海水区水闸除险加固技术探析

庄兴

（福建省福清市过桥山垦区　　福清市　350300）

海水区水闸除险加固技术探析

庄兴

（福建省福清市过桥山垦区福清市350300）

水闸在沿海围垦中是非常重要的水工建筑物，它在社会经济发展中发挥了重要作用，Ⅲ类和Ⅳ类水闸的除险加固尤为关键。文章在分析大范围的水闸除险加固工程的基础上，针对过桥山垦区的水闸除险加固工程做出具体的技术探讨，以期对今后的海水区水闸除险加固有一定的帮助作用。

过桥山垦区水闸除险加固技术

过桥山垦区设水闸两座，分东闸、西闸。东闸功能为挡潮、排洪，西闸功能为挡潮、排洪、纳潮。本次除险加固的西闸始建于1991年，过水净宽34m，水闸原设计最大纳潮量446m3/s，日纳潮416万m3。

1 海水区水闸除险加固工程技术措施

海水区水闸面临病险的原因很多，针对存在的问题，需要从技术、材料以及工艺提升上加以考虑，从而提出相应的工程技术措施。

（1）针对主体结构完好，但是防洪标准、工程等级以及设计流量无法满足要求的水闸，可以考虑保留原闸室，并按照工程的设计水位和规模，通过加高或者是增扩闸孔的方式将过流能力提高，其余的设施进行针对性的改造加固［1］。

（2）针对闸室整体稳定性不足以及地基承载能力弱的问题，可以按照地基土的基本性质，通过振冲加密、灌浆等方式，将地基承载力提高。如果闸门受到不均匀沉降的影响，就可以利用压密灌浆的方式，通过高压浓浆将闸基和土体抬高，恢复其高程。

（3）针对两岸和闸基渗流稳定复核后不满足要求的问题，可以通过垂直防渗长度和水平防渗的增加，或者是增设出逸段排水反滤等方式处理。

（4）如果水闸本身结构老化严重，如钢筋出现明显的锈蚀、碳化深度大，威胁到结构的安全，都需要拆除重建；如果只是局部的碳化，但是深度超出了钢筋保护层，则需要将碳化层凿出，处理钢筋的锈蚀，然后按照结构的需求和锈蚀的情况来加补钢筋，并利用混凝土或者是高强度的砂浆进行修补处理；如果是表面出现裂缝，可以先进行表面的凿槽，然后利用环氧砂浆、丙乳砂浆、预缩水泥砂浆等进行修复。

（5）针对消能防冲设施不完善、出现严重损毁的水闸，要分析出现损毁的原因，然后恢复消能，进行针对性的改造。对于消能防冲设施损毁而言，单宽流量设计过大是主要的原因。在单宽流量合理设计的前提下，可以通过宽度、长度增加、扩散角或者是叉排加设等方式，确保其能够满足防冲的要求。

（6）针对水闸的抗震强度无法满足要求的水闸的问题，可以增设桩基和防渗墙，避免地基出现失稳的情况；软土地基，可以利用桩基础配合灌浆的方式进行处理；如果涉及到结构的安全，可以对上部结构或者是闸室进行改造，确保其满足抗震要求［2］。

2 过桥山垦区水闸除险加固任务及设计标准

过桥山垦区围垦总面积1350hm2，其中滩涂面积870hm2，水域面积480hm2，保护面积2800hm2。过桥山西闸担负挡潮、排洪、纳潮重任。针对过桥山垦区西闸，应该明确除险加固的任务，然后依照设计标准，来针对性的进行水闸的除险加固，以便满足工程质量和工期的要求，确保水闸本身安全、稳定的运行。

2.1除险加固的任务

（1）更换过桥山西闸10扇闸门。采用耐腐蚀性强的钢闸门，并对闸门及其他构件进行严格的防腐处理。

（2）拆除现有砌石闸墩，重建闸墩为C35海工钢筋混凝土结构。

（3）拆除重建C35海工钢筋混凝土闸室底板。（4）胸墙拆除，新建C35海工钢筋混凝土胸墙。（5）内港海漫冲毁处采用C35埋石混凝土进行修复，并采用M10浆砌条石对海漫进行延长，避免海漫再次被海水冲毁。

（6）启闭房进行拆除重建，新建启闭房混凝土标号为C35。

（7）拆除交通桥及工作桥。新建桥梁为C35海工钢筋混凝土结构。

2.2主体工程加固设计标准

过桥山垦区围垦属于大型围垦，西闸位于过桥山海堤上，为中型水闸。依据《水闸设计规范》（SL 265-2001）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），按拦河闸工程分等指标，综合考虑本工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级。水闸原设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇，挡潮标准为30年一遇［3］。

2.3除险加固的着重点

海水及近海环境下，氯离子的主要来源是海水和海风携带的盐雾。海水水面下的混凝土由于缺氧，钢筋锈蚀发展极其缓慢；而在水位变动区和浪溅区供氧充分，并处于干湿交替状态，混凝土表面氯离子可以通过多种方式进入混凝土内部，因此钢筋锈蚀状况最为严重。盐雾区包括浪溅区、海洋大气区及近海陆大气区，在混凝土结构表面积聚并浸入内部，破坏混凝土结构。从满足耐久性的要求看，盐雾区对混凝土结构的影响不可忽视［4］。过桥山西闸闸底板、消力池、内海漫处于海水面下，闸墩和外海海漫处于水位变动区和浪溅区，闸室处于盐雾区都使用高性能的C35海工混凝土，在施工中控制水灰比小于0.5，混凝土捣实有足够的密实度，限制混凝土裂缝宽度小于0.15mm，钢筋保护层厚度大于5cm，特别是箍筋的保护层厚度要达到要求。

大中型海水区水闸边墩较高，开挖时边坡较缓，开挖量大，同时增加了围堰的长度，加固回填时又要做防渗漏处理。边墩拆除若采用边墩后背加固的方法，可减少开挖工程量，在水闸除险加固中是切实可行的。过桥山西闸边墩顶至底高差7.20m，边墩的拆除采用边墩后背固结灌浆达到设计强度80%以后，进行人工配合机械拆除边墩厚度为1.00m。固结灌浆伸入弱风化凝灰岩1m，灌浆孔直径D=75mm，共布设3排孔，排距、孔距均为2m，呈梅花型布置，灌浆深度1.00m。灌浆压力0.3MPa，水泥标号为42.5普通硅酸盐水泥，浆液采用水泥浆。

海水区闸门及启闭设备的使用环境为沿海，海水腐蚀性强，需考虑金属结构在沿海环境的防腐蚀问题。过桥山西闸工作闸门和检修闸门门叶采用Q235B钢喷铝加涂耐海水涂料保护，门叶主要附件材料选用1Cr18Ni9Ti不锈钢；工作闸门门槽埋件材料选用STNi2Cr2CuRE合金铸铁，检修闸门门槽埋件材料选用STNi2Cr2CuRE合金铸铁。工作闸门、检修闸门的门叶及埋件外露部分在金属热喷涂前，应对基体表面进行除锈处理，在金属表面预处理完成达到GB/T8923.1-2011涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中规定的Sa2.5级后，进行金属热喷涂金属铝，然后采用封闭层涂料及中间防锈漆封闭，外层涂长效耐海水涂料保护。

3 结　语

总而言之，沿海海堤中水闸除险加固会受到多方面因素的影响，在进行海水区水闸除险加固设计的时候，就应该考虑到海水区水闸工程的要求与特点，施工时间安排在非汛期和非台风高潮位期，做好相对应位置的设计和施工技术处理，同时与国内外先进的、成功的水闸除险加固设计经验与技术相互结合，弥补自身的缺陷，抓好工程建设质量，使得水闸除险加固技术能从根本上增加经济效益和社会效益。

［1］秦毅，顾群.全国病险水闸成因分析及加固的必要性［J］.水利水电工程设计，2010，（02）：25-26+38+55.

［2］卢振园，唐德善，朱春光.宿迁闸除险加固工程影响评价［J］.水利科技与经济，2011，（02）：42-44.

［3］王志强，尚恒勇.德州市病险水闸存在的问题及对策［J］.山东水利，2011，（03）：11-12.

［4］王冰，王命平，赵铁军.近海陆上盐雾区的分区研究［C］.第五届混凝土结构耐久性科技论坛.北京：机械工业出版社，2005.

庄兴（1964-），男，福建福清人，大学专科，助理工程师，从事水利工程管理工作。

（2016-06-11）