橋閘閘門破損原因分析及維修養(yǎng)護(hù)探討

許鳳華

（泊頭市水務(wù)局，河北 泊頭 062150）

1 引言

2 工程概況

某橋閘位于河流的下游部位，閘址以上控制流域面積達(dá)到3 960 km2，是大型二類水利工程。橋閘于1967年開始興修，1970年修建完畢并投入使用，全長1 km，由攔河閘和土堤孔橋組成，共有99個(gè)孔，在橋閘閘室上面是一條鋼筋混凝土公路橋，凈寬為6.5 m。該水利工程的功能主要包括防洪、排澇、蓄水、交通等方面，總灌溉面積達(dá)1.2萬hm2，惠及的人口約30萬。橋閘的閘門共包括83孔攔河閘，閘門面板厚度100 mm，采用的是直升式鋼筋混凝土閘門。其中，1～17孔寬度為4 m，其余寬度為5 m。

3 閘門破損情況調(diào)查

該橋閘自投入使用直至今天，帶來了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，不僅有力地促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展，還在促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中發(fā)揮著巨大的作用。然而，隨著運(yùn)行年限越來越長，橋閘閘門相繼出現(xiàn)不同程度的破損情況，如混凝土碳化、裂縫、漏水，橫梁、底拉梁、底弓形梁等出現(xiàn)破損，這些問題的存在影響橋閘正常功能的發(fā)揮和水利工程綜合效益的提高。盡管相關(guān)部門十分重視對橋閘的維修工作，也進(jìn)行了好幾次的維修，但是橋閘的安全隱患仍然存在。經(jīng)過對閘門破損情況進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查，目前橋閘閘門存在著以下問題。

（1）底弓形梁、底拉梁破損。經(jīng)仔細(xì)調(diào)查，共有11扇閘門出現(xiàn)這種情況，包括13、31、33、36、43、48、54、70、72、79、80號。其中，43、54、70、79、80號5扇閘門破損已經(jīng)較為嚴(yán)重，并出現(xiàn)了漏水情況；43、54號孔的底梁破損嚴(yán)重，甚至幾乎斷裂。

（2）部分閘門漏水。主要是由于弓形閘門閘板兩側(cè)微裂破損引起的，出現(xiàn)這種情況的共有19扇閘門。如，47號孔閘門左側(cè)開裂，裂縫上出現(xiàn)3處漏水，右側(cè)也有2處漏水；79號孔閘門左側(cè)有2處漏水，右側(cè)有1處漏水。

（3）抗拉強(qiáng)度不足。主要存在于部分閘門斜拉梁中，出現(xiàn)混凝土拉裂、碳化和露筋、銹蝕現(xiàn)象。如，31號孔閘門中部有1處豎向裂縫，長2 m，寬2 mm，底弓形梁出現(xiàn)2處破損，鋼筋銹蝕約200 mm；80號孔閘門底弓形梁中部出現(xiàn)漏水情況，底板也出現(xiàn)破損現(xiàn)象。

（4）一些閘門破損嚴(yán)重。54、57、58、82號孔閘門破損嚴(yán)重，不能正常發(fā)揮功能。如，54號孔閘門底拉梁幾乎完全斷裂，58號孔閘門底部橫梁已經(jīng)斷裂，不能進(jìn)行正常的調(diào)水。

4 閘門破損的特征

通過仔細(xì)的調(diào)查和分析，可以得知橋閘閘門破損具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促進(jìn)了文化的需求發(fā)展，文化創(chuàng)意已經(jīng)是構(gòu)成國民經(jīng)濟(jì)的其中一個(gè)部分。在文化創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的背景下，文化建設(shè)的眾多潮流之一就是文化創(chuàng)新，城市要想取得更好的發(fā)展和文化產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，必定能夠要加強(qiáng)文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而博物館內(nèi)具有豐富的珍藏品，其是城市文化的重要組成部分之一，在教育、收藏、研究與傳播、傳承文化具有重要的作用，因此發(fā)展文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開博物館教育。博物館教育是文化產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)與重要組成，只有將博物館內(nèi)的文物資源進(jìn)行充分展示與宣傳，才能使文化產(chǎn)業(yè)取得更高的價(jià)值，才能促進(jìn)文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

（1）閘門鋼筋混凝土出現(xiàn)碳化、破損、露筋、銹蝕現(xiàn)象，已經(jīng)影響到了閘門的正常使用。

（2）閘門的有些橫梁出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，閘門的底拉梁、底弓形梁也出現(xiàn)破損、露筋、銹蝕現(xiàn)象，不能發(fā)揮正常的功能。

（3）閘門左側(cè)或者右側(cè)的混凝土也出現(xiàn)問題，存在不同程度的裂縫、剝落、露筋、銹蝕、漏水現(xiàn)象，使混凝土的功能不能正常發(fā)揮，對整個(gè)閘門產(chǎn)生不利影響。

（4）細(xì)微的裂縫、漏水現(xiàn)象是閘門存在的比較普遍的問題，這些現(xiàn)象的存在大大影響了閘門正常功能的發(fā)揮。

5 閘門破損的原因

導(dǎo)致閘門破損的原因不是單一的，而是多種因素共同作用的結(jié)果?？偟膩碚f，包括以下幾個(gè)方面的原因。

5.1 閘門構(gòu)筑材料

該橋閘共有83孔，都是200號鋼筋混凝土預(yù)制橋閘，盡管修筑時(shí)對橋閘進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆栏幚?，起到了一定的防止破損的效果。但是，閘門已經(jīng)運(yùn)行了幾十年，各部分必然出現(xiàn)不同程度的碳化現(xiàn)象，尤其是混凝土的碳化現(xiàn)象更加嚴(yán)重，其受到侵蝕之后往往還會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

5.2 閘門所處工作環(huán)境

（1）漲潮的影響。由于該橋閘位于河流下游的入?？诤佣危瑫円咕陀袃纱螡q潮現(xiàn)象，對橋閘帶來很大的不利影響。加之當(dāng)?shù)氐南募練鉁乇容^炎熱，混凝土閘面板的厚度僅為100 mm，并且長期處在高溫、高熱、高濕的環(huán)境中，各種有害的、有腐蝕性的介質(zhì)對閘門不停地進(jìn)行沖刷，如果混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，鋼筋的銹蝕將會(huì)更加嚴(yán)重。

（2）淤泥頂托損壞。調(diào)查顯示，上游來水含沙量為0.02～0.50 kg/m3，這就使得閘底聚集了較多的淤泥。關(guān)閘時(shí)，往往不能一次關(guān)到底，堆積的淤泥對閘門底部產(chǎn)生頂托現(xiàn)象，在上部壓力和下部頂力的作用下，底拉梁、底弓形梁會(huì)出現(xiàn)受彎、變形損壞。并且，其產(chǎn)生的動(dòng)水壓力、沖擊力會(huì)更大更強(qiáng)，時(shí)間長了閘門的底梁、拉梁會(huì)遭到更加嚴(yán)重的損壞。

5.3 閘門設(shè)計(jì)、施工水平

（1）閘槽設(shè)計(jì)不合理，存在著隱患。由于該水利工程是在20世紀(jì)60年代修建的，受到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)水平、施工水平的制約，閘槽粗糙不平、間隙過大，閘門與閘槽配合不良。同時(shí)，閘墩上下部厚度也不一樣，導(dǎo)致閘槽深度上下不一致。因此，閘門中心點(diǎn)往往會(huì)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，閘門啟閉時(shí)邊梁頂部常常會(huì)被通行孔卡阻，或者出現(xiàn)偏向一邊的情況，產(chǎn)生摩擦、振動(dòng)或者跑出石門槽外的情況。這些情況的產(chǎn)生不僅會(huì)使閘門的正常運(yùn)行受到影響，還會(huì)導(dǎo)致閘門邊梁兩側(cè)的混凝土保護(hù)層被剝落碰壞，甚至拉壞閘門的斜梁或者橫梁。在實(shí)際工作中發(fā)生多次閘門被卡死的情況，采取了緊急處理措施才排除險(xiǎn)情。

（2）應(yīng)力較大，閘板較薄。經(jīng)過仔細(xì)的觀察得知，在橫拉梁、斜拉梁與弓形閘板交接附近的地方，混凝土往往更容易發(fā)生破損，并且大多數(shù)集中在后啟孔。導(dǎo)致這種情況發(fā)生的原因是：弓形閘門邊梁內(nèi)側(cè)閘板的受力情況比較復(fù)雜，水壓力、閘板自重都會(huì)傳遞給邊梁，從而導(dǎo)致此處的內(nèi)力集中，應(yīng)力較大，但是閘板比較薄、抗拉強(qiáng)度不夠，這樣就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

5.4 閘門啟閉方式

自2006年以后，52孔后啟孔不再采用以前的啟閉方式，而是運(yùn)用4臺(tái)20 t的移動(dòng)式卷揚(yáng)機(jī)啟閉，在啟閉的過程中卷揚(yáng)機(jī)放下的鋼絲繩吊鉤與門體吊耳難以掛鉤。所以，每次開關(guān)閘門時(shí)，都要工人站在排架下拿1根4～5 m長的竹桿鉤子幫助鉤對。有時(shí)出現(xiàn)鉤對不上的情況，浪費(fèi)了大量的時(shí)間。即使鉤對上了，由于卷揚(yáng)機(jī)的中心垂線與門體重心存在著較大的偏差，在運(yùn)行的過程中往往出現(xiàn)閘門跑偏的情況，與石槽產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦，甚至發(fā)生碰撞現(xiàn)象，由此引發(fā)了較大的振動(dòng)力。加上該工程已經(jīng)運(yùn)行了幾十年，閘門的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不如從前，出現(xiàn)了明顯的減弱。所以，對閘門兩側(cè)而言，在重力和摩擦作用的影響下，很容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

5.5 閘門有效保護(hù)層不足

該水利工程所配置的閘門采用的都是200號鋼筋混凝土弓形閘門，面板厚度100 mm。經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，碳化的影響使閘門的強(qiáng)度大大下降。水流又對閘門的表層水泥砂漿進(jìn)行長時(shí)間的沖刷，導(dǎo)致表層出現(xiàn)嚴(yán)重的剝蝕現(xiàn)象，所有的閘門表層砂漿都受到嚴(yán)重的剝蝕，有些還出現(xiàn)微裂、穿孔、漏水現(xiàn)象，有效保護(hù)層嚴(yán)重不足。調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，在所有的閘門中，存在著裂縫、破損、露筋的閘門有43扇，占閘門總數(shù)的51%。

6 橋閘閘門維修養(yǎng)護(hù)策略

導(dǎo)致橋閘閘門破損的原因是多方面的，并且這些原因往往不是突發(fā)性的，而是經(jīng)過一定時(shí)間的積累，有一個(gè)量變到質(zhì)變的過程。因此，在日常工作中，要加強(qiáng)巡視和檢查，做好維修和養(yǎng)護(hù)工作，防治橋閘閘門破損，使水利工程發(fā)揮更好的效益。

6.1 涂刷防腐材料

該方法具有一定的局限性，主要適用于狀態(tài)較好或者是損壞輕微的閘門。比較常用的防腐材料是環(huán)氧砂漿或者其他種類的防腐材料，通過這樣的處理可以防止混凝土進(jìn)一步發(fā)生碳化現(xiàn)象，防止裂縫出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

6.2 修補(bǔ)裂縫

該方法主要適用于具有一定程度的破損、裂縫、漏水的閘門，對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)之后能夠使閘門的功能得以恢復(fù)。如，對于閘門的表面裂縫，在處理的過程中，一般應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)的耐久性和抗?jié)B性能，在其表面涂刷保護(hù)涂料。如果是深層的裂縫，則有必要鑿槽嵌補(bǔ)，可以先用紅墨水滲入到裂縫，然后沿縫開鑿V形槽，深度以見不到紅墨跡為止。如果裂縫已經(jīng)貫穿，那就需要兩面鑿?fù)?，并?00號以上的膨脹水泥砂漿嵌補(bǔ)。

6.3 修補(bǔ)局部破壞

閘門往往出現(xiàn)局部破損嚴(yán)重的情況，這就需要根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施。如，如果閘門鋼筋網(wǎng)出現(xiàn)銹蝕情況或者存在孔洞現(xiàn)象，修補(bǔ)時(shí)首先應(yīng)該將損壞處周邊的砂漿鑿去，鑿除的范圍要比原來孔洞的范圍要大一些，最好讓開口成一斜面，這樣就能夠使新老砂漿的接觸面大一些，效果會(huì)更好。對于銹蝕嚴(yán)重的鋼筋網(wǎng)，有必要將其割掉，注意需要留一小段以便搭接新鋼筋網(wǎng)，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)丶用茕摻罹W(wǎng)。填補(bǔ)前，要對舊砂漿面噴水濕潤，然后使用1∶1砂漿進(jìn)行填補(bǔ)。砂漿初凝后，要壓平抹光，使新老砂漿更好地結(jié)合在一起。同時(shí)，做好養(yǎng)護(hù)工作，防止新老砂漿結(jié)合處出現(xiàn)裂縫。

6.4 修補(bǔ)閘門橫梁、斜梁、底拉梁破損

這些梁都是閘門的重要構(gòu)件，如果出現(xiàn)問題，往往會(huì)影響整個(gè)閘門的功能。修補(bǔ)時(shí)，對于破損、松動(dòng)、開裂的混凝土要鑿除，將破損部位清理干凈。對于原來的混凝土表面污塵也要清理干凈，使得新舊混凝土能夠更好的結(jié)合。對于變形的鋼筋要及時(shí)矯正，對于銹蝕的鋼筋要除去銹跡，如果是銹蝕嚴(yán)重的鋼筋要割除并及時(shí)更換，這樣能夠提高鋼筋的承載力。需要注意的是，更換的鋼筋型號與原來的鋼筋型號要一致，不能偏大或者偏小。進(jìn)行新老鋼筋焊接時(shí)，要按照焊接規(guī)范進(jìn)行。當(dāng)準(zhǔn)備工作完成后，要及時(shí)澆筑混凝土，防止鋼筋出現(xiàn)再次生銹的情況。在施工過程中，要搗拌密實(shí)，防止結(jié)合部位出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象，并做好養(yǎng)護(hù)工作，提高質(zhì)量。修補(bǔ)應(yīng)該在開閘期間進(jìn)行，這樣能夠避免潮水、水流對閘門產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，有利于提高工程質(zhì)量。

6.5 防碳化處理

該方法主要適用于碳化深度超過混凝土保護(hù)層、鋼筋已經(jīng)產(chǎn)生銹脹的部位。首先要對表面進(jìn)行清理，然后使用水泥砂漿或者混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，注意要使用黏結(jié)性好、密實(shí)度高的砂漿或者混凝土。修補(bǔ)后，整個(gè)結(jié)構(gòu)物的外形得以恢復(fù)，再使用防碳化柔性涂料對整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的封閉，從而達(dá)到對整體進(jìn)行防護(hù)的效果。對于閘門存在的碳化問題，可以使用丙乳砂漿抹面防腐，然后在碳化混凝土表面噴漆C-M混凝土耐久防水劑一層。此外，也可以采用SK柔性防碳化涂料。

6.6 更換問題嚴(yán)重的閘門

該方法主要適用于破損嚴(yán)重的閘門，采用其他方法難以修復(fù)或者修復(fù)后不能完全恢復(fù)正常使用功能。對于這種情況必須進(jìn)行更換，如果條件允許，還可以配置備用閘門，以確保閘門的安全、提高整座橋閘的安全性。

7 結(jié)語

總而言之，橋閘閘門在水利工程中的巨大作用是不言而喻的。橋閘閘門修筑完畢之后，由于受到多方面因素的影響，往往會(huì)出現(xiàn)破損情況，大大影響了橋閘閘門質(zhì)量和整個(gè)水利工程綜合效益的發(fā)揮。今后，在實(shí)際工作中，一方面，橋閘閘門修筑時(shí)要重視采取各種策略，提高橋閘閘門的質(zhì)量；另一方面，橋閘閘門出現(xiàn)破損時(shí)需要根據(jù)具體情況采取行之有效的維修和養(yǎng)護(hù)策略，提高橋閘閘門質(zhì)量，保證橋閘閘門各項(xiàng)功能的正常發(fā)揮，使整個(gè)水利工程發(fā)揮最大的效益。

[1]梁金亮.金安橋水電站右泄洪底孔弧形閘門安裝[J].云南水力發(fā)電，2012，（4）.

[2]朱文君.淺談氣壓沉柜施工技術(shù)在水閘維修工程中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2010，（2）.

[3]嚴(yán)宗杰.西溪橋閘閘門破損原因分析與維修養(yǎng)護(hù)探討[J].水利建設(shè)與管理，2010，（8）.

[4]馮永軍.宿州市埇橋區(qū)水閘現(xiàn)狀調(diào)查分析與建議[J].中國水運(yùn)，2012，（4）.

[5]劉可,唐勁松.水閘工程維修養(yǎng)護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)的修訂[J].人民黃河，2010，（12）.