曹店引黄闸除险加固技术方案应用探讨

周淑娟，由树春

（1.山东黄河勘测设计研究院有限公司，山东 济南 250013；2.烟台市水文中心，山东 烟台 264000）

东营市曹店引黄闸位于黄河大堤右岸大堤桩号200+770处，坐落在曹店险工16#坝上，为一两联四孔箱式涵闸结构，设计引水流量为30 m3/s，加大引水流量为80 m3/s。该闸1984年3月开工，同年10月竣工。洞身断面为矩形（3 m×3 m），每节长l0 m，共分9节，洞身总长90 m。

曹店闸在运行中发现上游连接段进口、涵洞、下游连接段消力池等淤积严重，上游进水口左侧淤沙已造成陆地，影响取水流路，使水流顶冲进水口右侧坝头，干砌石被冲走，影响坝头安全以及正常引水，亟需对水流顶冲进水口处提出加固方式。曹店闸对护坡的安全鉴定意见为上游护坡严重坍塌滑移，翼墙开裂，下游护坡和翼墙均有开裂塌陷。安全鉴定核查意见为上游翼墙开裂、洞身分缝处明止水橡胶老化，止水铁压板锈蚀脱落，遂在后续曹店闸除险加固设计中对砌石护坡及洞身止水系统进行了加固。

1 护坡加固方案

通过现场查勘发现，上游右岸进口护坡为干砌石护坡，水闸引水时，在进口左岸严重淤积，水流顶冲进口右岸，使之不断淘刷，造成上游右岸进口护坡塌陷破坏冲失严重。由于引水通道已成形，一侧淤积一侧冲刷的态势基本无法改变，只能从护坡型式入手提出解决办法。根据上游右岸干砌石护坡及防冲槽破坏程度不同分别进行加固处理。易被冲毁处不在曹店闸不透水轮廓线范围内，为干砌石护坡。干砌石护坡的优势为适应变形能力强，护坡基土被水流淘刷带出后，护坡自然塌落，不宜整体滑塌，发生险情后容易被管理人员发现，及时补救，但缺点是整体抗冲刷能力弱。考虑曹店闸右岸护坡一直被冲刷的现状，提出用分层格宾石笼护坡进行护砌，一来提升整体抗冲刷能力，二是格宾石笼网箱逐层向坝基后退以便与上下游边坡向适应。

上游右岸进口干砌石冲蚀处理是根据上游右岸干砌石护坡及防冲槽破坏程度不同，分别进行加固处理。

1）从浆砌石护坡末端向上游12 m范围内，处理方式为面石排整。

2）从第一部分上游起向上游24 m范围内，该部分护坡坍塌损坏严重，同时石料走失严重，分析其原因主要是大溜顶冲，传统的护砌方式不能满足抗冲要求，需拆除改建，若采用铅丝笼防护，水上部分耐久性较差。改建加固方案为：先回填壤土找平，再铺1 m厚的粘土坝胎，然后填石渣垫层后腹石按原断面进行恢复，为提高抗冲能力，增加整体稳定性和耐久性，防止护坡石料走失，面层采用格宾石笼网防护。为保持原护坡坡度以及维持护坡的稳定性，格宾石笼网应平铺、自下而上逐层后退叠放。

3）为引渠底部，由于护坡底部冲刷建造成护坡破坏，原闸在护坡底部顺水流向设有3 m宽的抛石槽，由于散抛石的抗冲能力差，石料走失严重。为提高引渠底部的整体抗冲能力，加固处理方案是将原顺水流向3 m宽抛石槽挖除50 cm并向河中心方向开挖3 m宽、50 cm深，铺设6 m宽、50 cm厚的格宾笼网护脚。

格宾笼护坡、护脚的规格型号为高×宽×长=0.5 m×1.5 m×3 m，高度允许偏差±3%，宽、高度允许偏差±5%。格宾笼网片采用包覆PVC（灰色）的锌－10%铝混合稀土合金镀层钢丝。钢丝的外包为PVC材料：（1）PVC基片初始性能为质量磨损率＜12%；比重1.3～1.35 g/m3，拉伸模量≥18.6 MPa，拉伸强度≥20.6 MPa；邵氏硬度D50～60，耐磨性强。（2）PVC材料经盐雾3 000 h后，拉伸强度变化率不大于25%；比重变化率不大于6%。（3）PVC材料经耐光3 000 h后，拉伸强度变化率不大于25%，比重变化率不大于6%。

基材线径Ø2.7 mm，边线线径Ø3.4 mm，扎线线径Ø2.2 mm，网孔尺寸为100 mm×120 mm。

2 洞身止水加固方案

首先拆除原涵洞洞节间明止水以及上、缝墩明止水全部拆除。涵洞洞节之间分缝处橡皮明止水改造具体做法是：

1）先将原桥型橡皮拆除，剔除70 mm深的沥青杉板，凿除旧止水螺栓周围20 mm范围内砼保护层，凿除深度为20 mm，然后割除旧螺栓焊接新螺栓。

2）将洞节分缝内冲刷干净，将积水清除，用2 cm厚环氧树脂砂浆找平，填塞GBW型遇水膨胀橡胶止水条，厚3 cm，然后再用2 cm厚环氧树脂砂浆找平。

3）待新螺栓焊接牢固后用环氧砂浆抹平凿除面，最后恢复桥型橡皮止水，橡胶止水采用SF6674。新更换的的螺栓、螺母、槽钢和钢板等铁件均采用不锈钢（1Gr18Ni9（302））材料制作。不锈钢螺栓焊接采用E309型焊条。

4）对发生不均匀沉降的洞节，焊接螺栓后先用C30混凝土修复止水槽，再恢复桥型橡皮止水，并将沉降大的一侧采用1∶4的坡度与原涵洞平顺连接。

5）缝墩明止水改建后，明止水橡皮伸入沥青井25 cm长后进行封闭。将原沥青井热熔后重新浇灌沥青砂，沥青和砂重量比为2∶1。

3 应用效果

东营市曹店引黄闸右岸引水口护坡加固后，经多年运用实践，防冲效果良好，洞身止水系统工作正常。曹店引黄闸得以正常引水运行，保证了东营市及胜利油田工农业用水，其经济效益及社会效益是巨大的。