台儿庄复线船闸混凝土裂缝成因分析及处理方法

2010-04-23马德富王锦龙

山东水利 2010年8期

杨萌，马德富，王锦龙

（山东省水利科学研究院，山东济南 250013）

台儿庄复线船闸位于枣庄市，建设等级为II级，设计船型为1顶 2×2000t级驳船队，船闸有效尺度为230m×23m×5m（长×宽×槛上水深）。水工建筑物分级标准：上下闸首、闸室为2级，上下游导航、靠船建筑物为3级，临时建筑物为4级。

上、下闸首均为C25钢筋混凝土整体坞式结构。上闸首平面尺寸为 28m×40m（长×宽），墩顶高程 32.00m，空箱式边墩门槛顶高程19.80m，底板厚3.0m，设格栅式帷墙消能室。下闸首平面尺寸亦为28m×40m（长×宽），墩顶高程32.00m，空箱式边墩门槛顶高程15.00m，底板厚3.0m，设消力坎，进行对冲消能。

闸室为C25钢筋混凝土整体坞式结构。闸室总长度为234m，闸室墙顶高程32.00m，闸室底板顶高程15.00m，底板厚2.5m。闸墙两侧设钢护木、铁爬梯、浮式系船柱、固定式系船柱及系船钩，闸墙后侧设排水管道及检查井。

1 裂缝成因分析

船闸边墙裂缝具有如下特点：1）裂缝均为垂直水流方向的竖向裂缝，与边墙伸缩缝平行；2）裂缝属活缝，缝宽随温度变化而变化；3）全部裂缝从新浇混凝土边墙底部向上发展，裂缝中部开度较大。

本工程尚未完工投入运行，边墙就出现上述特征的裂缝，究其原因，主要与边墙混凝土内、外温差及外部温降引起的混凝土收缩受基底约束有关。大体积混凝土内部水化热温升引起内外温差及外部温降，都会引起混凝土收缩产生温度拉应力。由于边墙一、二期混凝土浇筑间隔时间较长，加之边墙受荷载大，新浇边墙混凝土基底约束较大，从而导致闸室边墙纵向（顺水流方向）因承受超限拉应力而出现垂直裂缝。

2 修补材料

改性环氧类浆材具有优良的力学性能，用于混凝土裂缝补强，其耐老化、抗冻融、耐腐蚀等性能优于其他高分子化灌浆材，其材料的特性如下：

1）可灌性能优异，浆液自身具有极强的渗透能力，可渗入0.001mm的孔隙中，可灌入渗透系数K＝10-6～10-8cm/s的低渗透性泥化夹层中，使其固结改性（由“土性”变为“岩性”）；2）对裂缝干燥度无要求，能在有渗漏水的裂缝中使用，并能往裂缝壁两边渗透植根，固化后粘接为一体，耐久性更好；3）浆材固结体力学性能优异，应用范围广，具有补强、加固等功能；4）由于丙酮的活化，变成预聚体并与糠醛分子发生反应，不仅化解了糠醛的毒性，而且使浆材固结体收缩性极小且韧性较好、耐老化性也更好；5）固结体无毒、无污染。

3 修补方案

3.1 准备工作

采用米尺、裂缝宽度显微镜等工具，详细测量裂缝的长度、宽度等情况，确定钻孔的位置和间距。

3.2 钻孔

从裂缝最边处开始，于裂缝两侧5～10cm处倾斜钻孔至混凝土内部与裂缝斜交，顺序为一侧到另一侧。钻孔布置在裂缝两侧，交叉布置，孔径为14mm，斜孔须做到与裂缝相交，每两孔间距约为50cm。混凝土裂缝不规则，钻孔时需特别注意与裂缝面斜交。另外每条裂缝钻骑缝孔1～2个，骑缝孔视裂缝长度及潮湿情况布置，约2m距离布置一个骑缝孔。潮湿裂缝部位必须布置骑缝孔，并且布置在潮湿裂缝长度居中的位置。骑缝孔的作用：一是潮湿缝隙中的渗水可沿骑缝孔埋设的通气管排出缝隙，二是保持混凝土裂缝内外气压平衡。