防洪墙安全运行与保障关键技术研究

黄成 周国栋 乔小琴 房殿荣

摘 要：防洪墙作为一种保证人民生命财产安全的一项基础建设设施，不同地方、不同时期建设的防洪工程标准也不统一，经过多年持续运营，出现了严重损毁的情况，很多防洪工程已经无法达到防洪功能和防洪设计要求。为了保证防洪墙的安全运行，需要结合防洪墙的实际情况，制定具体的加固措施。文章以实际工程为例，对防洪墙工程存在的问题进行了分析，然后对防洪墙安全运行和保障技术进行了分析和探讨，保证了防洪墙安全。

关键词：防洪墙 垂直防渗 钻孔灌注桩

1.工程概况

市政防汛墙是堤防岸坡上的重要水利设施，目前在南京市滨江开发建设投资有限公司下关电厂码头改造过程中发现其市政防汛墙局部出现裂缝等缺陷，为了清楚和准确地表述市政防汛墙基本现状，南京水利科学研究院专家组一行在管理单位和施工单位主要负责人员的陪同下，对市政防汛墙等结构进行了现场调查。为了便于对照和核查，按照市政防汛墙伸缩缝实际分部情况，将市政防汛墙整体分为12段墙体和2个闸门槽，共计14个构件进行普查，然后对存在的问题进行了分析，提出了相应的安全保障措施。

2.市政防洪墙存在的问题

第1段墙体：市政防汛墙表面有纵横交错的微型裂缝若干条，距离边沿180cm处有一条肉眼可见、宽度1cm的纵向裂缝（从墙体顶部贯穿到墙体底部）。第1段墙体和第2段墙体的接缝处，即第1个伸缩缝，由于不均匀沉降出现竖向错位0.5～1cm，高差沉降张裂1.7cm。

第2段墙体：墙体整体完好，但是墙体顶部出现多处钢筋保护层脱落现象，钢筋锈蚀。第2段墙体和第3段墙体，即第2个伸缩缝处，因不均匀沉降导致竖向错位2～3cm，水平向错位3cm。伸缩缝周围出现严重钢筋锈蚀情况，钢筋裸露在外并发生明显锈蚀。

第3段墙体：墙体整体完好。第3段墙体和第4段墙体之间的伸缩缝处，由于不均匀沉降导致竖向错位2cm，水平方向没有错位，周围有表层砂浆脱落现象，顶部发现部分钢筋锈胀。

第4段墙体：防汛墙顶部钢筋裸露锈蚀，保护层有脱落现象，钢筋（箍筋）锈蚀率约8%。防汛墙整体裂缝较少。

第5段墙体：墙体有4条竖向裂缝，并且4条裂缝都贯穿墙体。其中第3条裂缝处，发现钢筋裸露在外面，并且锈蚀严重，混凝土保护层脱落，裂缝宽度相对较大，最大15mm；第4条裂缝处钢筋（纵筋）暴露在外面，锈蚀严重，锈蚀率20%以上，混凝土老化。第5段墙体和第6段墙体交界处错位 0.6mm，由于防汛墙体浇注情况发生变化，导致该伸缩缝不同于前3条，主要特点是裂缝较小，且没有止水材料，连接部位用钢筋连接。

第6段墙体：该段墙体除部分钢筋裸露外，整体相对完好。

第7段墙体：背水侧挡土结构发生严重沉降。迎水面地面1.5m以上高度有一条裂缝，一直延伸到墙体顶端，裂缝宽度约0.6mm。墙体中间出现局部钢筋锈胀情况，导致混凝土保护层脱落。墙体有3条裂缝，其中第1条裂缝宽度从顶部到底部分别为3mm、2mm、2.5mm；第2条裂缝宽度从顶部到底部分别为0.8mm、0.8mm；第3条裂缝宽度从顶部到底部分别为0.4mm、0.4mm，局部有钢筋锈胀。

第8段墙体：本段3.6m～4.5m处，墙顶以下1.5m内混凝土表面老化严重；7.2m直到本段末尾，防汛墙顶部横向钢筋锈蚀，混凝土剥落。9.9m～10.8m处剥开表层混凝土露出内部横纵钢筋，钢筋表面锈蚀较轻，碳化现象严重。第8段墙体和第9段墙体交界处竖向错位1cm，施工缝错位，止水失效，

1#闸门槽：顶部有钢筋裸露锈蚀，表面涂层剥落，闸门槽缺失，仅保留有闸门槽，存在一定安全隐患。目前，该闸门槽已改作为码头施工改造的主要进门口，闸门槽内轨道缺失，闸门槽老化。

第9段墙体：本段1.5m处剥开表层混凝土露出横纵钢筋，可以看出横纵钢筋锈蚀相对较轻，碳化较深；同时在本段4.7m～5.4m处剥开表层混凝土露出横纵钢筋，可以看出横纵钢筋锈蚀较轻，碳化较深；距离第九段尾部5m处墙顶之下2m混凝土老化严重。第9段和第10段交界處顶部混凝土有少许剥落。

第10段墙体：墙顶以下2m处混凝土老化严重，部分钢筋裸露。

2#闸门槽：表面涂层剥落，闸门槽缺失，仅保留有闸门槽。现作为进出码头的通道之一，由铁栏门封闭。

第11段墙体：在迎水面有3条裂缝。其中第1条裂缝宽度从顶部到底部分别为3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm；第2条裂缝（与第1条裂缝间距3m）宽度从顶部到底部分别为1mm、0.4mm；第3条裂缝（与第2条裂缝间距2m）宽度从顶部到底部分别为1mm、0.5mm、0.5mm，钢筋锈蚀率约5%。在背水面混凝土有脱落，钢筋锈蚀，锈蚀率15%，还有一条小裂缝。

第12段墙体：迎水面中间有竖向钢筋裸露，裸露钢筋锈蚀率8%。在本段末尾处因拆除右侧闸门槽结构导致防洪墙内侧断裂。

综上所述，市政防汛墙目前存在的主要问题如下：

（1）墙体出现大面积钢筋外露，锈胀、保护层脱落的情况；

（2）挡土墙发生严重下陷；

（3）市政防汛墙顶部钢筋锈蚀严重；

（4）伸缩缝之间出现严重开裂和沉降；

（5）外部墙体多处出现锈胀、保护层脱落。

3.防洪墙安全运行和保障技术

3.1防洪墙破损部位修复

（1）顺着混凝土裂缝凿出深度为2～3cm的凹槽，然后使用钢丝刷对表面进行刷新后冲湿，保证混凝土基底面保持干燥状态。

（2）使用丙乳净浆在其表面进行刷涂，刷涂的厚度为1～2mm。

（3）混凝土面使用丙乳砂浆进行分层抹压，每一层抹压的厚度保持在5mm左右，在一层丙乳砂浆有70%程度干后，对下一层进行抹压。每一次进行抹压施工前，为了便于层间粘结，需使用丙乳净浆进行刷涂。

（4）进行最后一道丙乳砂浆的抹压，并使其和混凝土面抹平，然后使用铁抹子抹光，使其可以和墙体混凝土紧密结合。

（5）处理结束后，使用混凝土养护液在丙乳砂浆表面进行刷涂，避免出现风干开裂等情况。

3.2防洪墙加固

防洪墙顶部使用钢筋混凝土进行加高，增加高度为0.5m，使用C25混凝土对混凝土防洪墙的内墙和外墙护面进行处理。在防洪墙的背水侧布置一排钻孔灌注桩提升防洪墙的水平承载力，灌注桩之间的间隔距离为1.2m，设计灌注桩的长度为8.8m，灌注桩要求打入到砂卵层中0.5m，在桩顶位置布设混凝土盖板，设计盖板的厚度为0.7m。3.3防洪墙防渗

防洪墙防渗使用垂直防渗和土工膜水平防渗相结合的方式进行处理，因为防洪墙为市政防洪墙，周围分布非常多的建筑物，施工场地比较小，增加了施工和设计难度。针对本工程的实际情况，对于迎水侧物建筑物的地段，水平段和垂直段均采用3m土工膜。当防洪墙和应水侧建筑的距离为 5m时，垂直段采用3m土工膜，水平段采用2.5m土工膜。土工膜使用机械和人工相结合的方法进行施工，因为场地比较狭窄，因此使用人工和挖掘机相结合的方法开挖铺设槽，开挖宽度为0.8m，深度为3m。使用钢板桩进行沟槽的支护施工，进行支护时，先进行垂直段的铺设施工，然后进行水平段的铺设施工。铺设过程中要保证松紧适度、平顺，预留一定的梁来适应防洪墙设计出现变化时产生的变形，使用焊接的方式机械牛土工膜的联接。

4.结束语

综上所述，由于防洪工程设计面比较广，对人民的生命财产安全有比较大的影响，因此需要做好防洪墙安全运行和保障技术。文章以实际工程为例，对防洪墙存在的问题进行了分析，然后对防洪墙安全运行和保障技术进行了探讨，保证了防洪墙安全，值得类似工程借鉴和参考。

参考文献：

[1]GB50201-2014.防洪标准[S].北京：中国标准出版社，2015.

[2]GB50286-2013.堤防工程设计规范[S].北京：中国计划出版社，2013.

[3]肖新华.某城市堤防防洪墙险情分析及除险加固[J].湖南水利水电，2016（02）： 77-79.