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繁重，機組運行時間長，水工建筑物及配套設備均存在一定的問題，亟需改造。通過調查分析發現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，設計提出對穿堤箱涵、灌溉箱涵進行維修，對穿堤箱涵部位圍堤進行充填灌漿處理的加固措施，以期對同類工程有一定借鑒意義。

【關鍵詞】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群益村柴湖圍堤樁號20+100處。該泵站是全國最大的移民安置區—丹江口水庫移民安置區柴湖鎮的骨干排澇泵站。泵站自建成以來，發揮排灌效益43年，累計運行7萬余臺時，排水6.2億m 3，為柴湖鎮移民區人民的生產、生活做出了很大貢獻。由于倒口泵站多年來繁重的排澇運行，機組運行時間長，水工建筑物、電氣設備、水力機械等均老化、存在一定的問題，亟需改造。

2、箱涵過流能力及隱患排查

通過對壓力箱涵過流能力的計算，自排工況，內湖設計水位38.20m，內外江水頭差0.35m，底板高程35.00m，箱涵單孔尺寸3.0m×3.5m，此時箱涵內水流為無壓流，過流能力按下式計算：

其中：——堰流淹沒系數，取值0.93

m——堰流流量系數，取最小值0.375

n——現狀箱涵孔數，2孔

b——現狀箱涵單寬，3m

H0——箱涵水深取3.5m

通過計算得涵箱最大過流流量為60.66m3/s，本次復核的自排流量為59.5m3/s，故箱涵過流能力滿足要求。但勘查發現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。考慮到箱涵運行時將承受一定水壓 ， 從滲漏、結構安全與耐久的角度考慮 ，必須對箱涵裂縫進行修補。提出對穿堤箱涵、灌溉箱涵進行維修，對穿堤箱涵部位圍堤進行充填灌漿處理的措施。

3、箱涵加固設計措施

根據強度復核計算結果及湖北省水利廳水電工程檢測研究中心對倒口泵站的安全檢測報告中的結果，壓力涵箱伸縮縫止水破壞，漏水，本次設計對箱涵加固設計：

（1）對伸縮縫止水破壞問題

本次設計對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。根據安全檢測報告結果，壓力涵箱伸縮縫止水破壞，漏水，中墩存在三條裂縫。本次設計，將對已脫落的砼表面進行同標號水泥砂漿補強，同時對整個壓力涵箱用丙乳砂漿進行防碳化處理。工程量如下表2：

（3）對穿堤箱涵部位外江圍堤進行充填灌漿處理

泵站在運行期間內穿堤箱涵伸縮節止水破壞，箱涵外覆土體發生滲透破壞，本次擬對穿堤箱涵部位圍堤進行充填灌漿處理，灌漿范圍縱向從樁號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63孔，造孔總深538.60m；灌漿材料采用1：4（質量）的水泥粘土漿。水泥采用PO425水泥；粘土采用粉質粘土，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，每孔灌漿次數不少于5次，灌漿壓力現場實驗確定。

對穿堤箱涵部位外江圍堤進行充填灌漿處理應注意以下幾點：

（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溫度變化、地基不均勻沉降等問題，在設置箱涵伸縮縫止水帶時，一定要選擇質量合格的止水帶，并按照正確的施工工序進行，保證止水帶不會破壞，從而提高施工質量。

（2）為保證鉆孔質量，鉆孔規格須嚴格遵照設計要求，鉆孔的合理性對于孔位的準確性、垂直性以及基高等都有一定影響，鉆孔前在每個孔位置設置標高樁，將樁與孔重合，誤差小于2cm，鉆孔時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殘留，鉆孔沖洗過程中孔內殘留務必清除干凈。

4、結束語

此次壓力箱涵加固設計采用“補強、防滲、灌漿”的措施，處理費用相對較低，并能達到雙層防滲 、增加強度的效果， 即外層用丙乳砂漿防滲 ，內層用相對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， 同時能使裂縫附近墻體的空隙得到填充 ，提高了整個箱涵的強度。裂縫修補后 ，經嚴格的壓水和試通水檢驗 ，修補處均無滲、漏水現象，其抗滲性滿足設計要求，證明該方案可行 、可靠 ，效果良好。

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