)保持止水帶不受污染，清除止水片周圍混凝土料中的大粒徑骨料，并確?；炷翝仓|(zhì)量。尤其是水平段施工時(shí)，混凝土應(yīng)逐漸升高接近止水帶，并輔以人工振搗密實(shí)，注意排除止水帶底部氣泡和空隙，使混凝土和止水帶密切結(jié)合，嚴(yán)禁混凝土出現(xiàn)蜂窩、狗洞和止水片翻折。最大限度地保證涵體在出現(xiàn)位移的時(shí)候，不會(huì)存在止水失效的現(xiàn)象。

2.1.5 箱涵兩側(cè)按規(guī)范回填土確保密實(shí)

箱涵完成主體結(jié)構(gòu)并在涵體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%和結(jié)構(gòu)驗(yàn)收合格后，開始箱涵兩側(cè)的土方回填，為避免土方回填時(shí)兩側(cè)土方不同步施工造成箱涵兩側(cè)受力不一而導(dǎo)致可能發(fā)生的箱涵水平位移現(xiàn)象，故箱涵回填土方時(shí)要保持兩側(cè)均衡上升?；靥钔僚c原堤防的搭接要做成臺(tái)階式。

要控制回填土方的壓實(shí)厚度?；靥钔练教駝t不易壓實(shí)，壓實(shí)不到位，回填后產(chǎn)生不均勻沉降，對(duì)箱涵側(cè)成不均的側(cè)土壓力，易導(dǎo)致分縫處變形；回填土太薄，影響生產(chǎn)效率和施工進(jìn)度。所以土方回填施工前，先進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，確定土方回填的厚度、碾壓遍數(shù)等指標(biāo)，施工時(shí)嚴(yán)格按試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行鋪土碾壓，并做好填土記錄。

箱涵頂部以下2 m土方采用人工和小型夯實(shí)機(jī)械回填。在箱涵邊角機(jī)械不能壓實(shí)的地方，易造成局部較大的不均勻沉降，改用人工榔頭回填密實(shí)，填土前清除箱涵表面的乳皮、粉塵及油污等，對(duì)表面外露鐵件進(jìn)行割除，并涂抹防銹漆，采用環(huán)氧水泥砂漿覆蓋保護(hù)。填筑前將箱涵表面濕潤(rùn)，邊涂泥漿(泥漿采用塑性指數(shù)IP>17的黏土，泥漿的濃度采用1∶2.5)、邊鋪土、邊夯實(shí)；涂漿高度與鋪土厚度一致，涂層厚度為3～5 mm，并應(yīng)與下部涂層銜接；不允許泥漿干涸后再鋪土和夯實(shí)。

2.2 組織管理措施

2.2.1 成立質(zhì)量安全控制監(jiān)督小組

穿堤箱涵涉及防洪堤開挖和施工期間大堤的安全運(yùn)行，其建成后能否最大限度地避免一般穿堤建筑物普遍存在滲漏問題就成為參建各方尤為重視的問題。應(yīng)由建設(shè)單位牽頭，項(xiàng)目開工前，專門成立質(zhì)量安全控制監(jiān)督小組。施工過程中通過每日對(duì)各分項(xiàng)工程施工工序的監(jiān)督檢查，建立起詳細(xì)施工記錄臺(tái)賬，特別針對(duì)隱蔽工程及施工中出現(xiàn)的問題和處理措施必須給予詳細(xì)記載，記錄臺(tái)賬各有關(guān)人員每日簽字確認(rèn)。小組在每周例會(huì)時(shí)(特殊情況下針對(duì)出現(xiàn)的問題即時(shí)召開小組會(huì)議)針對(duì)臺(tái)賬中所記錄的問題提出具體處理措施，并根據(jù)工程進(jìn)度及時(shí)的組織檢查驗(yàn)收，不留后患。

2.2.2 擇優(yōu)選定施工單位

為提高工程實(shí)體施工質(zhì)量，可以在建設(shè)單位的參與監(jiān)督下，通過公開招標(biāo)的方式擇優(yōu)選定專業(yè)的施工單位，簽訂合同，明確各方職責(zé)，權(quán)益和義務(wù)。合同條款特別要求必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件的要求以及驗(yàn)收規(guī)范組織施工。在具體實(shí)施過程中特別加強(qiáng)對(duì)忽視施工質(zhì)量的處罰力度和對(duì)被評(píng)優(yōu)的施工單位獎(jiǎng)勵(lì)制度，并實(shí)行半月考評(píng)制，通過獎(jiǎng)優(yōu)罰劣，較好地提高了施工人員的質(zhì)量意識(shí)，調(diào)動(dòng)了施工隊(duì)伍工作的積極性和主動(dòng)性，從源頭上保證工程施工質(zhì)量的穩(wěn)定。

2.2.3 大力開展文明工地建設(shè)

通過文明工地建設(shè)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。按標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)各種物資倉(cāng)庫(kù)和加工車間。可以改善施工環(huán)境，提升施工人員的責(zé)任感，增強(qiáng)主人翁意識(shí)，從源頭上使原材料和中間產(chǎn)品受到保護(hù)，從而保證箱涵的施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

穿堤箱涵的滲透變形直接影響到箱涵本身及堤防的運(yùn)行安全。2020年長(zhǎng)江、淮河發(fā)生大洪水，少數(shù)箱涵處堤防發(fā)生不同程度險(xiǎn)情，務(wù)必要引起足夠重視?？梢灶A(yù)見，隨著中小河流治理任務(wù)和水閘除險(xiǎn)加固任務(wù)的全面展開，還將繼續(xù)新建，重建大量的穿堤箱涵。參建單位要結(jié)合實(shí)際情況，分析穿堤箱涵可能存在滲透變形類型的基礎(chǔ)上，在施工中采取有針對(duì)性的具體的防滲加固技術(shù)和組織管理措施，大大降低穿堤箱涵滲漏發(fā)生率，確保防洪除澇工程的結(jié)構(gòu)安全和效益發(fā)揮。