吳太原

張莊泵站位于淮河中游下段的安徽省蚌埠市五河縣境內(nèi)，是淮河行蓄洪區(qū)改造項(xiàng)目香浮段堤防退建工程中重建的一座排澇泵站，于2018年實(shí)施完成。2020年淮河流域發(fā)生了流域性較大洪水，淮河五河站最高水位達(dá)19.05m。張莊泵站在抽排澇水時(shí)，壓力水箱上的檢修豎井側(cè)壁發(fā)生滲透水現(xiàn)象。此時(shí)正值外河高洪水時(shí)期，縣防指高度重視，水利局迅速組織了相關(guān)技術(shù)人員到出險(xiǎn)點(diǎn)，并立即通知該工程的建管、監(jiān)理和施工單位快速趕赴現(xiàn)場(chǎng)，一同查險(xiǎn)除患。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人員的認(rèn)真排查、分析和研判，查明確定了出險(xiǎn)點(diǎn)具體位置和原因；之后根據(jù)險(xiǎn)情發(fā)生的具體情況和工程自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在充分討論磋商的基礎(chǔ)上拿出了有針對(duì)性的應(yīng)急處理方案。最終險(xiǎn)情得以快速處理，保證了工程和度汛安全。

一、險(xiǎn)情排查分析

1．出險(xiǎn)點(diǎn)工程基本情況

張莊泵站為軸流排水泵站，建在淮河香浮段堤防內(nèi)側(cè)，按自排和抽排雙重功能設(shè)計(jì)重建。泵站出口設(shè)置雙層結(jié)構(gòu)壓力水箱與其后的穿堤箱涵連接，并在外河側(cè)設(shè)有防洪閘。壓力水箱末端之上設(shè)置了檢修豎井和排澇控制閘。為方便水箱內(nèi)出口拍門(mén)等檢修，豎井之上采用鋼板壓橡皮封閉止水；排澇控制閘布置在豎井下部的壓力水箱內(nèi)，啟閉螺桿通過(guò)鋼蓋板中間的圓孔和止水橡膠圈上下活動(dòng)以啟閉閘門(mén)，控制自排和抽排。整個(gè)壓力水箱都布置在堤內(nèi)側(cè)戧臺(tái)范圍，檢修豎井外壁距離內(nèi)堤腳約5m，豎井周?chē)鸀樘钔?，厚?.2m，和戧臺(tái)高程一致，豎井頂部平齊于戧臺(tái)。

2．出險(xiǎn)點(diǎn)險(xiǎn)情排查情況

冒水情況發(fā)生在泵站開(kāi)機(jī)抽排內(nèi)部澇水時(shí)。當(dāng)打開(kāi)外河防洪閘門(mén)后，開(kāi)機(jī)運(yùn)行大約不到5 分鐘就聽(tīng)到水流噴涌沖擊聲音，檢查發(fā)現(xiàn)排澇控制閘下部豎井四周有水流噴射，周邊回填土都已被沖刷成坑溝。管理人員緊急停機(jī)并關(guān)閉了防洪閘門(mén)，并迅速向縣防指報(bào)告了險(xiǎn)情。

從現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的情況看，豎井四周回填土已被高壓水流沖刷成寬深約300mm×400mm 的溝壑，可以判定出險(xiǎn)點(diǎn)就在壓力水箱上的豎井蓋板下部某處位置。為了準(zhǔn)確判斷險(xiǎn)情，對(duì)豎井周?chē)练竭M(jìn)行剝離清理和沖洗，結(jié)果進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)鋼蓋板之下的鋼井圈四周包裹著厚度約350mm 的混凝土墻面，與下部混凝土墻面之間存在著一道平行縫隙，并且貫通豎井四周。為了徹底查明險(xiǎn)情發(fā)生原因，泵站管理運(yùn)行人員將防洪閘門(mén)提起較小高度，結(jié)果不到2 分鐘的時(shí)間，鋼井圈包裹的混凝土與下部混凝土豎井壁接觸縫隙就開(kāi)始有滲漏水，之后隨著閘門(mén)開(kāi)度增大和時(shí)間的延長(zhǎng)，豎井四周縫隙處滲漏出的水流也逐漸變大，向四周?chē)姙?；此時(shí)啟動(dòng)了機(jī)泵抽水，開(kāi)機(jī)不到1 分鐘，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的縫隙處就出現(xiàn)高壓噴射水流，壓力極大。檢查其他各處沒(méi)有滲漏水現(xiàn)象發(fā)生。至此，出險(xiǎn)點(diǎn)具體位置已經(jīng)查明。

3．出險(xiǎn)點(diǎn)險(xiǎn)情原因分析

查明了險(xiǎn)情具體位置后，需要對(duì)險(xiǎn)情發(fā)生的原因作進(jìn)一步的分析，為科學(xué)決策處理險(xiǎn)情提供依據(jù)。

在遭遇這次淮河洪水時(shí)，香浮段淮河水位持續(xù)高漲，張莊泵站處的淮河水位達(dá)18.6m，超設(shè)計(jì)水位1.0m，與保證水位僅差0.2m。此時(shí)，張莊泵站流域范圍又有較大降水。張莊泵站在開(kāi)機(jī)抽排內(nèi)澇時(shí)，由于受抽排澇水沖擊和外河高水位的雙重頂托，豎井鋼蓋板之下的連接鋼制井圈和周?chē)幕炷僚c下部連接的豎井壁混凝土脫離形成縫隙，造成水流沿豎井四周滲漏出來(lái)。究其原因有如下兩個(gè)方面：一是外河高水位頂托和泵站抽排澇水時(shí)的雙重沖擊壓力共同作用造成豎井內(nèi)的水壓過(guò)大；二是在施工時(shí)鋼蓋板下的連接鋼制井圈沒(méi)有很好地錨固在下部鋼筋混凝土豎井內(nèi)，在澆筑完成下部豎井混凝土后，于豎井上面鉆孔通過(guò)植埋螺栓型式將鋼制井圈與豎井連接，從而人為形成一道施工縫隙，其植埋螺栓沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的承載能力，且沒(méi)有對(duì)上下接觸面鋪墊止水材料，之后就用二期混凝土將豎井之上的鋼制井圈進(jìn)行填充，與設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求均不符，植埋螺栓與下部豎井鋼筋混凝土的咬合力不能抵御內(nèi)外水壓的雙重沖擊頂托力時(shí)被強(qiáng)行拔出，造成鋼制井圈和填充的二次混凝土與下部豎井墻壁脫離，使接觸面出現(xiàn)更大的縫隙，從而在內(nèi)部高水壓下發(fā)生較大的滲漏水險(xiǎn)情。鋼制井圈沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求和不規(guī)范施工錨固安裝是發(fā)生這次險(xiǎn)情的根本原因。

二、應(yīng)急處理方案

弄清了險(xiǎn)情具體位置和發(fā)生的原因后，如何在緊急情況下快速處理險(xiǎn)情，是保證工程和度汛安全的重中之重。解決鋼蓋板和鋼制井圈不被頂起問(wèn)題是關(guān)鍵。在非常情況下，不可能允許按照設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范要求對(duì)豎井進(jìn)行改造并重新將鋼制井圈通過(guò)錨固鋼筋埋置在豎井內(nèi)；由于場(chǎng)地條件限制采用壓重和其他措施也不現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過(guò)對(duì)主汛期和出險(xiǎn)點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)條件綜合研判，在認(rèn)真分析論證工程結(jié)構(gòu)和安全可靠性的基礎(chǔ)上，提出了詳盡的應(yīng)急處理方案。

1．接觸縫隙處理

對(duì)于上部連接鋼蓋板的鋼井圈與下部鋼筋混凝土豎井間的接觸縫隙，必須采取止?jié)B防漏處理。由于鋼蓋板和鋼井圈已經(jīng)在壓力水箱內(nèi)的內(nèi)外雙重高水壓沖擊下出現(xiàn)了上下脫離和較大空隙，這也相對(duì)為接縫止?jié)B漏處理營(yíng)造了條件。具體處理措施為：首先剝離清除鋼井圈周?chē)奶畛浠炷?；其次將鋼蓋板及鋼井圈稍微抬起，以便清理鋼井圈和下部豎井混凝土的接觸面；然后降低豎井內(nèi)的水位，擦干接觸面；剪切寬50mm、厚15mm 的橡膠帶沿豎井上的接觸面內(nèi)側(cè)四周用強(qiáng)力膠粘結(jié)固定，再于豎井接觸面上橡膠帶以外區(qū)域滿(mǎn)鋪止水膠泥，厚約20～30mm；最后落實(shí)鋼蓋板及鋼井圈并施壓固定。這樣只要鋼蓋板和鋼井圈固定牢靠，接縫面的滲漏水問(wèn)題就可以解決。

2．鋼蓋板連接固定

下部的鋼筋混凝土豎井與鋼筋混凝土壓力水箱為一整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖，豎井墻壁內(nèi)配置的雙層豎向受力鋼筋與下部水箱內(nèi)的鋼筋有良好的連接和錨固，同時(shí)井壁內(nèi)外也有橫向分布鋼筋相互連接；而其上部的鋼蓋板和鋼井圈為整體結(jié)構(gòu)。因此，將上部的鋼蓋板及鋼井圈和下部的豎井連接固定牢是解決止?jié)B漏問(wèn)題的關(guān)鍵。綜合上述條件，在應(yīng)急情況下，采取的處理措施是：把豎井壁外側(cè)的豎向鋼筋自接縫面向下剝離出長(zhǎng)150mm，然后將剝離出的豎井外側(cè)豎向鋼筋與鋼井圈底板和外肋之間按施工規(guī)范要求進(jìn)行焊接連接。

3．接縫外圍填充封堵

為了進(jìn)一步加強(qiáng)接縫處理和上下連接的穩(wěn)固性，接縫外圍采取的處理措施為：①清凈豎井周?chē)e水和殘?jiān)橥粒虏夸亯|80～100mm 厚碎石；②在豎井四周自接縫面向下400mm、向上至鋼蓋板下100mm 高度，綁扎內(nèi)外兩層4 道橫向?14 環(huán)箍鋼筋，豎向連接鋼筋按?14＠200mm 布置綁扎；之后立模澆筑C40 速凝混凝土，豎井四周向外延伸澆筑寬度600mm；③混凝土達(dá)到終凝時(shí)間后拆除周?chē)０澹⒂谜惩粱靥钶p夯；去除蓋板上的壓重。

4．增設(shè)排氣孔減壓

由于泵站在抽排澇水并遭遇外河高水位頂托情況下，泵站停機(jī)時(shí)壓力水箱內(nèi)會(huì)形成很大的內(nèi)壓。為了減輕壓力水箱特別是豎井上部壓力，采取在鋼蓋板中間鉆孔并焊接鉛直鋼管以減壓。減壓鋼管直徑為DN150，并于鋼管之上安裝控制閥；減壓鋼管高度超過(guò)設(shè)計(jì)洪水位1.0m。

三、險(xiǎn)情處理結(jié)果

張莊泵站檢修豎井險(xiǎn)情發(fā)生后，通過(guò)及時(shí)的險(xiǎn)情排查、梳理險(xiǎn)情原因和采取緊急應(yīng)對(duì)措施，快速解除了險(xiǎn)情，保證了張莊泵站工程防洪和度汛安全