水库大堤不均匀沉降导致排水闸漏水的处理措施

王永庆

(长江勘测规划设计研究有限责任公司上海分公司，上海 200439)

1 项目概况

上海某平原水库工程位于杭州湾 －3.0～－5.0m滩面处，堤基为淤泥质粉砂或粉土，堤身采用聚丙稀编织袋充填管袋结构，堤坡均采用灌砌块石结构，水库新建围堤形成总面积约1.25km2。工程在水库上下游分别设置引水泵站和排水闸，促使水库水体进行交换，保持水库水体的水质。该工程于2007年6月通过竣工验收，投入使用，截至2012年6月已经使用5年。

2 发现漏水

2012年6月29日管理人员在巡查水库大堤时发现排水闸北侧25m范围内，大堤水库侧(内侧)灌砌块石护坡段出现裂缝，7月5日管理人员巡查时发现该段堤坡进一步由裂缝变成局部塌陷，并在随后的几天内塌陷迅速扩大，25m范围内的内侧灌砌块石护坡塌陷70%，且随着外海侧高潮位的时候，塌陷区内侧水域有较明显的冒水。如图1所示。

图1 护坡塌陷及冒水图

3 原因推测

根据水库侧护坡塌陷及其内侧水域的冒水现象，初步分析导致大堤护坡塌陷的原因，主要是渗透破坏。初步推测为大堤堤身防渗墙与排水闸防渗墙之间衔接处出现间隙，渗流通过此间隙形成渗漏通道，并带走了堤身砂，使灌砌块石下产生空洞，在重力的作用下出现了塌陷现象，当外海侧高潮位时，渗流通过此渗漏通道进入水库形成冒水现象。

4 加固处理

根据目前大堤现状及塌陷冒水的原因分析，对大堤的加固处理分两步进行，即防渗加固和堤身恢复。

(1)防渗处理:在排水闸北侧25m范围内增设一道防渗墙，防渗墙采用高压旋喷桩加固，且对大堤防渗墙与排水闸防渗墙衔接处增设三角形加固区，确保全面封堵衔接处的间隙，截断渗漏通道。旋喷桩采用直径0.6m，间距0.4m，桩底高程为－9.0m，伸入地基淤泥层，桩顶高程为堤顶高程。

(2)堤身恢复:拆除塌陷破坏的灌砌块石护坡，对护坡下的空洞回填袋装砂压实，重建灌砌块石护坡结构层。

5 再现漏水

上述加固处理方案实施完成后，2012年10月22日在排水闸的水库侧消力池与海漫之间的接缝处发现有冒水，如图2所示。

图2 排水闸漏水图

6 再次分析

图3 排水闸旋喷桩布置图

大堤段加固后未再现漏水现象，而排水闸分缝处却出现了冒水现象，由此可见，导致此次大堤护坡塌陷的渗漏问题尚未得到解决，防渗加固处理未能截断渗漏通道，仅仅是封堵了渗漏通道的出口，使渗漏改变了路径，从排水闸消力池与海漫之间的接缝处冒出。

排水闸与大堤衔接处以及以北25m范围内堤防均增设了防渗桩，不可能存在渗漏通道，因此，渗漏通道仍然存在于排水闸内部，且存在于排水闸底部，闸底板与防渗桩的衔接处。

7 再次加固

为了全面截断渗漏通道，在排水闸闸底板外侧设置一道防渗墙，防渗墙采用高压旋喷桩，两侧与已实施防渗墙连接，形成防渗封闭圈。旋喷桩采用直径1.0m，间距0.7m，桩底高程为－9.0m，应伸入地基淤泥层，桩顶高程应高于闸底板底高程，旋喷桩布置图如图3所示。

但旋喷桩在施工时发现，由于渗漏通道存在时间较长，排水闸闸底板下的砂土被渗流淘刷严重，根据旋喷桩的钻孔测量结果，施工区的闸底板下1～3m内基本为空隙，无地基砂土，旋喷桩无法成桩。因此，旋喷桩成桩前应采取措施填充该区域的空隙。

对此，我们预先钻好旋喷桩的所有孔位，通过此钻孔填充砂土。由于钻孔直径较小，一方面砂土下填速度缓慢，另一方面砂土仅堆存于孔下很小范围，难以满足旋喷桩成桩直径1.0m的要求。因此，我们又尝试在砂土中加水和水泥浆等方法，经过多次试验及观测，在砂土中加入水灰比为1∶10左右的水泥浆后，砂土在孔下能够流动，但又不至流失，且能够满足旋喷桩的设计直径1.0m的要求。

上述工程实施后，旋喷桩成桩效果良好，成功截断存在于闸底板下的渗漏通道，此次加固工程取得预期目标。

8 结语

由于水库大堤地基的不均匀沉降，导致闸底板下的防渗墙与底板之间产生裂隙，在堤身形成渗漏通道，经过长时间的淘刷，将闸底板下及堤身局部区域的砂土带出堤身，大堤内坡灌砌块石受重力作用发生塌陷，导致闸底板下渗漏通道被及时发现，尚未对排水闸造成较大损坏。

但是由于率先塌陷处位于大堤内坡，导致我们误认为渗漏通道位于大堤防渗墙与排水闸防渗墙衔接处，经过对该处的防渗加固后，渗漏通道仍然未截断，才使我们寻找出渗漏通道的正确位置，采取合理的高压旋喷桩防渗加固措施，并且在旋喷桩施工时遇到较大空隙，成桩困难时，采取有针对性的填充稀水泥浆加砂土的方法，有效解决旋喷桩成桩困难的问题，成功截断排水闸下的渗漏通道。

［1］吴伟明．化学灌浆技术在排水闸除险加固工程中的应用［M］．北京:中国防汛抗旱，2012．