灌区水工建筑物设计施工受破坏原因及应对措施分析

（黑龙江省大庆市肇源县中心灌区排灌管理站，黑龙江 肇源 166500）

1 工程概况

某电力提灌工程是一项大型高扬程电力提灌工程,总干渠长98.58km,设计流量为17m3/s,最大支持流量为20m3/s。总干暗渠为混凝土预制板和圆拱直墙式浆砌石混合结构,一侧采用聚氯乙烯胶泥,另一侧采用二毡三油。暗渠基础为山间沟谷积砂碎石及山前洪积扇,承载力为1.6～2.2 kg/cm2。距暗渠进口有一古沟槽,槽内被风积砂自然填充,结构疏松,浸水后易沉陷。总干三泵站前池为侧向进水,由集水室、斜坡段和平段3 部分组成。斜坡段厚度为30cm,平段厚度为25cm,前池底板为现浇200 钢筋混凝土,斜坡段、平段为填涂高度0.7～3.3m 的填方,左右侧边墙为现浇200混凝土重力式挡土墙。前池伸缩缝采用橡胶止水带止水,用沥青木丝板填充止水带的前后缝。

2 破坏情况

2.1 三泵站前池

前池充水2d 后,右侧轻体顶部外倾4.5cm,侧墙有几处地方逸出水流。在停机排水后发现,部分地板出现长5m、高2.34m 类似三角形的裂缝,并且有多条裂缝的地板多达8 块,10 条裂缝,缝长约0.9～4.0m,宽度约0.3～1.5cm。拆除破裂的混凝土底板的过程中发现,与漏水点相连的池内底板下地基出现1m 左右的大坑。

2.2 暗渠

暗渠的伸缩缝周围的回填土在通水后有明显下陷,并且伸缩缝开始漏水。暗渠进口的右侧拱脚处一段拱顶出现与侧墙分离的现象,且有3 条沉陷裂缝出现在暗渠周围,缝宽约1cm。

3 产生的破坏原因

3.1 未根据复杂的地质条件做地基处理

在对暗渠进行地质勘查时没有详细的记载描述，实际上在暗渠的底部有一个古沟槽存在，但是在长期的使用中已经被风砂所填埋，所以在施工的过程中对其没有进行处理。那么在发生浸水现象后，由于积砂碎石的沉降量不同，从而出现局部的不均匀沉降，在暗渠的底部产生了裂缝，使渗漏量进一步加大。渗漏到暗渠中的水在流动的过程中会带走一部分流沙，从而使地基出现空洞，暗渠受到破坏。三泵站前池基础处于古沟槽以及边缘地带,该处底层结构变化大而复杂,如地层包括风积中细砂、结构疏松的洪积、结构较疏松的杂质土壤层、洪积砂碎石、坡积、强风化层等,左侧墙为风积粉细砂层、洪积碎石砂层,且分布没有规律。

3.2 未按设计要求进行施工

在对三泵站前的池底进行填方施工时，没有按照实际的施工图纸进行，造成了事故的发生。在施工图中对填方施工进行了明确的规定，在施工前，要对池底进行清除工作，将池底彻底的清除干净，保证清洁，然后洒水并且用机械进行碾压，然后在填筑碎砂石，施工时，要逐层的洒水并且用机械设备碾压。但是在实际的施工中，首先没有进行池底的清洁工作，然后在填方施工中没有使用机械而是利用人工夯实的办法，在干密度上没有达到规范的标准要求，致使浸水后沉降度不同而发生塌陷，导致底板的开裂。

3.3 伸缩缝漏水

在对破坏现场进行检查中发现，暗渠出现碳化现象比较明显，胶泥和缝壁没有有效的粘结在一起。在实际的伸缩缝施工中，止水所用的材料大多为聚氯乙烯胶泥，这种材料对施工工艺的要求比较严格，一旦施工过程中出现一点差错，都会对施工质量造成很大的影响。出现问题的原因基本上也都是由于对聚氯乙烯的施工工艺不当造成的，导致暗渠地基被掏空，出现破坏现象。

对于三泵站前的池底施工中，对于橡胶止水带没有按照规定的要求设置，在位置和质量上都不符合规范，没有真正的发挥止水的效果，导致裂缝的发生。

4 应对措施

4.1 伸缩缝的处理

在对伸缩缝进行处理的过程中，可对其进行橡胶带止水的方法，但是需要有专人对其进行监督管理，保证止水带的位置和质量，尤其是在有特殊地质条件的情况下，更要注意止水带的施工质量。

4.2 聚氯乙烯胶泥的处理

对伸缩缝进行的止水施工中，聚氯乙烯胶泥是一种比较重要的材料，但是操作过程却十分关键。由于聚氯乙烯对于施工的要求比较高，在施工的过程中如果稍有不慎发生问题，就会对施工的质量有很大的影响，所以在施工之前，有必要对施工人员进行严格的培训，对施工方法和施工工艺熟练掌握。

4.3 伸缩缝接头处理

在止水带长度不够或伸缩缝纵横相交时,止水带接头处和相交位置处的处理显得尤为重要,下面介绍几种运用成功的形式:

4.3.1 一字型接头。如果伸缩缝比较长,一条止水带无法达到所需要的要求,这时要把止水带连接起来,这就是一字型接头。

4.3.2 十字型接头。十字型接头,即当纵横伸缩缝相互交叉时,止水带十字相交。这种情况有2 种处理方法:一是将相交处的混凝土厚度加大,便于横向或纵向止水带深入下部,同时上下止水带之间要有一定的空隙,然后进行混凝土填充;二是用一字型接头和丁字型接头相似的处理方法。

4.3.3 丁字型接头。丁字型接头,即横向伸缩缝和纵向伸缩缝相互连接时,止水带就发生垂直相交。发生这种情况可以:削去止水带粘合面各侧的凸楞,反向切除中间圆头的半圆,用聚氯乙烯填充圆洞,将接合面磨平后,用冷粘剂进行粘合,然后在止水带上打4 个即2 组孔洞,上下面用钢板将止水带夹住。

结语

灌区的水工建筑物承载着非常重要的作用，对于农田的灌溉和排水等方面发挥重要的功能，所以灌区的水工建筑物的质量问题要引起高度的重视。通过本文对某电力提灌工程在破坏原因方面的分析，了解到了问题的所在，在设计施工阶段有许多需要注意的问题，对于这些技术上的问题在施工阶段加以重视，然后结合严格规范的管理制度，会使水工建筑物的质量得到很大的提升，保证灌区的顺利发展。

[1]梅孝威.水利工程管理[M].郑州:黄河水利出版社,2003.

[2]管枫年,洪仁济.涵洞--灌区水工建筑物丛书[M].北京:水利电力出版社,1989.

[3]华东水利学院.水工设计手册[M].北京:水利电力出版社,1989.