水利工程建设中水闸的防渗及排水处理

周春华

摘 要：在现代水利工程建设过程中，水闸应用范围非常的广泛，设计与建设阶段，水闸防渗和排水措施都会在不同程度上对水利工程质量与服役期限，因此加强对水闸防渗与排水问题的研究，具有非常重大的现实意义。

关键词：水闸；防渗与排水；水利工程

一、水闸工作与应用特点分析

当前国内多数平原地带的水闸主要建设在土基之上，土基本身的压缩性相对较大一些，而且其承载能力相对较低，因此产生的沉降、沉降差等相对较大一些，很容易引发闸室倾斜或止水破坏，甚至造成闸门底板断裂或塑性破坏，最终导致水闸事故。在水闸泄洪过程中，虽然其流速并不高，但是水流还具有一定的剩余能量，如果土基抗冲能力相对较小，则很容易被水流冲刷。实践中可以看到，土基因渗透水流作用而容易出现严重的渗透性变形，尤其是粉细砂地基，而且闸后很易发生翻砂、冒水等问题，对闸基、两岸产生严重的影响，比如造成掏空、水闸沉降以及倾斜或断裂等现象。

二、水闸防渗问题研究

近年来，随着社会经济的快速发展和水利工程建设事业的不断进步，虽然水闸防渗控制能力有了很大程度的提升，但实践中依然存在着一些问题，其成因与防治措施分析如下：

1.水闸产生渗漏的主要原因分析。

一般而言，水闸止水伸缩缝设计过程中，都有非常严格的标准和规范要求，而施工过程中可能会产生一系列的渗漏问题，其原因主要表现在以下几个方面。止水片上存在着大量的水泥渣、油渍以及其他不同类型的污物，因没有彻底的清除干净而可能影响了混凝土浇筑质量，即因止水片与混凝土没有有效的结合在一起而发生渗漏病害；止水片有砂眼、孔缝以及接缝等缺陷吗，因此容易出现渗漏；与止水片连接在一起的混凝土出现了泌水收缩现象，导致间隙病害；垂直止水沥青孔施工过程中，因填充不严而导致渗漏问题的产生。

2.防止止水伸缩缝发生渗水的方法。

（1）如何处理止水片上的污渍。在施工过程中，在模板上使用脱膜剂会造成止水片与脱模剂相沾连的污渍。因此模板在脱模剂工序上应当安排在正式安装模板之前。浇筑时会有杂物不断掉浇到止水片之上。因此在第1次去除杂物以后，还要在淹埋混凝土止水片之后进行杂物的2次清除。如何处理止水片钉孔、砂眼以及接缝之类的问题，在采购止水片材料的时候，要注意止水片的规格、品种、性能等项内容应当满足设计与施工要求，尤其应当严格注意检查其外观，对于有问题的材料要给以及时更换。安装止水片时，一部分施工人员用铁钉把止水片直接钉于模板之上，这种能直接留下钉孔的办法要予以避免，最好是采用模板嵌因法对止水片进行固定。止水片在接缝处也较容易形成渗漏，为此，需要注意金属片的接缝必须要采取同母材料质同样的材料予以焊接，为保障焊缝的可靠程度，可以使用铆接与双面焊结合的办法。重要位置的止水片，应该采取热压粘接接头的办法。所有的接缝均要求进行压水检查，全部合格验收之后，才能正常应用。

（2）如何处理混凝土泌水收缩。重要的一点是选取合适的水泥与骨料。矿渣水泥保水效果不明显，收缩性大，泌水性强，所以在防渗处，混凝土最好不要采取矿渣水泥，而是应当以普通型硅酸盐水泥进行配制。此外应当注意混凝土的坍落程度要尽量降低，泵送混凝土由于坍落程度大，一般不予以使用。

（3）如何处理垂直止水缝灌注沥青的密实问题、凹槽同混凝土结合的问题。一般在预先留置的沥青孔一面设计长度为1m的凹形混凝土槽，每节凹槽依次安装于混凝土的墙面之上。每一缝槽分别以水泥砂浆进行固定，沥青分别由每节顶端灌入。需注意在预制槽安装时，不能使沥青孔内掉入垃圾与杂物，否则必然会留下渗漏隐患。

三、水闸排水问题研究

想要做好水闸排水就一定要关注消力池下部排水、翼墙排水与闸基排水等问题，应当做好以下2个方面的工作：

1.做好消力池下部排水孔的设计。

为了减少护坦基部的渗透压，需要于水平护坦后侧安排垂直型排水孔，在孔下部铺设反滤层。一些水闸消力池下面的排水孔在水平护坦位置开始直到尾部均有设置，这种做法值得推敲。由于水流从水闸中出来以后，在平稳整流后经由陡坡流入消力池底板，在相交处形成收缩水深的急流。这一位置动能高、流速快，如果此处有排水孔，排水孔细粒结构受到基部压力作用的影响，有被从孔里面吸出的可能性，长此以往，底板位置可能会被掏空，所以建议于消力池后部设计垂直型排水孔以达到降低池底板渗压的效果。

2.做好闸基的排水工作。

因为存在上游与下游的水位差，上游的水在河床位置入渗，经过防渗铺盖、闸底板桩与反滤层，从排水孔流至下游，隔水铺盖、闸底板桩及地基接触面变为地下的轮廓线。布置地下轮廓线的总原则是低排高防，即在高水位位置布置板桩与浅齿墙等，增加底板上游位置的渗透面积，减少作用于底板上的压力，而在水位较低的一侧布设排渗管等设施，让地基渗水及早排清。土基之上的水闸，一般采取平铺型排水，即以透水功能较好的砾石、粗砂与乱石等护坦、闸底板等位置，上下游之间的涌流由此联通，可以减少闸底的渗透压。排水体通常情况下不必专门进行设计，只要把滤层里面粗粒径最大一层加大即可。而在一部分水闸工程的建设过程中，底板后部的水平整流段及陡坡段，未能设计专门的平铺型排水体，甚至有些都没有设置反滤层，这样的设计方式，极大地增加了陡坡段与闸底板的渗透压，会严重影响到水闸的稳定与安全。通常水闸在考虑排水功能时，都要在闸室后侧平行整流段初始位置安排排水体，闸基渗透压位于排水体初始处时应当为零。

总之，水闸防渗与排水处理，关系着国民经济的发展和人们的生产生活，因此应当对此加强重视和技术创新，只有这样才能确保我国水利工程建设事业的可持续发展。endprint