节制闸结构物防渗技术浅析

徐绍蒙

摘要：本文主要阐述节制闸结构物防渗技术，节制闸对调节水流、水质等改善水体起着重要作用。基于此，以节制闸结构物为研究对象，针对其中出现的渗漏问题进行分析，并依据上述分析，明确防渗思路及措施，具体体现在启闭机室、钢坝闸门与闸体砼结构衔接处、基础底部三个方面，希望经本文分析，为类似工程提供思路。

关键词：节制闸；渗漏防渗技术

引言

河道水系治理，是城市河湖治理的重要组成部分。随着城市人口的不断发展，河道水系治理相对滞后，黑臭水体不断增多，对河道水系治理提出更高的要求。节制闸作为一种跨河结构物，对调节水流、水质起着重要的作用，是水系治理中的重要组成部分。本文针对水系治理实践中，节制闸结构物的防渗问题，进行分析、探讨。

1节制闸概况

以节制闸为例，节制闸为三孔净宽24m，设计流量300m3/s，闸门采用平板钢闸门，启闭机采用双吊点直立式双油缸液压启闭机。启闭机基本技术参数为，闸门最大启闭力为2×630KN,启门速度0.8m/min，闭门速度0.8m/min，工作行程7.3m，油缸安装距离16m，活塞杆直径为200mm，油缸内径为300mm。节制闸，为单孔闸，横跨河道。闸体拦水结构，采用钢坝闸。设计水位差3.5m。节制闸结构物组成，由闸室结构、上下游连接段结构组成。闸室结构，由启闭机室、闸体底板结构、钢坝闸等设备安装组成。闸室结构尺寸46.1m×18.1m。东西两侧设启闭机室，中间为钢坝闸孔。启闭机室结构尺寸5.05m×18.1m。钢坝闸尺寸36m×5m（宽×高）。启闭机墙体结构高8.54m，墙厚0.8m，局部墙体厚1.25m。闸体底板结构尺寸46.1m×18.1m，底板厚1.0m。上下游连接段结构尺寸36m（横向）×15m（纵向），底板厚0.3m素砼结构。

2节制闸加固设计

2.1节制闸加固方案优化比选

节制闸安全复核计算表明：节制闸行洪及排涝过流能力、二道消力坎消能防冲性能、闸基抗渗稳定、闸室抗滑稳定和闸墩结构强度及刚度等均满足规范要求。但由于节制闸服役时间较长，加上日常维护措施欠落实，混凝土碳化、剥落，钢筋锈蚀等损坏严重，存在较大安全隐患［4-5］。设计优选原闸墩聚合物砂浆加固修复和拆除重建两种除险加固方案进行比选，两种闸墩加固处理方案均能排除节制闸现有险情，确保其功能正常稳定发挥。闸墩拆除重建方案虽比原闸墩加固处理方案投资大，但在施工技术难度、施工质量控制、结构优化、运行检修和使用寿命等方面具有较大优越性，故优选闸墩拆除重建方案。

2.2闸室布置

除险加固将底板以上闸墩、排架、机架桥拆除重建，共17孔，每孔净宽6.00ｍ，多连孔中墩厚1.00ｍ，缝墩厚0.75ｍ，边墩厚1.00ｍ，总宽125.50ｍ。底板为整体式底板，共分六联，底板厚1.50ｍ，顺水向长13.00ｍ，底板顶高程为16.02ｍ，闸墩顶高程22.62ｍ。安装6.00ｍ×5.00ｍ双吊点平板钢闸门，其上游设检修工作门槽，配钢结构叠梁平板门；上游设净宽1.00ｍ工作桥，中部相对闸门槽两侧设二根钢筋混凝土排架柱；其顶设机架桥，上设启闭机房，在排架柱上高程26.22ｍ处设检修门吊车梁牛腿，两侧设桥头堡；重建交通桥，桥宽为6.50ｍ。

2.3防渗排水布置

更换原节制闸止水，在闸底板距离上游齿墙内侧20.00ｃｍ处设高压喷射帷幕灌浆，孔距1.50ｍ，孔深10.00ｍ，用于增加渗径，提高渗透稳定性；在闸底板下设压力灌浆，孔距2.00ｍ，孔深3.00ｍ，梅花状布置，用以提高地基承载力，提高抗渗稳定性；反滤层及盖板更换。

2.4消能防冲布置

节制闸采用底流式水跃消能，在下游布置16.00ｍ钢筋混凝土消力池，厚50.00ｃｍ，二道坎型式，一级齿坎高1.00ｍ，二级齿坎高0.60ｍ；15.00ｍ浆砌石海漫，厚40.00ｃｍ；8.00ｍ抛乱石防冲槽，倒梯形，槽深1.50ｍ，底宽6.00ｍ。经多年运行，护坦混凝土剥蚀、冻融破坏严重，海漫及防冲槽冲蚀严重。设计采用甲丙乳砂浆对护坦混凝土进行补强，维修海漫、防冲槽及下游浆砌石护坡。

3防渗处理技术思路

节制闸启闭机室防渗技术措施：墙体砼，采用防渗砼；分层浇筑施工缝处，设止水钢板；结构砼施工中，模板拉杆，采用带止水片拉杆；钢坝闸底轴穿启闭机室墙体结构处，采用整体组装式穿墙构件；钢构件与砼结构界面处，沿构件四周设止水钢板；设备穿墙位置处，墙体自下而上整体预留后浇；不采用预留圆形孔洞方式。钢坝闸与砼结构处，钢砼界面防渗技术措施：钢坝闸底轴与砼结构衔接处，即底止水，采用P型橡胶条密贴防渗；钢坝闸门板与砼结构衔接处，即侧止水，采用Ω型橡胶条+不锈钢侧板密贴防渗。节制闸基础底部防渗技术措施：节制闸基础底部，采用石灰搅拌土结构层，不采用传统的碎石垫层结构层，防止水流自基础结构底部渗流；节制闸基础结构与上下游连接段护底结构间，结构缝处设置紫铜片防渗。

4节制闸防渗处理技术措施

4.1启闭机室防渗技术措施

（1）砼采用具有防渗性能砼，砼标号C30、抗渗等级S6。砼经配合比设计、验证后投入使用。（2）启闭机室高8.54m，分3层浇筑。分层浇筑施工缝处，设置水平向不锈钢止水板。钢坝闸底轴穿墙处，预留3.0m宽后浇带，后浇带两侧设置竖向不锈钢止水板。不锈钢止水板规格200mm×3mm，沿施工缝、后浇带处连续布置，不得中断或错缝等，接长采用焊接连接。止水板在底层砼结构浇筑前即安装就位。止水板安装，布置于砼结构层中间，沿止水板高度中线固定于砼结构浇筑面处，即止水板一半位于已浇筑砼结构层内一半外露。待上层砼结构浇筑时，将止水板外露部分埋入其中，形成砼结构施工缝处止水构件。竖向止水板设置与水平向止水板设置类同。竖向止水板侧，在侧模拆除过程中，应注意保护止水板，避免对竖向止水板造成损坏。（3）启闭机室墙体砼结构实施过程中，两侧模板对拉用拉杆，采用带止水片拉杆。模板安装时，对拉螺杆不设套管，直埋于砼结构内。对拉螺杆安装，中间止水片置于墙体砼结构中间位置。墙体结构砼浇筑成形后，拆除模板，外露拉杆割除，砼结构表面修补完善，拉杆位置处形成有效止水件。带止水片拉杆规格，拉杆直径Φ25mm，止水片直径70mm、厚度3mm，止水片中间开孔，固定于拉杆中部，焊接固定。拉杆布置，按照模板受力分析计算确定，与常规布置相同。

4.2钢坝闸门与闸体砼结构衔接处防渗技术措施

（1）底止水防渗，采用P型断面橡胶水封，材质SF6674型。一端固定于砼结构，一端与闸门底轴承压密贴，起到防渗功能。砼结构一端的固定，通过钢结构埋件预埋至砼结构内，压板固定压型橡胶水封。通过精确确定水封与底轴接触面的距离，调整就位后，螺栓固定。橡胶水封安装自闸孔一端延伸至另一端，整体安装不设接头，与底轴平行。（2）侧止水防渗，由橡胶水封+不锈钢板组成，橡胶水封承压与不锈钢板密贴防渗。橡胶水封，采用Ω型断面橡胶，材质SF6674型。橡胶水封，通过压板、螺栓等固定于钢闸门板侧面；不锈钢板，在墙体结构砼浇筑过程中，预埋固定。橡胶水封定位，通过精确计算确定位置，确保与不锈钢板承压密贴。水封安装，自闸门板底部至顶部，整体安装不设接头。

结束语

在节制闸工程建设中，充分采取了止水钢板、带止水片拉杆、穿墙件整体安装、沿墙高通设置后浇带、橡胶水封精确定位安装、设不锈钢水封接触面、基础底部设石灰土搅拌层等防渗技术措施，建成后的节制闸工程，经调试、试运行、验收等检验，各项防渗效果良好，说明了采取的各防渗措施起到预期的效果。在类似的节制闸工程建设中，可供参考借鉴。

参考文献

［5］冯送，马小平，徐文．台源水闸除险加固设计方案比选［Ｊ］．小水电，2018（5）：48-50．

［6］王绍玲．呼尔达河拦河水闸除险加固防渗设计分析［Ｊ］．水利技术监督，2017，25（3）：151-153．