九江長江航道大堤安全小探

曹 靜 谷建松 朱曉娥

1 九江長江大堤簡介

江西省九江市城區(qū)長江大堤西自賽湖閘,東至烏石磯,全長17.46 km,其中鋼筋混凝土防洪墻和土石混合堤11.27 km,土石堤3.5 km,岸線2.69 km,通江涵閘 19座,與10.4 km內(nèi)湖堤防共同組成九江市城區(qū)完整的防洪體系。1998年8月7日長江水位超歷史0.83 m,位于長江九江段4號閘與5號閘之間決堤30 m左右(見圖1,圖2)。洪水以7 m的落差撲向九江市區(qū),洪災(zāi)給九江市經(jīng)濟(jì)及居民生活各方面都造成了嚴(yán)重的損失。當(dāng)時(shí),針對九江長江堤岸大部分上部為黏土、下部為粉細(xì)砂層的二元結(jié)構(gòu)特點(diǎn),投資19億元多,首次借鑒了海岸加固方法,對九江長江干堤各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)用了嶄新的堤岸加固整治技術(shù)。該次維修距今已經(jīng)有十多年了,效果究竟怎么樣,本文以九江市濱江路那一段防洪體系為例,說明在長江大堤上存在的一些問題。取濱江路段碼頭部分來看,情況不容樂觀,鋼筋混凝土防洪墻到處都隱含著裂縫,閘門建設(shè)所用混凝土桿件(后文簡稱抗洪桿)被直接堆放在露天,沒有任何遮蔽,抗洪桿表面裂縫寬大且很多都露出縱筋與箍筋,鋼筋已嚴(yán)重銹蝕,本文就抗洪桿給以具體分析。

2 抗洪桿簡要分析與驗(yàn)算

2.1 表面狀況調(diào)查及初步檢測

從目測來看,抗洪桿局部出現(xiàn)肉眼可見裂縫,裂縫寬度較大,甚至有的達(dá)到了2 mm左右(見圖3);局部出現(xiàn)箍筋露出的情況,箍筋銹蝕較為嚴(yán)重(見圖4);在構(gòu)件的端部,出現(xiàn)較大的局部破碎,有的甚至能清楚看到鋼筋的暴露(見圖5)。

對三根抗洪桿進(jìn)行外觀檢查與內(nèi)部檢測,得其大量基本數(shù)據(jù),并進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì),抗洪桿長約5 m,截面尺寸200 mm×200 mm,桿內(nèi)縱筋直徑在16 mm～20 mm之間,本文計(jì)算采用4B20;箍筋直徑為8 mm,間距約200 mm,由此可得混凝土強(qiáng)度回彈分析如下。

表1 抗洪桿實(shí)際測量抗壓值 MPa

表2 抗洪桿實(shí)際檢測鋼筋保護(hù)層厚度 mm

對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析(見表1,表 2):按照 JGJ/T 23-2001回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程:

求得平均回彈值為38.58,取平均碳化深度 dm=1.0 mm,查規(guī)范附錄的測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表,混凝土強(qiáng)度換算值36.0 MPa。

由計(jì)算結(jié)果可判斷:混凝土強(qiáng)度等級選用C35,而抗洪桿所用鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不超過25 mm。

2.2 抗洪桿的承載力初步驗(yàn)算

假設(shè)水位已淹沒閘門2 m,抗洪桿組成的界面承受從上到下呈三角形分布荷載(見圖6)。

取混凝土強(qiáng)度為C35,截面縱筋配筋為4B20,箍筋為8@200,每根抗洪桿5 m,對抗洪桿分別進(jìn)行正截面和斜截面承載力驗(yàn)算。經(jīng)計(jì)算該抗洪桿在適筋破壞條件下最大正截面承載力為43.01 kN?m,而荷載產(chǎn)生的作用大小為51.75 kN?m,不能滿足承載能力要求;斜截面承載力為61.66 kN?m,可以滿足抗剪要求。

2.3 調(diào)查結(jié)果分析

1)本抗洪桿鋼筋保護(hù)層厚度都在25 mm范圍內(nèi),而根據(jù)GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范9.2.1規(guī)定:當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C25～C45時(shí),梁桿的鋼筋保護(hù)層厚度都必須不小于25 mm。顯然,原設(shè)計(jì)與施工未充分考慮規(guī)范規(guī)定。2)經(jīng)以上構(gòu)件配筋驗(yàn)算,發(fā)現(xiàn)部分構(gòu)件在不利位置處不滿足設(shè)計(jì)配筋要求。然而,本次假設(shè)的洪水水位淹沒閘門2 m,已不能滿足安全要求,如當(dāng)洪水淹沒閘門3 m以上后,其荷載至少可達(dá)到45.22 kN/m。由驗(yàn)算表明,所有抗洪桿都遠(yuǎn)不滿足承載力要求。由此,當(dāng)再一次有像1998年洪水(水位落差7 m)侵襲來臨時(shí),長江大堤閘口明顯不能承受如此巨大沖擊,危害嚴(yán)重,發(fā)人深思。3)調(diào)查還發(fā)現(xiàn),由于抗洪桿露天隨意堆放,導(dǎo)致大多抗洪桿桿頭局部破壞嚴(yán)重,而且縱筋露出,銹蝕嚴(yán)重;桿表面大量成排相鄰箍筋露出,表面銹蝕,這樣大大降低了抗洪桿的抗剪強(qiáng)度,更不足以承受突如襲來的洪水猛獸,值得關(guān)注。

3 結(jié)語

水利工程是功在當(dāng)前,利在千秋的工程,稍有不慎就會(huì)于國于民造成災(zāi)難性損失。在勘察與設(shè)計(jì)階段一定要做到細(xì)心仔細(xì),認(rèn)真負(fù)責(zé),不能簡單地套用經(jīng)驗(yàn)來解決問題。同時(shí),水利事故也是有征兆的,其破壞往往是長期而緩慢的,有一個(gè)量變到質(zhì)變的過程,加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù),經(jīng)常性觀察并分析出現(xiàn)的一切可疑現(xiàn)象。及時(shí)處理各種缺陷,把一切可能的事故水災(zāi)消除在萌芽期間。

[1] 彭文成,彭文祥,李 娟.混凝土回彈測強(qiáng)數(shù)據(jù)處理“公式法”的研究[J].人民長江,2004(9):139-141.

[2] 曾秋華,李仕仁.九江長江大堤江岸治理技術(shù)淺述[A].長江護(hù)岸工程(第六屆)及堤防防滲工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)[C].2001.