天星港閘混凝土碳化、裂縫的加固補強措施

摘#8195;要 泰興市天星港閘由于長期運行，閘墩存在碳化、裂縫等現(xiàn)象。本文介紹了對該閘混凝土工程存在問題的具體分析和解決的措施。

關(guān)鍵詞 水閘；混凝土碳化；裂縫；加固

中圖分類號 TU 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0123-01

1 工程概況

泰興市天星港閘位于長江下游左岸，泰興市濱江鎮(zhèn)天星社區(qū)，距長江口500米，是泰興市骨干河道——天星港的通江控制口門，也是通南地區(qū)的通江口門之一，是泰興長江防洪工程的重要組成部分，為保障泰興南部地區(qū)防洪與供水安全發(fā)揮了重要作用。其主要功能是：防洪、灌溉、排澇，兼顧通航。

天星港閘系泰興市江堤達標(biāo)建設(shè)工程，泰興市長江堤防達標(biāo)建設(shè)工程指揮部根據(jù)泰州市水利局泰政水[2000]46號、泰政[2001]135號文件的批復(fù)精神，按百年一遇（洪）水位設(shè)計，二百年一遇（洪）水位校核，在原天星節(jié)制閘下游新建的節(jié)制閘。工程于2000年2月10日開工建設(shè)，2000年7月17日通過水下工程驗收，2000年12月工程全面建成，2000年12月9日，通過泰州市水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站質(zhì)量評定，同時通過竣工初驗，初步驗收工程質(zhì)量等級為優(yōu)良，2005年12月28日通過泰州市水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站竣工驗收。工程質(zhì)量為優(yōu)良等級。

近年來，由于該工程所在環(huán)境的影響和長期運行的原因，節(jié)制閘閘墩部分混凝土工程出現(xiàn)蝕坑、剝落、碳化、裂縫現(xiàn)象。2011年3月市水務(wù)局堤閘養(yǎng)護管理處邀請揚州大學(xué)的專家對天星港閘進行了安全鑒定，完成了水閘混凝土碳化、混凝土強度等相關(guān)內(nèi)容的現(xiàn)場檢測工作，以便查清病害的程度、原因，分析可能造成的后果，為加固處理提供科學(xué)依據(jù)。本次檢測包括水閘閘墩、閘門、胸墻等水工程設(shè)施，全面檢測和復(fù)核了工程設(shè)備的運行狀況。在8月31日省水利廳組織的安全鑒定會上，評定天星港閘主要指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，工程局部缺陷已經(jīng)維修，達到安全運行要求。根據(jù)《水閘安全鑒定規(guī)定》（SL214-98）規(guī)定，評定天星港工程為一類閘。建議對混凝土碳化、剝落、裂縫等問題進行處理，防止范圍擴大，碳化、裂縫加重。

2 安全鑒定結(jié)果及綜合分析

1）混凝土碳化。閘室的閘墩的混凝土面層都存在不同程度的碳化現(xiàn)象。碳化深度一般為3 mm-10 mm之間，局部處混凝土破損、剝落、鋼筋外露。

混凝土的水泥凝膠體中含有大約25％的氫氧化鈣，混凝土的pH值為12－13，呈強堿性。混凝土中的鋼筋在這種強堿性環(huán)境中，表面會形成鈍化保護膜，可以有效地抑制鋼筋銹蝕。但混凝土碳化現(xiàn)象就是使氫氧化鈣轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕}，受環(huán)境影響，混凝土的pH值接近中性，破壞了混凝土中保護鋼筋的堿性環(huán)境，導(dǎo)致部分混凝土碳化、鋼筋銹蝕。

2）裂縫。鋼筋混凝土中的裂縫是很難避免的，但對裂縫的寬度必須加以限制。裂縫的存在很易使大氣中的水分的有害氣體、物質(zhì)傳入縫隙深處，腐蝕混凝土和鋼筋，嚴(yán)重時不僅影響結(jié)構(gòu)正常使用，還可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性，影響結(jié)構(gòu)的承載能力。裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜。在檢查中未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)有不均勻沉降的現(xiàn)象，可能是近年來受溫度反復(fù)變化作用的結(jié)果。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)天星港閘閘墩出現(xiàn)少許裂縫，縫長1 m-3 m不等，裂縫寬度不大于0.2 mm，裂縫深度為0.1 m-0.5 m不等。

經(jīng)對水閘各主要結(jié)構(gòu)全面、細(xì)致地檢查，表明該閘存在不同程度的病害，為防止擴大、加深，必須采取有效的措施對該閘進行加固處理，確保水閘的安全運行。

3 加固設(shè)計

1）加固設(shè)計要求：①露筋：在露筋部分外圍鑿開5 cm的口子，將松散、破損混凝土鑿除，露出鋼筋，對鋼筋除銹處理或切除露出部分鋼筋，再涂抹聚合物纖維砂漿，增強混凝土的抗碳化能力，最后涂抹環(huán)氧樹脂防腐；②碳化：對閘墩的混凝土進行防碳化處理。首先除去原有的混凝土碳化層，然后涂抹一層聚合物纖維砂漿，增強混凝土的抗碳化能力，最后涂抹環(huán)氧樹脂防腐；③裂縫：對閘墩部位的網(wǎng)狀裂縫的處理。當(dāng)裂縫寬度b≤0.2 mm，在混凝土表面涂抹結(jié)構(gòu)膠封閉裂縫；當(dāng)裂縫寬度b＞0.2 mm時，采用壓力注漿法封閉裂縫。表面涂抹聚合物纖維砂漿，最后涂抹環(huán)氧樹脂防腐。這樣既可長期防備有害物質(zhì)的侵蝕，又有美觀的作用。

2）加固材料：①聚合物纖維砂漿：聚合物纖維砂漿是一種高性能的水泥砂漿，與普通水泥砂漿相比它具有固結(jié)快、強度高、抗裂、抗折、抗沖擊、抗疲勞、與混凝土粘結(jié)力強等特點。聚合物纖維砂漿主要用來修補碳化處混凝土或其它破損混凝土，可提高混凝土的抗碳化的能力；②裂縫修補膠：裂縫修補膠為混凝土裂縫灌注專用膠。它具有安全、高效、實用、粘結(jié)強度高，可灌性好的特點；③環(huán)氧樹脂防腐涂料：環(huán)氧樹脂具有浸入混凝土裂縫、微細(xì)孔內(nèi)的性能，作為防腐蝕材料不但具有密實、抗水、抗?jié)B漏好、強度高等特點，同時具有附著力強、常溫操作、施工簡便等良好的工藝性，而且價格適中。將其涂抹在混凝土表面，可浸入混凝土內(nèi)，在混凝土的表層形成防護層，具有抗酸、堿鹽及其它有害氣體的侵蝕作用，達到保護混凝土，防止碳化的目的。

4 施工程序及工藝要求

1）混凝土防碳化處理。①劃定處理范圍：根據(jù)檢測結(jié)果，劃定混凝土碳化的部位，確定需處理的范圍；②清除混凝土碳化層：根據(jù)混凝土碳化的不同程度，采取不同的清除方法：碳化嚴(yán)重，碳化部位混凝土破損，鋼筋外露，需將松散、破損混凝土鑿除，露出鋼筋，以便對鋼筋除銹處理;碳化不嚴(yán)重，混凝土表面輕微破損，可采用手提角磨機打磨。若需處理的面積大，用沖砂機打磨的方法效果好，效率高；③清洗：用高壓水槍對打磨后的混凝土表面沖洗干凈，然后進行下一步的工序；④修補：對混凝土破損嚴(yán)重的部位，先用高標(biāo)號砂漿或細(xì)石混凝土修補、填平，對外露的鋼筋 進行切除、除銹或重新焊接植筋補強；⑤涂抹聚合物纖維砂漿。對碳化嚴(yán)重部位可在混凝土表涂抹一層聚合物纖維砂漿，厚度2 cm-3 cm。要求混凝土表濕潤，但無積水，先涂刷一層混凝土界面劑，然后再涂抹砂漿。最后待砂漿固化后再涂抹環(huán)氧樹脂進行防腐處理。增強混凝土的抗碳化能力。

2）混凝土裂縫處理：對裂縫寬度≤0.2 mm的裂縫均采用表面封閉法。①混凝土表面處理。除去混凝土表面松散劣質(zhì)混凝土，用高壓氣吹除混凝土碎屑和粉塵，用水清洗混凝土表面；②涂膠。待混凝土表面干燥后用裂縫修補膠涂抹在裂縫區(qū)域內(nèi)，涂膠時應(yīng)用力壓抹，一般涂抹2－3遍為宜；③表面防護。按設(shè)計要求，在混凝土表面再涂抹環(huán)氧樹脂進行防腐處理。

5 結(jié)束語

天星港閘閘墩出現(xiàn)碳化，存在表面混凝土剝落、露筋及少許裂縫現(xiàn)象，2011年10月份市水務(wù)局堤管處組織施工單位對采取了水泥基覆層（砂漿）、涂抹裂縫修補膠和環(huán)氧樹脂防腐處理的措施，取得了較好的效果，消除了潛在的安全隱患，增強了該閘的抗碳化能力，提高了運行的安全性。

參考文獻

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作者簡介

唐開勝（1977—），泰興市水務(wù)局過船閘管理所，助理工程師。