(南通市通州水利建設工程有限公司，江蘇 南通 226300)

沿海地區(qū)常規(guī)的水閘設計一般采用水泥深層攪拌樁防滲墻、鋼筋混凝土板樁防滲墻、木樁防滲墻等進行地基處理防滲，從而保證水閘不因內外水位差而產生滲流致使水土流失，其中最常用的是水泥深層攪拌樁防滲墻。

萬畝海蜇園進水閘搶修加固工程進水閘由于滲徑考慮不周全，未設計垂直防滲設施，水閘實際地質情況沒有勘探土質情況好；水閘運行期間內側的蓄水長時間達▽2.5m，比設計正常水位▽1.80m還要高0.7m，嚴重超工況運行，導致進水閘使用過程中因滲徑不足造成滲透破壞，海水退潮后下游閘底板與防沖槽之間伸縮縫出現(xiàn)大量的砂土，閘室出現(xiàn)明顯的傾斜。

根據(jù)以上緊急情況，以往考慮采取的措施一般為采用水泥攪拌樁防滲墻、預應力鋼筋混凝土板樁或木板樁防滲墻進行處理。由于水泥攪拌樁防滲墻以及預制鋼筋混凝土板樁施工需要的凝固時間長，施工場地狹窄，不利于打樁機械的布置，對搶險工程不適用；而木樁板樁根據(jù)計算需要8.2～12m的長度，板樁沉樁困難同樣不適用于本工程的使用。

1 工程及地質概況

該圍墾進水閘工程為Ⅳ等工程，涵閘、上下游翼墻及消力池等為4級水工建筑物。進水閘工程設計使用年限為30年。涵閘設計流量36m3/s，設計外海平均高潮位為2.48m，引水渠正常水位為1.80m。閘的主要功能為進、排水，雙孔，單孔凈寬3m，閘門為平板直升式鋼閘門，配QPQ2×80卷揚式啟閉機，閘檢修閘門采用鋼質疊梁門。進水閘結構形式詳見圖1。

圖1 進水閘縱剖面 (單位：cm)

該進水閘地質情況自上而下分述如下:

①沖填土，層底高程-1.19～1.26m，層厚0.80～2.00m。②層粉土，層頂高程-1.19～1.26m，層底高程一般-3.20～-1.06m，層厚一般1.70～3.20m。③層粉土，層頂高程-3.20～-1.06m，層底高程一般-6.00～-3.42m,層厚一般1.70～3.50m。④層粉砂夾粉土，層頂高程一般-6.00～-3.42m，層底高程-11.10～-7.74m,層厚3.00～5.40m。⑤層粉土，層頂高程-11.10～-7.74m,層底高程一般-13.80～-9.14m，層厚一般1.90～4.90m。⑥層粉砂，層頂高程-13.80～-9.14m。進水閘主體建筑物基底坐落于②層粉土。

2 防滲系統(tǒng)加固技術方案

由于本工程時間緊，不利于使用常規(guī)的地基防滲處理方法。結合以往鋼板樁圍堰、鋼板樁支護防滲比較成功的施工經驗，以及鋼板樁購材方便、施工速度快、施工深度深、防滲效果佳、需要的施工設備相對較簡單等優(yōu)點[1]，對本進水閘擬采用如下手段進行防滲修復。

通過修筑圍堰斷流，減少內外水壓力，防止?jié)B流的加劇，對上下游消力池利用U形拉森鋼板樁形成止水帷幕，同時對洞室底板進行開孔注漿和水閘基礎土方穩(wěn)定處理，洞身兩側土方各5m范圍內進行壓力注漿加固地基土方，防止土方流失；由于進水閘原先沒有設計止水帷幕，內側養(yǎng)殖池水位超水位運行，原先的滲徑不夠，考慮在上下游灌砌塊石護坡、護底采取鉆孔，設置冒水孔進行引排地下壓力水。 防滲處理方案詳見圖2。

圖2 進水閘鋼板樁處理縱剖面(單位：cm)

2.1 上游處理

上游灌砌塊石護底及護坡設置冒水孔，在現(xiàn)狀灌砌塊石護底基礎上鉆孔插入φ5cmPVC管，端部包裹一層300g/m2無紡土工布，PVC管內灌米瓜子片，表層6cm填無砂混凝土。管外周與灌砌塊石間用M10砂漿灌實。

拆除原上游消力池及一、二級翼墻，上游消力池改造為扶壁式“U”形結構，消力池頂高程▽5.0～3.0m，消力池底設置地下“U”形鋼板樁連續(xù)墻，墻底高程▽-9.30m,兩側延伸至兩側翼墻后15m，形成▽5.00m擋潮平臺。

上游擋潮平臺場地為混凝土場地，混凝土場地由上至下結構層依次為:20cm厚C30混凝土、30cm厚水泥土墊層?；炷翀龅孛?m×5m鋸縫。混凝土場地與擋墻間采用橡膠止水，場地以0.5%坡度向墻頂放坡，以利排水。

2.2 下游處理

在下游側(圍區(qū)側)消力池尾端設置垂直防滲墻，具體為:鑿除原下游二級翼墻上游段lm范圍內翼墻，打設拉森鋼板樁，樁底高程-10.0m，兩側延伸至兩側翼墻后15m。

下游灌砌塊石護底設置冒水孔進行壓力的釋放，在現(xiàn)狀灌砌塊石護底基礎上鉆孔插入φ5cmPVC管，端部包裹一層300g/m2，無紡土工布，PVC管內灌米瓜子片，表層6cm填無砂混凝土。管外周與灌砌塊石采用M10砂漿灌實。施工時不得穿過原碎石墊層。

2.3 洞身加固處理

洞身兩側各5m范圍內進行壓力注漿，注漿高程▽-3.00m～4.00m，孔距1.5m ×1.5m；洞室底板進行接觸灌漿，孔距2.0m。注漿孔孔徑為10cm，垂直傾斜率<1%,注漿材料選用單液水泥漿，漿液水灰比>0.6且<2，注漿壓力0.04MPa，注漿量為20%，漿液的初凝時間為5～20min。注漿結束后洞身外注漿孔用2∶8灰土回填夯實，洞室底板注漿孔采用C20細石混凝土回填密實(洞室底板注漿和細石混凝土終凝前，地下水位應控制不高于-1.70m)，注漿孔頂面采用鋼板封孔處理。

當拍攝整張動物肖像特寫時，需要控制鏡頭與前面的動物保持安全拍攝距離，考慮一支300mm或更長焦距的鏡頭，甚至超遠距變焦鏡頭，如150mm-600mm鏡頭，這樣就可以在更遠距離下不驚擾動物，又能拍攝更細致的特寫。

3 防滲處理施工工藝措施

3.1 圍堰斷流

為避免進水閘泥土流失進一步加劇，安排1套40kW水力沖挖機組進行圍區(qū)袋裝土圍堰的施工，同時利用圍區(qū)其余的2座排水涵閘降低圍區(qū)的高水位，外海側圍堰受海水漲落潮的影響對工程影響不大，在內側圍堰施工后進行外側圍堰的施工。通過內外圍堰的施工和明水的排除，將閘室底板、上下游消力池和護底清理出來。

3.2 井點降水

為保證鋼板樁不帶水作業(yè)，同時控制降水深度對水閘結構產生不良影響，采用輕型井點進行降水，沿老進水閘四周設置單排6m輕型井點進行封閉式降水，降水采取緩慢分梯次進行，初期確保地下水位低于▽-1.7m，以方便洞底板注漿；在注漿完成后進行上下游鋼板樁施工時，將地下水位降低至▽-2.5m或-3.0m高程處。

工程施工降水前，1m3挖掘機將原先下游翼墻后側的土方開挖減載，挖土深度大于100cm。

施工期間安排專人觀測地下水位，對水閘進行沉降觀測和分析，嚴格控制好降水深度。[2]

輕型井點在上游消力池以及下游消力池和翼墻墻身修復，混凝土強度滿足設計要求且土方回填后進行拆除。

3.3 鋼板樁防滲

考慮到鋼板樁沉樁需要一定的空間，下游貳級翼墻以及消力池由于傾斜、流沙嚴重拆除重建，上游一級翼墻底板、墻身混凝土拆除前按鋼板樁施工所需位置(1m寬度)彈出墨斗線，金剛石繩鋸專用大型混凝土切割機沿墻面以及消力池底板面先切割。為防止拆除混凝土接縫參差不齊，利用空壓機以及手動電鎬將混凝土鑿除，下游翼墻鑿除時根據(jù)后道工序的需要預留部分鋼筋或植筋處理。

3.3.1 鋼板樁材料

拉森鋼板樁采用專業(yè)廠家生產的合格產品AU-14型鋼板樁[3]，各加固部位的板樁按所需長度委托廠家進行加工，每根樁均通長布置不需要焊接。鋼板樁運至現(xiàn)場后清理鎖扣雜物。由于鋼板樁埋置于地下封閉的狀態(tài)，鋼板樁不需要進行涂刷特殊的防腐措施。

考慮到施工場地的狹窄，打樁利用長臂履帶式挖掘機配專用高頻振動打樁夾具施工，其優(yōu)點在于移動方便，施工靈活，適用于本工程搶險作業(yè)面較狹窄的情況。

3.3.3 施工測控

為保證鋼板樁沉樁深度以及位置的準確性，根據(jù)進水閘原有的測控點，進行鋼板樁中心線(里、外)、端點線的測設。布置測控覘標，用鋼筋及測量三角旗、油漆等豎立明顯標志。

3.3.4 打設導樁、架設導梁

為保證鋼板樁防滲效果，沉樁時嚴格控制鋼板樁的垂直度，在鋼板樁打入時設置打樁圍檁支架，圍檁支架由槽鋼圍檁及鋼管圍檁樁組成。

利用挖掘機專用打樁夾具進行吊裝鋼板樁，鋼板樁使用前利用2m小段的鋼板樁對每根樁的鎖口進行檢查，確保每根樁鎖扣緊密，施打前，板樁咬口處涂抹黃油以保證施打的順利并提高防水效果。調整龍口樁的垂直度或傾斜度，精確定位。板樁是防滲結構的主要施工措施，施工時嚴格控制施工垂直度以及鎖扣的銜接，采取屏風式施工方法進行有序沉樁，將鋼板樁頂標高沉至設計的標高。

3.3.5 質量檢測

鋼板樁防滲墻目前還沒有現(xiàn)成的規(guī)程、規(guī)范，現(xiàn)場主要用經緯儀、垂直校正器和鋼尺測量垂直度，偏差控制在1.5%以內；用水準儀觀測高程，偏差控制在±30mm?？紤]到鋼板樁兩側均為土質，防滲鋼板樁之間微小的空隙被泥土填充，最終的防滲效果采用開挖滲水井進行滲水試驗，比較滲透系數(shù)來確定防滲效果。

3.4 壓力注漿加固

考慮到防滲系統(tǒng)的失效，原先閘室底板的土方流失嚴重，為保證閘室洞身底板穩(wěn)定，考慮使用壓力注漿對底板以及墻后土方進行加工處理。壓力注漿布置詳見圖3。

圖3 壓力注漿布置立面圖(單位：cm)

由于底板厚度70cm，需利用專用開孔器進行底板鋼筋混凝土開孔。

灌漿材料采用PO42.5硅酸鹽水泥拌勻，再加水兌制成水泥漿。對進場水泥進行材料檢測，現(xiàn)場做好水泥的儲存與使用工作，防止水泥受潮結塊失效。水泥漿液水灰比為0.6～1，注漿壓力為0.04MP。[4]

采用200型轉盤式鉆機進行墻后壓力注漿孔鉆孔，200L灰漿機及HBW50/1.5注漿泵進行注漿施工。注漿壓力根據(jù)現(xiàn)場土質情況以及施工前的試樁來確定，注入壓力控制在0.04MP。底板灌漿時宜在溢出后間隔一定時間進行二次復灌(洞室灌漿需在一天的時間內完成)，確保底板與泥土之間水泥漿充填密實。

墻后灌漿在規(guī)定壓力下，注漿量小于1L/min時，穩(wěn)壓2～3min，若壓力不下降或壓力下降不超過5%，則停止注漿。

注漿結束后，拔出套管，用C20細石子混凝土封孔，同時利用6層300g/m2土工布+16mm鋼板進行封蓋防止地下滲土。

注漿前后，利用物探成果資料對比，檢查注漿效果；利用鉆孔注水試驗的單位長度吸水量對比，檢查注漿效果。注漿后單位長度吸水量小于注漿前吸水量的3%～5%，且不存在明顯漏水現(xiàn)象為合格。[5]

4 結 語

該水閘通過以下方式進行加固處理：修筑圍堰斷流，減少內外水壓力，防止?jié)B流的加劇，上下游灌砌塊石護坡護底設置冒水孔，進行壓力的釋放，上下游消力池下部利用拉森鋼板樁形成止水帷幕增加滲徑，同時對洞室底板開孔注漿，進行基礎土方穩(wěn)定處理，洞身兩側各5m范圍內進行壓力注漿加固填充地基土方。該進水閘經處理后，利用儀器觀測水閘沉降趨于穩(wěn)定狀態(tài)，水閘運行正常，鋼板樁防滲墻較好地處理了該進水閘滲透長度不夠的問題。

該閘成功的防滲處理措施為以后類似水閘工程搶險加固由于滲徑不足而采取的應急處理方案提供了經驗借鑒，為水閘工程防滲系統(tǒng)采用鋼板樁防滲墻提供了新的思路：水閘防滲系統(tǒng)采用“鋼板樁+高壓旋噴樁”的新技術，與采用水泥攪拌樁防滲墻、鋼筋混凝土板樁防滲墻的技術相比，優(yōu)點：施工速度快、質量有保證，防滲效果佳；缺點：工程造價較高、施工質量控制要求高。水閘工程必須在汛期以前具備通水的條件，對于施工工期要求特別緊的水閘工程，設計時需將工期與造價綜合考慮，優(yōu)先采用鋼板樁地基防滲處理方案。