苏州长江口门水闸安全鉴定及病害处治

2015-12-25叶小强

江西建材 2015年3期

■叶小强，杜玲，薛铮

■1．苏州市水利设计研究院有限公司，江苏苏州 215004;2．苏州市水利局，江苏苏州 215004

苏州地区长江沿线口门防洪闸多数建于1999年的长江江堤达标建设期，主要分布在太仓市、常熟市和张家港市三市，作为感潮闸均服役超过10年，并经历了2005年0509号台风“麦莎”及“农历七月初三”天文大潮的双重考验［1］。为加强水闸安全管理、查明建筑物的实际工情、保障水闸安全运行，各水管单位均开展了水闸安全鉴定工作。

1 长江口门闸概述

1．1 太仓市口门概况

太仓水闸安全鉴定工作以杨林节制闸为代表，该闸建成于2003年6月，设计引水流量为220m3/s，排水流量为205m3/s，按六级航道设计。节制闸共3孔，总净宽为20m(5+10+5m)，中孔为通航孔。闸室为钢筋混凝土结构，其上下游设消力池、以及浆砌块石护坦、干砌块石护坦、防冲槽。上下游两岸翼墙采用半重力式钢筋混凝土挡土墙［2］。

1．2 常熟市口门概况

常熟水闸安全鉴定工作以耿泾闸为代表，该闸闸孔宽为6m，系C20钢筋砼坞式结构，底板面高程0．5m，闸门采用升卧式平面钢闸门，门顶高程7．4m，采用卷扬式启闭机启闭。闸顶上游设汽-20公路桥一座。上下游翼墙为砼半重力式挡土墙。地基土质为粉质壤土，采用天然地基［3］。

1．3 张家港市口门概况

张家港闸设计总净宽40m，共5孔。基础采用混凝土方桩复合基础方式处理、混凝土板桩防渗，中间倒π型分离式底板，边跨是连墙式底板。岸墙采用空箱式挡土墙。上下游设置消力池、灌砌石护坦。工作桥通航孔为π梁结构，泄水孔为T型梁结构。闸门采用平板钢闸门，由卷扬式启闭机启闭。

2 现状及安全检测工程

水闸工程现状调查分析主要包括水闸技术管理现状、土工建筑物现状、石工建筑物现状及混凝土建筑物现状。各水管单位分别委托了水利部基本建设工程质量检测中心和扬州大学水建学院工程测试中心开展了现状调查和现场检测的工作，主要检测成果见表1。

表1 水闸工程检测成果一览表

闸口检测结论张家港闸(1)闸墩、排架、交通桥、胸墙砼强度均满足要求，碳化深度较小，一般在7mm～19mm之间，主要病害为闸墩撞损、露石、露筋严重。(2)启闭机机架振动、噪音均达标，钢闸门门体基本无锈蚀，钢板防腐涂层良好。(3)电机三相电流、三相电压不平衡度满足规程要求;液压油温升符合要求。

由表可知，长江沿线闸口的混凝土质量基本完好，但表面均存在砼碳化、露石现象，尤其是通航孔受船只撞损严重;金属结构防腐涂层保养到位、钢构件锈蚀率在0．025～0．042mm/a之间;机电设备运转正常，但部分水闸的零部件很难在市面采购、更换，导致零星小修和岁修难以跟进;下上游连接段河床基本无冲刷、局部有淤积。

3 病害特征及其处治

3．1 混凝土表面裂缝

对于大于0．10mm的裂缝，用EA改性环氧树脂材料灌浆;小于0．10mm的裂缝宜用环氧封闭胶进行表面封闭。采用化学灌浆修补裂缝，一方面是靠粘结剂的粘接力将结构内部组织重新结合为整体，恢复应有的强度;另一方面阻断空气和水份进入梁体，避免腐蚀钢筋和混凝土。

表3 EA改性环氧灌浆材料主要性能表

灌浆效果可采用两种方法进行检测，(1)灌浆效果直接检测法，通入压力水或压缩空气检验灌浆效果。其方法具体为:打检查孔(孔径32mm、孔深100～150mm)后进行单点法压水，压水检查压力位0．3MPa。在稳定压力下，每隔3～5min测读一次进水量，连续四次度数中最大值和最小值之差小于1ml/min，试验压水结束，取最终值为计算值，技术透水率(Lu)。合格标准为透水率不大于0．1Lu。(2)灌浆效果仪器法，用超声波或钻芯取样来检测。超声波法检测前后声波速度的变化来确定灌浆密实度。钻芯数量为灌浆裂缝总数的10%，没条裂缝随即抽取两个芯样，取样深度为结构混凝土厚度，芯样孔径为48mm。芯样可检查裂缝填充的饱满度，完整的芯样可作粘结抗压强度试验，检测粘结效果。

3．2 沉降缝破损止水

沉降缝止水破损主要是受船撞击后拉拽脱落、以及表面沥青老化无法适应不均匀沉降的错缝。主要采取重做外层止水体系，凿除原沉降缝表面沥青，采用PUI密封膏进行止水密封，修补高程低于常水位。

PUI弹性密封膏是一种聚氨酯弹性密封防水材料，由含异氰酸酯基的聚氨酯予聚体为甲组份和含多羟基化合物、助剂和填料的乙组份组成。它具有优异的耐水、耐热稳定性、抗冻(-45℃)及抗挠曲性能，是一种新型优质大坝嵌缝止水材料，被列为水利部八五重点推广技术，经工程应用表明其施工工艺简单，冷固化，液态施工，浇注入缝，可与自然干燥面粘结牢固，并且价格适中，防水抗渗性能优良，是混凝土建筑物变形缝的理想嵌缝材料。技术指标需满足浸泡6个月抗拉强度为0．16MPa及伸长率不变的耐水性能、300～500%断裂延伸率、1MPa压力恒压88h不透水的不透水性、大于0．2MPa的抗拉强度、大于0．2MPa粘结面不断开的粘结强度、25～-45℃冻融循环100次性能不变。

3．3 通航孔砼钢板护面

由于苏州地区水上船运频繁，通航孔砼表面受船只磨损严重，为在不断航的条件下对其进行防护，建议采用粘贴玻璃钢法，补强加固材料可选用环氧树脂、聚酯树脂等胶粘剂和玻璃丝布。粘钢前混凝土表面应清刷干净和保持干燥，用树脂腻料找平;有较大裂缝或缺陷时应作灌浆处理，玻璃丝布必须除蜡，并用清水漂洗晾干，一次配制胶粘剂和腻料的数量不宜过多，做到随配随用;基面涂刷胶粘剂，粘贴玻璃丝布，粘贴层数不宜少于3层，各层应无气泡、无折皱、密实平整;施工环境温度宜在10～25℃，不应在温度过高、过低或雨、雾天气施工;施工结束后宜干燥养护不少于3天。