涵闸除险加固过程的分析

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摘 要：浆砌石污工结构涵闸工程，经过多年运行，逐渐老化，造成水土流失，所在堤段有时会出现塌坑破坏。通过外部破坏情况、水流状况等迹象分析工程的破损程度，合理采用维修加固措施，排除险情，从而延长工程的使用寿命。

关键词：涵闸 除险 分析 水泥粘土灌浆

中图分类号：TV6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0053-01

浆砌石污工结构涵闸，在以前广泛地应用于海堤涵闸的建设中。由于海堤涵受潮汐、海浪的作用，工作条件复杂，且随着运行时间的加长，或不规范的运行操作，其结构上的缺陷逐渐显现出来，勾缝老化脱落，砂浆在水压力作用下慢慢流失，造成所在堤身的水土流失，危及堤围安全。

1 工程概况

培隆涵正面临海，是一座浆砌石污工结构的排水涵闸，涵身曾经加长，迎水面翼墙、护坡均采用浆砌石结构，多年来运行正常。于去年堤身背水坡平台涵身北侧出现一塌坑，直径1.2 m，深约1 m。

2 险情的观察分析及抢险措施的确定

根据初步了解到的情况，塌坑的形成可能是因绕流或渗流造成涵周回填土流失，土体内部存在较大的孔隙。为确保安全，立即停止工程的日常运行，并进一步利用不同水力条件观察分析，以求取得更多的信息，有的放矢，确定合理的抢险措施，达到除险加固的目的。

2.1 根据水流条件的观察分析

（1）涨潮至高潮位下闸观察：在涨潮时，关闭内外两道闸门，通过渠系节制闸调控围内排水，使汇水前池处于最低水位，观察涨潮过程中，存在较大水位差时，前池及背水坡是否存在闸底渗流或绕流。在此过程中，没有发现逸出点，池中水保持清澈，背水坡土体也没有出现渗水。

（2）涨潮引水观察：在潮水位高于内水位情况下引水观察水流变化，此时水位差不能太大，以防造成进一步的破坏。观察时潮水位0.3 m，前池水位0.0 m。在闸门完全开启，自由出流时，观察到水流呈黄色浑浊；调整闸门开度，产生孔口出流，发现底部水流清澈，闸门两侧水流呈黄色浑浊。

（3）退潮排水观察：在内水位高于潮水位情况下排水观察水流情况，由于观察时排水量小，流速慢，水流浑浊程度较轻。

（4）退潮至最低潮位观察：随着潮水位的下降，关闭内外两道闸门，使前池水位高于潮位，观察迎水坡护坡的渗流情况，经观察，没有发现渗流现象。

2.2 结果分析及除险措施

通过出现的险情和以上不同工况进一步的观察分析，可以判断：涵壁砂浆脱落，在水流负压的作用下，涵壁周围土体被携带而出，排水量越大，流速越大，土料流失越严重。背水坡和平台的情况较严重，而堤身尚未形成贯穿性的渗流通道。随后进入涵闸中检查，查明涵身破损的主要位置，是在后期加长新老涵壁的接缝处。查明塌坑形成的原因后，决定采取涵身补填砂浆、重新勾缝，对塌坑回填土后对涵周土体进行灌浆补强等措施。本文只对灌浆的设计和施工观察分析做进一步介绍。

3 水泥粘土灌浆设计

根据本工程情况，灌浆孔平行于涵轴线布置，共5排，涵上1排，涵壁两侧各2排，排距2 m，孔距2.5 m（见图1）。两侧灌浆孔孔底高程低于底板基底高程0.8 m，作用点到达涵周、涵身及涵基底。灌浆过程分两孔序，涵上和外侧两排为第一孔序，内侧两排为第二孔序，以达到更好的补强土体和涵壁的效果。

灌浆材料选用水泥粘土浆。粘土浆可灌性强，为加速浆液凝固，提高固结体强度，达到更好的整体性和稳定性，掺入15%的水泥。

本工程设计采用有压灌浆，灌浆管上端孔口持续灌浆压力控制在0.12 MPa以内，瞬时最大压力不超过0.2 MPa。参考本地区近年来的经验，在该压力浆液能很好渗透贯穿孔隙，提高土体的密实性，达到灌浆的预期目的。

4 灌浆观察分析

4.1 冒浆点的观察

灌浆先用稀浆，此时必须观察冒浆点，借以判断分析涵周回填土及地基土的破坏情况，验证工程措施的正确与否。本次灌浆出现两处较为集中的冒浆点，一是涵身，与预先分析情况相同，浆液的渗出，可清晰地看到涵壁的破坏情况，给涵身有针对性的补强提供了帮助；二是前池，在北侧背水坡灌入稀浆时，前池出现冒浆，通过压砂反虑，阻止了继续冒浆。

从冒浆点位置看，原先通过水流情况观察分析判断是正确的，涵身受破坏，背水坡填土破坏程度较严重，空隙大，继而破坏范围向前池发展，形成薄弱环节，在灌浆压力作用下，浆液贯穿通道，从前池逸出。因此背水坡包括平台段是灌浆补强的重点部位。

4.2 灌浆压力的观察

灌浆过程中随时观察孔口压力，若持续低压时间过长，说明空隙较大，可适当增加灌入量和复灌次数，保证固结体的密实度。

4.3 裂缝观察

灌浆工程中应对迎水坡防浪墙、翼墙、背水坡挡土墙位置及堤身进行密切观察，一旦出现裂缝，应立即停止灌浆，确保安全后再减压续灌。这也是判断是否终孔的一个条件。

5 结论

本工程通过采用水泥粘土灌浆结合其他补强措施进行抢险加固，达到了预期的效果，通过探孔取土，见其土体密实，固结程度好，过涵水流不再浑浊。到目前为止，未出现新的塌陷，或沉降，涵闸运行正常。

只有根据工程实际情况分析险情形成原因，准确判断破损情况和程度，有针对性地制定经济合理的除险加固方案，才能做到及时除险，加固涵闸，确保工程安全，延长工程的使用寿命。

参考文献

[1] 赵振兴.水力学[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2] 土坝灌浆技术规范[S].DL/T5238-2010.

[3] 堤防工程设计规范[S].GB50286-98.