韓春橋

(江蘇省淮沭新河管理處,江蘇 淮安 223001)

1 工程概況

柴米閘位于宿遷市沭陽縣縣城西南 10km,沭陽閘上游右堤東 150m處,是分淮入沂工程之一。上游為淮沭新河,下游為柴米河,其主要作用是排泄老沭河、新沂河及淮沭河灘面總面積 1226km2內(nèi)的桃汛,并可分泄部分淮河洪水入海,汛后幫助新沂河灘面退水和輸送柴米河部分航運用水。該閘建成于 1961年 2月,共 9孔,每孔凈寬 4.0m,設(shè)計流量為 300m3/s,校核流量為 352m3/s,上游設(shè)計水位 13.3m,實際發(fā)生最高水位 12.07m(2003年 7月),下游設(shè)計水位7.3m,實際發(fā)生最高水位8.24m(1961年 7月)。岸墻為鋼筋混凝土和漿砌塊石組合重力式結(jié)構(gòu),前側(cè)為鋼筋混凝土直墻兼作邊墩,后側(cè)和兩側(cè)墻身為漿砌塊石重力式結(jié)構(gòu),整體成 U形布置。

2 滲水原因分析

2.1 岸翼墻滲水情況

柴米閘自建成以來,1991年之前未經(jīng)受過高水位考驗,1991年淮河大水,淮沭河第一次分洪,當(dāng)水位在 9.18m時岸墻側(cè)墻下游面水位 8.1m以上部位的石縫出現(xiàn)滲漏水跡象,水位達(dá) 11.02m時,下游擋土墻在水位 8.1～8.6m之間滲漏加劇,并出現(xiàn)數(shù)處射流。1994年加固時在岸墻后做地下連續(xù)墻,下游滲水情況雖然有所改善,但根據(jù)以后管理所的觀測,在下游側(cè)路堤岸墻面、翼墻面仍有滲水溢出,當(dāng)上游水位達(dá)到10.0m時,滲水明顯嚴(yán)重。根據(jù)滲水記錄,1996年 7月 21日上游水位達(dá) 9.7m時開始滲水,當(dāng)水位降至 9.56m時,滲水停止。1998年 8月 14日,上午 10:30上游水位 9.38m,左、右岸墻擋土墻均發(fā)生滲水,下午3:00,上游水位 10.30m時,滲水量明顯加大,當(dāng)上游水位為 10.90m時,兩岸下游墻后共有 30余處漏滲水,出水孔高程均在 8.0～9.5m間。1998年 8月15～22日,上游水位達(dá) 9.59m,左岸不滲水,右岸有 4處滲水,水位低于 9.0m時滲水不再出現(xiàn)。2003年 7月 9日,江蘇省防汛抗旱指揮部下令實施 “分淮入沂”。7月 10日 8:00時,柴米閘上游水位 9.90m,下游左岸岸墻有 7處滲水,下游右岸岸墻有 9處滲水,隨著 “分淮入沂”泄洪流量的加大,柴米閘上游水位的不斷上漲,下游左右岸墻滲水現(xiàn)象更加厲害,滲水處增多,滲水量增大,18日 4:00時,柴米閘上游水位達(dá) 12.07m(歷史最高水位),下游左岸岸墻有 32處滲水,滲水量達(dá) 48.4L/m in,下游右岸岸墻有 38處滲水,滲水量達(dá) 85.1L/m i n。

柴米閘下游左右岸翼墻滲漏水為該閘存在的主要問題。

2.2 滲水原因分析

根據(jù)滲水情況,當(dāng)上游水位低于 9.0m時,無滲水情況發(fā)生,當(dāng)上游水位超過 10.0m時,滲水明顯加劇。滲水位置在岸墻側(cè)墻部位,由于 1995年大堤已進(jìn)行連續(xù)墻防滲且取樣試驗,即使大堤填土較差,亦不再會有滲水通道。因此,仍出現(xiàn)的滲水情況應(yīng)屬于岸墻的漿砌塊石質(zhì)量較差,內(nèi)部空穴較多形成滲漏通道。該閘建于特殊的歷史時期,物質(zhì)資源匱乏,水泥用量少,代用材料多,因此,在施工質(zhì)量上也存在著一定的先天不足的因素。加之上游翼墻與岸墻間的垂直止水未作處理,可能在高程 9.0m以上止水已被破壞,從滲水情況分析亦可判定。同時岸墻內(nèi)部在高程9.0m以上有一明顯滲水通道,否則不會出現(xiàn)當(dāng)上游水位超過 9.0m時發(fā)生滲水,水位超過10.0m時滲水明顯加劇的現(xiàn)象。要徹底解決問題需對岸墻采取防滲處理。

3 岸墻防滲處理

采取壓注水泥漿來填充塊石之間的空隙進(jìn)行防滲處理。在 U形岸墻上下游側(cè)墻墻頂部位鉆孔,每處墻頂 6個孔,間距 1m,兩側(cè) 4處合計 24孔,在孔內(nèi)灌注水泥漿,填充漿砌塊石墻體及土體內(nèi)存在的孔洞和縫隙,形成一道有效的防滲墻。具體施工工藝為:鉆孔→清孔→安裝注漿管道→密封→漿液拌制→壓力注漿→封口處理。

3.1 鉆孔

使用 G X Y—50工程勘探鉆機(jī)鉆孔,孔徑12.7cm,孔深 10m(自岸墻蓋頂頂面高程 15.0m至岸墻底板頂面高程 5.0m),孔位距岸墻蓋頂前沿60cm。在鉆孔過程中,要注意不間斷地加注冷卻水,同時等于在做一次壓力試驗,對滲流通道起到了一次檢測作用。由于滲水原因,鉆孔時也注意對其他施工的交叉影響。

3.2 清孔

先用撈渣筒撈取鉆孔內(nèi)沉渣,再用高壓水流沖洗孔壁,清除孔壁內(nèi)石粉,便于注漿通暢,清孔結(jié)束后停頓一天再灌漿,使清孔水體有充足時間滲出,盡可能減少孔內(nèi)及漿砌石墻體裂縫與空隙內(nèi)的積水。

3.3 安裝注漿管道

注漿管采用 1寸鍍鋅鋼管,下端為帶有射漿孔的灌漿花管。1組 6孔使用兩臺壓漿泵進(jìn)行灌漿,1臺泵間隔控制壓注 3個孔,其中一臺泵灌 1號、3號、5號孔,另一臺灌 2號、4號、6號孔,每孔進(jìn)漿管路均在孔口處加閥門進(jìn)行控制,調(diào)節(jié)不同工作狀況進(jìn)行壓漿。

3.4 密封

孔口處密封:先用磨光機(jī)磨平孔口,再用釉質(zhì)灰粉平,用密封圈和鋼壓蓋封閉,鋼壓蓋下墊雙層橡皮,鋼壓蓋用膨脹螺絲固定在孔口蓋頂混凝土上,保證孔口密封良好。每個鋼壓蓋上均打排氣孔,當(dāng)漿液溢出時堵閉,在后灌的下游側(cè)墻 6孔孔口處加密封蓋,阻止排氣,可減少或阻止上游側(cè)墻灌漿時向下游側(cè)墻孔內(nèi)串漿。

墻面密封:在岸墻上游側(cè)漿砌塊石墻面打毛清洗,用m 20水泥砂漿粉刷,粉刷范圍向下達(dá)到墻外土面下 1m,開挖的土槽再還土夯實并向上堆土至岸墻頂高程,確保土面下不翻漿。另外混凝土蓋頂與墻體之間因接合不好,打孔時滲漏嚴(yán)重,為防灌漿時接合部串漿,而在接合部新澆 30cm混凝土。在岸墻下游側(cè)墻面外堆土至混凝土面層下緣以上 1m,同樣確保土面下不翻漿。

3.5 漿液拌制

設(shè)計要求水泥摻量不小于 15%,但根據(jù)鉆孔時墻體漏水情況,為保證灌注的質(zhì)量,需適當(dāng)加大水泥摻量。在灌注前,根據(jù)現(xiàn)場用不同水泥及緩凝劑摻量的漿液進(jìn)行事先配制調(diào)試,確定水灰比為1∶1,M—1緩凝劑 (江蘇省水科所研制)摻量為0.5%,漿液初凝時間為 7h。

水泥漿液采用砂漿攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,按規(guī)定水灰比先加水至攪拌機(jī),后加緩凝劑、水泥,充分?jǐn)嚢杈鶆?不得有沉淀或結(jié)塊,通過濾網(wǎng)放到漿桶中待灌,桶內(nèi)的漿液不停地攪動,防止沉淀離析,漿液隨拌隨灌,在桶內(nèi)靜置時間不超過 10～15m in。漿液的拌制速度要滿足灌注的需要,確保在水泥初凝時間內(nèi)灌注結(jié)束。同時要保證拌制漿液所用的水泥庫存量充足,根據(jù)岸墻漿砌塊石墻體的體積,按 5%的空隙率估計注漿量及水泥用量,再加 1倍作為庫存量,確保灌注時水泥的充足供應(yīng)。

3.6 壓力注漿

本次注漿采取 6孔同時灌注,采用兩臺灌漿泵進(jìn)行灌注,每臺泵負(fù)擔(dān) 3個孔,如果孔洞過多、注漿量過大,壓力一時不得上升,采用輪換灌入法,在管路中間串接閥門進(jìn)行調(diào)節(jié),灌漿壓力不能過大,過大可能影響岸墻及翼墻的安全,所有密封裝置亦受到影響,升高壓力宜按 0.01M P a遞增,最終注漿壓力及終止注漿,根據(jù)吸漿量,現(xiàn)場由建設(shè)單位、監(jiān)理單位和實施單位共同商定,最終實際灌漿壓力控制在 0.15～0.20M P a。

岸墻上游側(cè) 6孔灌注完成后,再灌下游 6孔,如部分孔內(nèi)串入少許漿液,灌注工作可接該高程向上繼續(xù)灌注。

3.7 封孔處理

灌注完成拆除密封裝置,拔出灌漿管注入水泥砂漿進(jìn)行封孔。

4 質(zhì)量保證措施

(1)確保機(jī)具設(shè)備的完好率,攪拌機(jī)、壓漿泵需進(jìn)行檢驗,壓力表需進(jìn)行標(biāo)定。

(2)注漿的漿液配比、壓力控制、漿液注入量須由現(xiàn)場工程師檢查確定后方可進(jìn)行。

(3)壓注水泥漿時,壓力表稍有啟動時,需減少單位時間注漿量,密切注意觀察墻體和周圍情況,過程中要嚴(yán)格控制壓力遞增量,防止危及墻體變形。

(4)精密制作密封蓋,確保不漏漿不漏氣。

(5)側(cè)墻上游面要打毛清洗,確保粉刷的砂漿面層不漏漿、不漏氣,保證砂漿具有足夠的強(qiáng)度。

(6)開挖的土槽要還土夯實,確保土面下不翻漿。同時在上下游翼墻后,準(zhǔn)備部分土源,如果土面下翻漿,除暫停注漿外,需立即填土加壓。

5 結(jié)論

(1)在注漿施工過程中,鉆孔中的冷卻水和少部分漿液不僅從下游岸墻側(cè)面滲出,還通過伸縮縫向上游翼墻石縫中滲出,說明岸墻砌體間確實存在著若干透水通道。

(2)經(jīng)過 5個汛期的洪水考驗 (每年最高水位均超過 9.9m),下游側(cè)岸墻未發(fā)現(xiàn)有任何滲漏現(xiàn)象,實踐證明了水泥注漿處理岸墻滲漏效果是行之有效的,不但提高漿砌塊石岸墻的密實度,而且大大增加了漿砌塊石岸墻整體的強(qiáng)度。