共产主义闸改建工程防渗布置分析

□刘应雷 □郑建花 □梁海霞

（焦作市黄河工程局）

一、工程概况

黄河共产主义闸改建工程位于河南省武陟县境内黄河北岸大堤上，该闸原为6孔开敞式水闸，于1958年建成，1981年进行了加固处理。由于建筑物高程比现有大堤低1.62m，不仅不能满足防洪要求，复核闸室抗滑安全系数为0.84，也达不到1级建筑物的安全要求。其它如闸身构件损坏严重，混凝土开裂、底板渗水等问题较多。

鉴于该闸是穿越黄河大堤工程，位置重要，不但属1级建筑物，且位于国务院明确要求的防洪固守堤段，承担着超标准洪水的压力，另外考虑到该闸下游现有近20000hm2配套设施齐全的灌区，故须进行改建加固，以消除险点，确保工程的防洪安全。改建要求：拆除老闸，重建新闸。

新闸址位于原闸址以东120m，为3孔涵洞式水闸，设计引水流量40m3/s，单孔尺寸2.8m×3.5m，全闸总长172.0m。其中上游防冲段长6m，浆砌石防护段长10m，防渗铺盖段长16m，闸室段长10.4m，后接3孔2.8m×3.5m穿堤涵洞，洞长80m，分为8节，出口消力池段长20m，浆砌海漫段长16m，干砌石防护段12m，防冲槽6.6m。机架桥采用肋型板梁结构，支撑于墩顶排架上，其上布置启闭机房。闸室与引渠采用扭曲面连接。引水闸下游的消力池亦采用扭曲面，并通过海漫和防冲槽与灌区总干渠连接。

二、防渗布置

根据现场地质勘探报告显示，新闸址处堤身土和闸基土主要为壤土、轻粉质壤土，颗粒较细，不均匀系数＜5，很容易发生流土型渗透变形，所以如何做好防渗布置是工程施工的关键。

根据地质条件和上下游水头差，以及消能防冲等综合分析，制定如下防渗排水布置：

（一）铺盖及闸室段防渗布置

共产主义闸闸室两侧绕渗采用粘土截渗的方法，从大堤顶部沿大堤上游坡面至混凝土防渗铺盖前端，全部采用粘土截渗，两侧截渗的范围大于铺盖的长度。混凝土结构与粘土的接触面采用沥青麻布防渗。

由于涵闸为细砂地基，按照渗径系数法初估基础防渗轮廓线长度L=C·ΔH，其设计防洪水位上下游水位差为9.57m，渗流出口设置反滤的粉细砂允许渗径系数c=9～10，基础防渗长度应在86.13～95.7m，闸室前设有混凝土防渗铺盖，从铺盖前端至消力池内第一排排水孔，地下防渗轮廓线水平投影总长度合计为106.4m，完全满足防渗长度要求。同时，在防渗铺盖与闸室的接缝和涵洞末节与消力池的接缝处，也在混凝土内部埋设两道橡胶止水带，缝内填塞聚乙烯闭孔板，确保防渗要求。

（二）涵洞段防渗布置

共产主义闸设有8节涵洞，每节涵洞的两端采用3道止水防渗，从内到外为混凝土表面粘贴橡皮，混凝土内部埋设两道橡胶止水带，缝内填塞聚乙烯闭孔板。这样的防渗措施可以确保涵洞分缝的止水效果。涵洞接头四周设置粘土截水环，用以防止洞身外围产生的集中渗流。

三、渗流稳定计算

采用上述防渗布置，在设计防洪水位和最高运行水位2种方案情况下，根据《水闸设计规范》中的改进阻力系数法对共产主义闸进行渗流稳定计算。

式中：ζ0为进、出口段的阻力系数；S为板桩或齿墙的入土深度（m）；T为地基透水层深度（m）。

渗流计算结果表

《水闸设计规范》中规定，细砂的允许坡降水平段0.07～0.10，出口段为0.30～0.35，并且当渗流出口处设滤层时，可加大30%。因下游消力池下设有2层土工布为滤层，所以允许坡降增大为表中数据。可见，2种方案均满足本工程渗流稳定控制指标要求。

四、结论

共产主义闸改建工程中所采用的多种防渗布置措施，大大减小了渗流破坏，确保了工程建设质量，通过后期的多次检测均符合设计要求，所以，采用多种防渗布置措施在涵闸工程值得推广应用。