錢勝建

（金華市農(nóng)村水利和水土保持管理中心，浙江 金華 321015）

1 現(xiàn)狀

金華市安地灌區(qū)建于1960年，設(shè)計灌溉面積11.26萬畝，灌溉受益范圍包括婺城區(qū)安地、雅畈、蘇孟和金東區(qū)江東、嶺下、澧浦、多湖等6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1個街道，87個行政村。灌區(qū)現(xiàn)有干渠4條總長38.83 km，支渠64條212.5 km，配套渠系建筑物包括引水堰壩、水閘、涵洞、渡槽、隧洞、倒虹吸、農(nóng)橋等，基本形成了引、蓄、提相結(jié)合的灌排網(wǎng)絡(luò)[1]。

金華市安地灌區(qū)渡槽共有8座長828 m，設(shè)計流量5.90～8.55 m3/s不等，其中石拱渡槽有2處，分別為南干渡槽、花樓基渡槽，均建于1970年。南干渡槽位于東干渠，總長109 m，底寬1.85 m，高1.75 m，內(nèi)邊坡1∶0.45，縱坡為1/1 000，設(shè)計流量8.55 m3/s，槽身采用漿砌塊石擋墻加10 cm鋼筋混凝土，槽身下部支撐墻體兩側(cè)采用干砌塊石結(jié)構(gòu)勾縫，內(nèi)部采用小塊石填芯，支撐墻體最大高度8.5 m，坐落在基巖；花樓基渡槽總長80 m，底寬2.4 m，高1.75 m，內(nèi)邊坡1∶0.4，縱坡為1/500，設(shè)計流量5.9 m3/s，槽身采用漿砌塊石擋墻加M10水泥砂漿抹面，槽身下部支撐墻體兩側(cè)采用干砌塊石結(jié)構(gòu)勾縫，內(nèi)部采用小塊石填芯，支撐墻體最大高度5.27 m，坐落在基巖[2]。

金華市安地灌區(qū)2座石拱渡槽經(jīng)過近50年運(yùn)行后，主要問題有：①受當(dāng)時歷史條件限制，邊勘測邊設(shè)計邊施工，且物資匱乏，材料盡可能就近取用，采用山體開挖石材選用石拱渡槽結(jié)構(gòu)形式，施工技術(shù)不夠嫻熟，管理不盡規(guī)范，造成設(shè)計、施工等不盡合理。②投入運(yùn)行后，存在重建輕管思想，對渡槽日常維護(hù)也不盡到位，受到風(fēng)、雨、雪、凍融等外部環(huán)境作用下呈現(xiàn)老化、破損等病害已達(dá)到設(shè)計使用年限，使得渡槽安全隱患日趨顯突出，嚴(yán)重影響渡槽運(yùn)行安全。為了解決上述問題，在對渡槽進(jìn)行安全評價研究的基礎(chǔ)上，開展除險加固的設(shè)計和實(shí)踐管理。

2 方案設(shè)計

2.1 方案比選

除險加固設(shè)計方案決定著除險加固的效果，直接影響著工程投資、進(jìn)度和效益。南干渡槽、花樓基渡槽按照《浙江省灌區(qū)渡槽安全評價導(dǎo)則（試行）》開展安全評價，結(jié)論為三類渡槽，存在主要問題：①安全現(xiàn)場檢測包括干砌石結(jié)構(gòu)勾縫脫落、支撐墻體凸出變形、混凝土結(jié)構(gòu)老化、底板沖刷破壞、止水破壞失效等問題；②工程復(fù)核包括過流能力不足，結(jié)構(gòu)不安全。針對以上問題，需進(jìn)行除險加固或拆除重建。

（1）方案1：新建渡槽

考慮到2座石拱渡槽具有50年的歷史，具有一定的歷史意義，本方案計劃將2座渡槽作為遺跡予以保留，退出運(yùn)行，但需采取必要的保護(hù)措施。新建渡槽走向與現(xiàn)狀渡槽平行布置，間距6～8 m，進(jìn)、出水口分別與現(xiàn)有渠道上、下游順接。新建渡槽采用簡支梁式現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)型式，支承結(jié)構(gòu)采用C30鋼筋混凝土立柱，直徑為DN1 000；槽身采用C30鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)，縱坡與原縱坡一致，斷面尺寸按設(shè)計流量進(jìn)行設(shè)計，同時按照加大流量復(fù)核[3]。

（2）方案2：拆除重建

為減少耕地占用，對2座石拱渡槽采取整體拆除，原址重建。重建后的渡槽在結(jié)構(gòu)形式與外觀盡量復(fù)原原有渡槽歷史風(fēng)貌，重建渡槽結(jié)構(gòu)型式采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，槽身橫斷面為矩形，斷面尺寸、縱坡與新建渡槽尺寸一致，槽身外立面進(jìn)行做舊處理，剁成塊石狀；原石拱拱圈采取保護(hù)性拆除，進(jìn)行編號，重建時按照編號復(fù)原；槽墩及基礎(chǔ)采用灌砌塊石結(jié)構(gòu)，外露面利用原塊石修復(fù)。

（3）方案3：灌漿加固

考慮到新建、拆除重建工期較長，且受土地等方面制約，破壞原有渡槽風(fēng)貌，本方案采取不改變渡槽外觀的前提下，對槽身內(nèi)部進(jìn)行防滲襯砌處理，根據(jù)過流能力要求，原有斷面進(jìn)行加大；槽身下部砌石體進(jìn)行灌漿加固，達(dá)到修舊如舊。

石拱渡槽設(shè)計方案比選結(jié)果見表1。

表1 渡槽設(shè)計方案比選結(jié)果表

經(jīng)綜合比較，方案1造價最省，方案2造價最高，方案3造價相對較低，且無需新征用地，既可以解決原渡槽過流能力不足和結(jié)構(gòu)安全問題，又可以最大限度保留渡槽的原有面貌，因此選擇方案3作為渡槽除險加固方案。

2.2 方案設(shè)計

（1）槽身設(shè)計

根據(jù)前述方案比較結(jié)果，槽身加固方案設(shè)計如下：加固后縱、橫斷面尺寸均不變，對原槽身外側(cè)漿砌塊石擋墻予以保留，鋼筋混凝土防滲體采用人工全部鑿除，清洗干凈后槽身澆筑150厚C30W6F50鋼筋混凝土，鋼筋采用Φ8@150雙排布置，每隔10 m設(shè)置一道寬2 cm的伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)銅片止水。

（2）槽墩設(shè)計

根據(jù)前述方案比較結(jié)果，槽墩加固方案設(shè)計如下：①砌石體支撐結(jié)構(gòu)表面按照修舊如舊的要求采用M15水泥砂漿勾縫、補(bǔ)漿，一方面是增加砌石體粘結(jié)性，另一方面避免灌漿時漏漿。砌石體采用灌漿處理，灌漿孔沿渡槽中心線單排布置，孔距2 m，深入基巖0.5 m，距離拱壁2 m，并對拱圈采取支護(hù)措施。灌漿分三序進(jìn)行，先灌一序孔，二序孔和三序孔依次均勻加密，采用自下而上灌漿方式，碎石層灌漿一次注漿至飽滿，壓力以自重為主。②石拱拱圈進(jìn)行注漿處理；拱座加固則對拱圈滿堂腳手架支護(hù)后對破損部分采取人工清除，重新砌筑塊石后注漿。

（3）管理和監(jiān)測設(shè)施選型

南干渡槽、花樓基渡槽現(xiàn)狀均未設(shè)置監(jiān)測設(shè)施，渡槽也沒有巡查通道，此次加固增設(shè)管理和監(jiān)測設(shè)施，具體設(shè)計方案如下：①槽身頂部增設(shè)C30鋼筋混凝土巡查橋板，寬1.2 m，橋板鋼筋深入槽身防滲體，每隔5 m設(shè)置一道寬2 cm的伸縮縫，縫內(nèi)填聚乙烯閉孔泡沫板，橋板外側(cè)設(shè)塑鋼欄桿。②槽身頂部新增沉降位移觀測點(diǎn)4處，左、右各2處，渡槽進(jìn)出口山體上設(shè)工作基點(diǎn)4處和校核基點(diǎn)4處，左、右各2處。

3 除險加固管理經(jīng)驗探討

（1）嚴(yán)把施工關(guān)。①工程開工前，施工單位針對首次承接無類似工程可參照，組織精兵強(qiáng)將對設(shè)計圖紙進(jìn)行圖審，并聘請領(lǐng)悟設(shè)計意圖，分析施工難點(diǎn)，找出薄弱環(huán)節(jié)，提出圖審意見建議，制定有效的控制措施和對策。②嚴(yán)格按照圖紙、規(guī)范及技術(shù)措施進(jìn)行。施工過程中做到“六不施工，三不接交”?！傲皇┕ぁ笔牵翰贿M(jìn)行技術(shù)交底不施工、圖紙和技術(shù)要求不清楚不施工、測量和資料未經(jīng)審核不施工、材料無合格證或試驗不合格不施工、隱蔽工程未經(jīng)聯(lián)合驗收簽證不施工、未經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可或批準(zhǔn)的工序不施工；“三不接交”是：無自檢記錄不接交；未經(jīng)監(jiān)理工程師驗收不接交；施工記錄不全不接交。③正確處理質(zhì)量與投資、進(jìn)度的關(guān)系。

（2）嚴(yán)把審查關(guān)。南干渡槽、花樓基渡槽除險加固方案為首次使用，因此組織專家對施工方案進(jìn)行專項審查，以切實(shí)解決自身技術(shù)短缺問題。專家組從設(shè)計優(yōu)化、灌漿材料、灌漿壓力、鉆孔等方面提出意見，為施工順利開展提供了技術(shù)保障。

（3）嚴(yán)把優(yōu)化關(guān)。①根據(jù)設(shè)計方案，渡槽灌漿前首先要進(jìn)行砌石體表面處理，采用M15水泥砂漿勾縫，其作用主要是保障灌漿時不漏漿、跑漿，造成砌石體外表面都是砂漿，影響美觀。在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，M15水泥砂漿勾縫與原有砂漿勾縫有明顯色差，形成明顯的新舊對比，無法達(dá)到修舊如舊的目的，因此優(yōu)化配比，在拌和水泥砂漿時摻入黑色填縫劑（HCJ填縫劑--干粉砂漿系列，該產(chǎn)品是由無機(jī)硅酸鹽、高分子聚合物及顏料等經(jīng)特殊工藝配制而成，具有高分子材料的柔韌性、防水性和無機(jī)材料的耐久性、抗酸堿性、粘結(jié)力強(qiáng)的性能）進(jìn)行調(diào)色，在溝縫前先進(jìn)行試驗，試驗強(qiáng)度能滿足設(shè)計要求，并且能達(dá)到修舊如舊的目的。②由于渡槽進(jìn)出口段基礎(chǔ)為干砌石，容易造成塌孔、卡鉆。處理方法是先進(jìn)行提鉆掃孔，看是否可以形成灌漿孔，不能形成則考慮在塌孔部位按設(shè)計要求進(jìn)行灌注砂漿進(jìn)行固壁，初凝后再進(jìn)行掃孔，鉆孔完成后再自下而上進(jìn)行灌入水泥砂漿，特別注意的是嚴(yán)控水泥砂漿水灰比，以保證砂漿的沉入度，避免堵塞周邊灌漿通道，影響施工質(zhì)量。③灌漿過程中干砌塊石溝縫部位可能產(chǎn)生的漏漿或冒漿，視情況首先停止灌漿采用人工封堵，用棉花緊密地塞入縫隙內(nèi)，必要時，在其上面涂抹速凝水泥砂漿或堵漏王進(jìn)行堵塞縫隙，然后提高砂漿濃度、間歇灌漿等方法解決。

4 除險加固效果

根據(jù)設(shè)計方案，南干渡槽和花樓基渡槽分別于2018年12月、2021年11月進(jìn)行除險加固。經(jīng)過施工單位近3個月的實(shí)施圓滿完成了施工任務(wù)，分別采用了鉆孔取樣檢查和微型攝像機(jī)檢查，結(jié)果均顯示槽墩砌石體膠結(jié)良好，無孔洞，取芯抗壓強(qiáng)度達(dá)到C20，砌體整體穩(wěn)定性得到明顯改善，其中南干渡槽經(jīng)過近3年運(yùn)行，無明顯位移變形，同時渡槽原有風(fēng)貌得到了保留，除險加固取得了預(yù)期效果。

5 結(jié)語

自1949年以來，我國建成了一大批灌區(qū)，基于當(dāng)時歷史條件限制，渡槽很大一部分采取石拱渡槽的結(jié)構(gòu)形式，運(yùn)行年限超過50年以上，具有一定的歷史意義，因此消除安全隱患，保障安全運(yùn)行，盡可能保留原有風(fēng)貌，成為亟待解決的問題。安地灌區(qū)南干渡槽、花樓基渡槽除險加固的設(shè)計和實(shí)踐證明，對石拱渡槽砌石體采用表面勾縫、內(nèi)部采用砂漿灌漿加固的方案是非常可行，其除險加固設(shè)計與施工技術(shù)方案對類似石拱渡槽的除險加固具有顯著的借鑒意義。