水庫(kù)大堤不均勻沉降導(dǎo)致排水閘漏水的處理措施

王永慶

(長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司上海分公司，上海 200439)

1 項(xiàng)目概況

上海某平原水庫(kù)工程位于杭州灣 －3.0～－5.0m灘面處，堤基為淤泥質(zhì)粉砂或粉土，堤身采用聚丙稀編織袋充填管袋結(jié)構(gòu)，堤坡均采用灌砌塊石結(jié)構(gòu)，水庫(kù)新建圍堤形成總面積約1.25km2。工程在水庫(kù)上下游分別設(shè)置引水泵站和排水閘，促使水庫(kù)水體進(jìn)行交換，保持水庫(kù)水體的水質(zhì)。該工程于2007年6月通過竣工驗(yàn)收，投入使用，截至2012年6月已經(jīng)使用5年。

2 發(fā)現(xiàn)漏水

2012年6月29日管理人員在巡查水庫(kù)大堤時(shí)發(fā)現(xiàn)排水閘北側(cè)25m范圍內(nèi)，大堤水庫(kù)側(cè)(內(nèi)側(cè))灌砌塊石護(hù)坡段出現(xiàn)裂縫，7月5日管理人員巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)該段堤坡進(jìn)一步由裂縫變成局部塌陷，并在隨后的幾天內(nèi)塌陷迅速擴(kuò)大，25m范圍內(nèi)的內(nèi)側(cè)灌砌塊石護(hù)坡塌陷70%，且隨著外海側(cè)高潮位的時(shí)候，塌陷區(qū)內(nèi)側(cè)水域有較明顯的冒水。如圖1所示。

圖1 護(hù)坡塌陷及冒水圖

3 原因推測(cè)

根據(jù)水庫(kù)側(cè)護(hù)坡塌陷及其內(nèi)側(cè)水域的冒水現(xiàn)象，初步分析導(dǎo)致大堤護(hù)坡塌陷的原因，主要是滲透破壞。初步推測(cè)為大堤堤身防滲墻與排水閘防滲墻之間銜接處出現(xiàn)間隙，滲流通過此間隙形成滲漏通道，并帶走了堤身砂，使灌砌塊石下產(chǎn)生空洞，在重力的作用下出現(xiàn)了塌陷現(xiàn)象，當(dāng)外海側(cè)高潮位時(shí)，滲流通過此滲漏通道進(jìn)入水庫(kù)形成冒水現(xiàn)象。

4 加固處理

根據(jù)目前大堤現(xiàn)狀及塌陷冒水的原因分析，對(duì)大堤的加固處理分兩步進(jìn)行，即防滲加固和堤身恢復(fù)。

(1)防滲處理:在排水閘北側(cè)25m范圍內(nèi)增設(shè)一道防滲墻，防滲墻采用高壓旋噴樁加固，且對(duì)大堤防滲墻與排水閘防滲墻銜接處增設(shè)三角形加固區(qū)，確保全面封堵銜接處的間隙，截?cái)酀B漏通道。旋噴樁采用直徑0.6m，間距0.4m，樁底高程為－9.0m，伸入地基淤泥層，樁頂高程為堤頂高程。

(2)堤身恢復(fù):拆除塌陷破壞的灌砌塊石護(hù)坡，對(duì)護(hù)坡下的空洞回填袋裝砂壓實(shí)，重建灌砌塊石護(hù)坡結(jié)構(gòu)層。

5 再現(xiàn)漏水

上述加固處理方案實(shí)施完成后，2012年10月22日在排水閘的水庫(kù)側(cè)消力池與海漫之間的接縫處發(fā)現(xiàn)有冒水，如圖2所示。

圖2 排水閘漏水圖

6 再次分析

圖3 排水閘旋噴樁布置圖

大堤段加固后未再現(xiàn)漏水現(xiàn)象，而排水閘分縫處卻出現(xiàn)了冒水現(xiàn)象，由此可見，導(dǎo)致此次大堤護(hù)坡塌陷的滲漏問題尚未得到解決，防滲加固處理未能截?cái)酀B漏通道，僅僅是封堵了滲漏通道的出口，使?jié)B漏改變了路徑，從排水閘消力池與海漫之間的接縫處冒出。

排水閘與大堤銜接處以及以北25m范圍內(nèi)堤防均增設(shè)了防滲樁，不可能存在滲漏通道，因此，滲漏通道仍然存在于排水閘內(nèi)部，且存在于排水閘底部，閘底板與防滲樁的銜接處。

7 再次加固

為了全面截?cái)酀B漏通道，在排水閘閘底板外側(cè)設(shè)置一道防滲墻，防滲墻采用高壓旋噴樁，兩側(cè)與已實(shí)施防滲墻連接，形成防滲封閉圈。旋噴樁采用直徑1.0m，間距0.7m，樁底高程為－9.0m，應(yīng)伸入地基淤泥層，樁頂高程應(yīng)高于閘底板底高程，旋噴樁布置圖如圖3所示。

但旋噴樁在施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于滲漏通道存在時(shí)間較長(zhǎng)，排水閘閘底板下的砂土被滲流淘刷嚴(yán)重，根據(jù)旋噴樁的鉆孔測(cè)量結(jié)果，施工區(qū)的閘底板下1～3m內(nèi)基本為空隙，無地基砂土，旋噴樁無法成樁。因此，旋噴樁成樁前應(yīng)采取措施填充該區(qū)域的空隙。

對(duì)此，我們預(yù)先鉆好旋噴樁的所有孔位，通過此鉆孔填充砂土。由于鉆孔直徑較小，一方面砂土下填速度緩慢，另一方面砂土僅堆存于孔下很小范圍，難以滿足旋噴樁成樁直徑1.0m的要求。因此，我們又嘗試在砂土中加水和水泥漿等方法，經(jīng)過多次試驗(yàn)及觀測(cè)，在砂土中加入水灰比為1∶10左右的水泥漿后，砂土在孔下能夠流動(dòng)，但又不至流失，且能夠滿足旋噴樁的設(shè)計(jì)直徑1.0m的要求。

上述工程實(shí)施后，旋噴樁成樁效果良好，成功截?cái)啻嬖谟陂l底板下的滲漏通道，此次加固工程取得預(yù)期目標(biāo)。

8 結(jié)語

由于水庫(kù)大堤地基的不均勻沉降，導(dǎo)致閘底板下的防滲墻與底板之間產(chǎn)生裂隙，在堤身形成滲漏通道，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的淘刷，將閘底板下及堤身局部區(qū)域的砂土帶出堤身，大堤內(nèi)坡灌砌塊石受重力作用發(fā)生塌陷，導(dǎo)致閘底板下滲漏通道被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，尚未對(duì)排水閘造成較大損壞。

但是由于率先塌陷處位于大堤內(nèi)坡，導(dǎo)致我們誤認(rèn)為滲漏通道位于大堤防滲墻與排水閘防滲墻銜接處，經(jīng)過對(duì)該處的防滲加固后，滲漏通道仍然未截?cái)?，才使我們尋找出滲漏通道的正確位置，采取合理的高壓旋噴樁防滲加固措施，并且在旋噴樁施工時(shí)遇到較大空隙，成樁困難時(shí)，采取有針對(duì)性的填充稀水泥漿加砂土的方法，有效解決旋噴樁成樁困難的問題，成功截?cái)嗯潘l下的滲漏通道。

［1］吳偉明．化學(xué)灌漿技術(shù)在排水閘除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用［M］．北京:中國(guó)防汛抗旱，2012．