关于某大型水闸闸前铺盖破坏的原因及处理对策研究

韩猛+周颖

摘 要：本文针对高良涧闸前铺盖存在严重裂缝造成渗漏的问题，在详细介绍工程除险加固情况和分析破坏原因的基础上，提出对上游防渗铺盖拆除重建和对防渗铺盖上部表面以下混凝土进行压力灌浆加固的两种方案，最终选用的第二种方案。在投入运用后用实际效果表明，该处理方法使得该闸达到了原设计的抗渗要求，为保护闸体工程的正常运用发挥了重要作用，期望该方案的提出能够为同类工程提供一定的参考和借鉴。

关键词：水闸 闸前铺盖 压力灌浆

1.工程概况

高良涧闸位于江苏省淮安市洪泽县高涧镇境内，是灌溉总渠的渠首，为洪泽湖的控制工程之一，设计流量800m3/s，建成于1952年6月。高良涧闸的主要作用是泄洪、灌溉、航运等作用，它在投入运行之后取得了诸多良好的实际效益：其一，排泄淮河的洪水；其二，实际引用淮水的灌溉面积350万亩；其三，补给运河、灌溉总渠沿线城市航运、发电用水。此外，高良涧闸还与总渠其他水利工程相互配合发挥了巨大的综合效益。

2014年10月1日，高良涧闸进行第五次除险加固，主要内容包括：拆除建桥头堡及启闭机房，拆除重建消力池、护坦，对海漫进行灌浆修补，新建导流墙，两岸护砌工程，混凝土修补及防碳化处理等。

2.闸前铺盖破坏原因

在此次加固过程中发现铺盖表面冲蚀严重，检测人员在垂直水流和顺水流方向各开一道深槽，槽宽50cm，面层槽口须进行切割，切割深度约 3cm，槽底在原下层防渗铺盖面层上约5～10cm，保留原上层铺盖的钢筋，槽两端到闸室或翼墙底板的距离不小于100cm。开槽检测后发现存在严重安全隐患，铺盖不密实，孔隙较多，呈蜂窝状，形成有横向贯穿裂缝穿透铺盖，最大的裂缝宽达48mm，铺盖渗径被大大减短。

在经过分析研究该闸的原设计文件、竣工资料、运行状况等材料之后，总结了铺盖破坏原因。

高良涧闸建设于20世纪50年代初期，当时施工水平的限制，整体工程质量较低，虽然在建闸之后的多年来已经进行了多次的加固和大修，但是经过长时间的使用，老化现象越来越明显，已经埋下了诸多的安全问题。

在对铺盖进行了严格的检测后发现：铺盖下部和上部表层混凝土的密实性目前相对较好，主要缺陷是铺盖表面普遍遭到了冲蚀，各块铺盖都存在或多或少的不密实区（窖潮点），特别是右边的第一块铺盖，出现了成片的不密实区，形成了类似裂缝一样的渗水通道，最终导致铺盖表面存在大面积的窖潮，上游钢筋混凝土防渗铺盖长大约有40.5m、总厚度在已经60-80cm范围内，共分为两层，分别地，下部的30cm厚是建闸时浇筑，而上部的30-50cm是后期加固时浇筑。而以上的检测结果显示为上部表层以下的混凝土中存在大量的蜂窝孔隙，铺盖的防渗性能大大降低，这将对防渗安全会造成非常不利的影响，已经严重束缚了该节制闸的安全平稳运行。因此，为了从根本上消除安全问题，在最短的时间内对上游的防渗铺盖进行进一步的加固措施是必不可少和不容忽视的。

3.处理方案

基于以上阐述的各项破坏原因，工程部提出对上游防渗铺盖拆除重建和对防渗铺盖上部表面以下混凝土进行压力灌浆加固两种方案，以下是这两种方案的详细介绍。

3.1上游铺盖拆除重建

将原铺盖彻底拆除，然后新建防渗铺盖，铺盖共分8块，分2排修建，每排各4块，铺盖面高程为7.5m，厚度为0.5m，混凝土设计强度为C25，保留原防渗板桩墙，闸底板与铺盖间、顺水流向铺盖间均用拉筋连接，保留原阻滑板的作用。

3.2上游铺盖压力灌浆

在原上游铺盖上，对上部下层铺盖进行钻孔压力灌浆，灌浆孔间距、排距大约都为1.0cm，孔底在原下部防渗铺盖面上方大约2cm，避免钻孔时损伤原下部防渗铺盖；灌浆孔口连接管用药卷锚固剂锚固，灌浆结束后将连接管割除至深度4cm，用环氧砂浆封孔；灌浆液为纯水泥浆液，浆液水灰比为1：1，空洞密集处加密灌浆，灌浆压力不可以太大，不超过0.5Mpa，严禁将铺盖的顶层顶穿，需要通过严格的试验来确定；按顺序逐孔灌浆，压力维持0.5Mpa约2分钟即可停灌。相邻孔冒浆的，冒浆后即关闭孔口阀门直至无周边孔口冒浆。24小时后复灌。复灌仍然能够灌入的，24小时候再次复灌，直至不能灌入时终孔，每孔初灌或复灌结束后5小时左右用有壓水洗孔，保证再次灌浆时连接管畅通；对不密实区（窖潮点）进行局部凿除，浇筑微膨胀C30细石混凝土；灌浆施工前围堰内水位控制在7.4m以下，排出铺盖空隙内的积水；对铺盖间伸缩缝内填料（柏油板）上部大约10cm范围内的进行剔除，灌注柏油封闭。

3.3处理方案选择

在将方案一：对上游防渗铺盖拆除重建和方案二：对防渗铺盖上部表面以下混凝土进行压力灌浆加固进行了严谨仔细的分析对比之后，两个方案都具有可行性。方案一可以从根本上解决高良涧闸的防渗问题，与原设计功能完全符合，但是所需要的施工时间较长，需要大量的资金投入；方案二在经过一系列的处理之后可以与原设计功能相契合，资金投入在正常的工程款范围之内，所需要的施工时间较短，施工操作方便快捷，但是不一定能够将全部的铺盖灌密实，内部很有可能留有一部分的蜂窝。结合以上的各方面分析，考虑到本次高良涧闸工程的加固经费有限，而且要求的施工时间较短，最终工程部决定采用方案二，即对防渗铺盖上部表面以下混凝土进行压力灌浆加固的方案。

4.处理效果

高良涧闸闸前铺盖通过对上部表面以下混凝土进行压力灌浆的加固处理，施工过程中加强施工过程质量控制，精准调控压力灌浆压力，优化施工工艺，注重流程管理、严格仔细检测，较好地解决了铺盖渗水问题，符合了原设计的要求。经过处理之后的裂缝并没有继续的扩展，它的裂缝宽度、表面平整度以及下游渗流溢出情况仍然能够保持不变，完全处于正常运行状态。以上结果显示，对防渗铺盖上部表面以下混凝土进行压力灌浆加固的方案是成功的，是可以执行的与此同时，它还具有设计施工便捷、投资力度较小等诸多的优势，值得被大范围地推广应用。

5.结束语

综上所述，高良涧闸工程顺利完工并在投入使用之后取得了优质的成效，实现了良好的防渗效果。工程在投入运行之后，2015年累计开闸78次，总共泄流15.94亿m3；2016年累计开闸78次，总共泄流26.36亿m3，下游流态有了较为明显的改善，工程运行安全稳定。在证明该防渗方案是科学合理的同时，管理人员要加强巡视检查，注重工程观测，定期进行水下探摸检查，确保工程安全运用，发挥效益。

参考文献：

[1]侯利平.某大型节制闸闸前铺盖破坏原因及其处理.《湖南水利水电》，2012年第2期60-61，共2页.

[2]王静莲.新河节制闸防渗设施破坏原因及处理.《中国农村水利水电》北大核心，1998年第10期 34-35，共2页.

[3]张育来.闸前铺盖上抬的成因与对策.《吉林水利》，1996年第5期29-30，共2页.endprint