倒口泵站壓力箱涵加固措施探討

【摘要】倒口泵站由于多年來排澇任務(wù)繁重，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長，水工建筑物及配套設(shè)備均存在一定的問題，亟需改造。通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)倒口泵站原壓力涵箱伸縮縫止水破壞，漏水，中墩存在裂縫等問題，設(shè)計(jì)提出對(duì)穿堤箱涵、灌溉箱涵進(jìn)行維修，對(duì)穿堤箱涵部位圍堤進(jìn)行充填灌漿處理的加固措施，以期對(duì)同類工程有一定借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】壓力涵箱；伸縮縫；維修；充填灌漿

1、工程背景

倒口泵站位于湖北鐘祥市柴湖鎮(zhèn)群益村柴湖圍堤樁號(hào)20+100處。該泵站是全國最大的移民安置區(qū)—丹江口水庫移民安置區(qū)柴湖鎮(zhèn)的骨干排澇泵站。泵站自建成以來，發(fā)揮排灌效益43年，累計(jì)運(yùn)行7萬余臺(tái)時(shí)，排水6.2億m 3，為柴湖鎮(zhèn)移民區(qū)人民的生產(chǎn)、生活做出了很大貢獻(xiàn)。由于倒口泵站多年來繁重的排澇運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長，水工建筑物、電氣設(shè)備、水力機(jī)械等均老化、存在一定的問題，亟需改造。

2、箱涵過流能力及隱患排查

通過對(duì)壓力箱涵過流能力的計(jì)算，自排工況，內(nèi)湖設(shè)計(jì)水位38.20m，內(nèi)外江水頭差0.35m，底板高程35.00m，箱涵單孔尺寸3.0m×3.5m，此時(shí)箱涵內(nèi)水流為無壓流，過流能力按下式計(jì)算：

其中：——堰流淹沒系數(shù)，取值0.93

m——堰流流量系數(shù)，取最小值0.375

n——現(xiàn)狀箱涵孔數(shù)，2孔

b——現(xiàn)狀箱涵單寬，3m

H0——箱涵水深取3.5m

通過計(jì)算得涵箱最大過流流量為60.66m3/s，本次復(fù)核的自排流量為59.5m3/s，故箱涵過流能力滿足要求。但勘查發(fā)現(xiàn)原壓力涵箱伸縮縫止水破壞，漏水，中墩存在裂縫等問題，具有一定弊病及安全隱患，裂縫均已貫穿， 即使未貫穿，其深度也已較深?？紤]到箱涵運(yùn)行時(shí)將承受一定水壓 ， 從滲漏、結(jié)構(gòu)安全與耐久的角度考慮 ，必須對(duì)箱涵裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。提出對(duì)穿堤箱涵、灌溉箱涵進(jìn)行維修，對(duì)穿堤箱涵部位圍堤進(jìn)行充填灌漿處理的措施。

3、箱涵加固設(shè)計(jì)措施

根據(jù)強(qiáng)度復(fù)核計(jì)算結(jié)果及湖北省水利廳水電工程檢測研究中心對(duì)倒口泵站的安全檢測報(bào)告中的結(jié)果，壓力涵箱伸縮縫止水破壞，漏水，本次設(shè)計(jì)對(duì)箱涵加固設(shè)計(jì)：

（1）對(duì)伸縮縫止水破壞問題

本次設(shè)計(jì)對(duì)原止水銅片全部拆除，更換新紫銅片。銅片寬300mm，厚1mm，u型槽深20mm。埋入深度從現(xiàn)狀砼表面鑿深100mm，寬200mm，再用膨脹螺桿固定，洗凈后再用二次C30細(xì)石砼封口，最后用瀝青麻絲填縫。工程量如下表1：

（2）壓力涵箱防碳化處理。根據(jù)安全檢測報(bào)告結(jié)果，壓力涵箱伸縮縫止水破壞，漏水，中墩存在三條裂縫。本次設(shè)計(jì)，將對(duì)已脫落的砼表面進(jìn)行同標(biāo)號(hào)水泥砂漿補(bǔ)強(qiáng)，同時(shí)對(duì)整個(gè)壓力涵箱用丙乳砂漿進(jìn)行防碳化處理。工程量如下表2：

（3）對(duì)穿堤箱涵部位外江圍堤進(jìn)行充填灌漿處理

泵站在運(yùn)行期間內(nèi)穿堤箱涵伸縮節(jié)止水破壞，箱涵外覆土體發(fā)生滲透破壞，本次擬對(duì)穿堤箱涵部位圍堤進(jìn)行充填灌漿處理，灌漿范圍縱向從樁號(hào)0+012至0+048，橫向向自排箱涵兩邊各延寬2m；鉆孔底部高程在箱涵段部位按距離箱涵頂0.5m控制（高程39.70m、40.20m），在兩邊延伸段深入到箱涵底板以下1.5m（高程32.50m）；灌漿縱向布孔共5排，最終孔、排距3m，梅花型布置，二序灌注，總孔數(shù)63孔，造孔總深538.60m；灌漿材料采用1：4（質(zhì)量）的水泥粘土漿。水泥采用PO425水泥；粘土采用粉質(zhì)粘土，其中粘粒含量占總粘土量的40%，粉粒含量占總粘土量的50%左右，砂粒含量不大于總粘土量的10%；灌漿先稀后濃，濃度1.3～1.5g/cm3/，自下而上分段灌漿，分段長度4m，每孔灌漿次數(shù)不少于5次，灌漿壓力現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)確定。

對(duì)穿堤箱涵部位外江圍堤進(jìn)行充填灌漿處理應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）在箱涵工程中，伸縮縫止水是非常重要問題。止水材料止水方式多種多樣。為了使止水帶能夠適應(yīng)溫度變化、地基不均勻沉降等問題，在設(shè)置箱涵伸縮縫止水帶時(shí)，一定要選擇質(zhì)量合格的止水帶，并按照正確的施工工序進(jìn)行，保證止水帶不會(huì)破壞，從而提高施工質(zhì)量。

（2）為保證鉆孔質(zhì)量，鉆孔規(guī)格須嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)要求，鉆孔的合理性對(duì)于孔位的準(zhǔn)確性、垂直性以及基高等都有一定影響，鉆孔前在每個(gè)孔位置設(shè)置標(biāo)高樁，將樁與孔重合，誤差小于2cm，鉆孔時(shí)使樁中心與孔中心保持同一垂線，并保證孔壁均勻無缺損；鉆孔過程難免有雜質(zhì)殘留，鉆孔沖洗過程中孔內(nèi)殘留務(wù)必清除干凈。

4、結(jié)束語

此次壓力箱涵加固設(shè)計(jì)采用“補(bǔ)強(qiáng)、防滲、灌漿”的措施，處理費(fèi)用相對(duì)較低，并能達(dá)到雙層防滲 、增加強(qiáng)度的效果， 即外層用丙乳砂漿防滲 ，內(nèi)層用相對(duì)柔性且可灌性較好的改性聚氨脂灌縫，能隨砼的變形而變形， 提高了防滲的可靠性， 同時(shí)能使裂縫附近墻體的空隙得到填充 ，提高了整個(gè)箱涵的強(qiáng)度。裂縫修補(bǔ)后 ，經(jīng)嚴(yán)格的壓水和試通水檢驗(yàn) ，修補(bǔ)處均無滲、漏水現(xiàn)象，其抗?jié)B性滿足設(shè)計(jì)要求，證明該方案可行 、可靠 ，效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]莊美琪，樂茂華，王曉興.壓力輸水箱涵裂縫防治與修補(bǔ)，水利科技與經(jīng)濟(jì)[J].2001（02）.

[2]夏菊才，胡凌波.沿江涵箱式通江涵閘沉陷縫處理措施，水利建設(shè)與管理[J].2005（02）.

[3]吳換營.輸水箱涵施工縫的設(shè)置及處理方法，海河水利[J].2008（08）.