津唐運(yùn)河造甲城船閘混凝土抹面修復(fù)處理措施

于朝霞

【摘要】造甲城船閘閘墩受凍融及碳化影響使混凝土表面剝蝕嚴(yán)重，出現(xiàn)蜂窩麻面、裂縫及部分保護(hù)層脫落等現(xiàn)象。處理措施為將閘室、漸變段及消力池混凝土表面全部進(jìn)行鑿除，采用水泥基滲透結(jié)晶型產(chǎn)品對混凝土表面進(jìn)行處理。

【關(guān)鍵詞】造甲城船閘 混凝土剝蝕 水泥基滲透處理

1船閘概況

為減輕永定河洪水對天津市區(qū)的威脅，1970年開挖了永定新河，永定新河于寧河縣造甲城和田辛莊之間橫穿津唐運(yùn)河。為維持津唐運(yùn)河的航運(yùn)交通，1971年在永定新河南北兩岸分別修建了田辛莊船閘和造甲城船閘。至此，津唐運(yùn)河田辛莊船閘至造甲城船閘段與永定新河平交，聯(lián)通了永定新河和潮白新河兩大水系，造甲船閘同時(shí)兼負(fù)寧河縣造甲城鎮(zhèn)和東麗區(qū)部分村莊農(nóng)田的灌溉、排瀝任務(wù)。

造甲城船閘為100噸級船閘，設(shè)計(jì)流量80m3/s，位于永定新河左堤北側(cè)550m處，由上游閘和下游閘組成。上游閘為單孔鋼筋混凝土開敞式水閘，孔凈寬8.40m，底板高程-3.00m（黃海高程基準(zhǔn)，下同）。閘門為升臥式平板鋼閘門，尺寸8.4m×7.9m，設(shè)QPQ-2×25t雙吊點(diǎn)電動卷揚(yáng)啟閉機(jī)1臺。閘上交通橋橋面寬6.5m，按汽-13標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，橋面頂高程7.2m。該工程1971年12月竣工。

2 船閘現(xiàn)狀存在問題

造甲城船閘已運(yùn)行四十多年，在通航、灌溉和防洪排瀝方面發(fā)揮了巨大的作用，但多年來未進(jìn)行大的整修加固。該閘目前存在的主要問題為：①閘體及連接段整體沉降量較大。根據(jù)實(shí)測地形，造甲城閘上游閘閘室、上下游連接段、靠船建筑物及兩岸連接段均發(fā)生了不同程度的沉降。閘上交通橋?qū)崪y高程為6.7m，竣工圖紙高程為7.2m，沉降約0.5m；兩岸連接段靠閘室部分回填土竣工時(shí)頂高程為4.2m，現(xiàn)實(shí)測為3.3m左右，沉降量約0.8m；靠船建筑物板頂高程竣工時(shí)為4.05m，實(shí)測頂高程為3.58m，沉降約0.47m。②機(jī)架橋、排架柱混凝土碳化嚴(yán)重，混凝土保護(hù)層脫落、露筋、銹蝕，損壞嚴(yán)重，控制室房屋破損。③交通橋欄桿鋼筋銹蝕、斷裂，大梁及支墩混凝土碳化嚴(yán)重，混凝土脫落、露筋、銹蝕，橋面板后澆層剝落。④閘墩混凝土表面剝蝕嚴(yán)重，出現(xiàn)蜂窩麻面，部分保護(hù)層脫落。因此，急需對該船閘混凝土剝蝕面進(jìn)行加固處理，在保證防洪排澇和引水灌溉功能的前提下，確保永定新河左堤的防洪安全。

3 混凝土剝蝕面處理工程

由于本閘運(yùn)行已超過四十年，且永定新河建防潮閘前河道內(nèi)為海水，閘墩受SO42+腐蝕較為嚴(yán)重，另外閘墩受凍融及碳化影響亦使混凝土表面剝蝕嚴(yán)重，出現(xiàn)蜂窩麻面、裂縫及部分保護(hù)層脫落等現(xiàn)象。如不進(jìn)行加固治理必會加速混凝土中受力鋼筋銹蝕，影響閘的安全和使用。為安全考慮，本次加固將閘室、漸變段及消力池混凝土表面全部進(jìn)行鑿除，采用水泥基滲透結(jié)晶型產(chǎn)品對混凝土表面進(jìn)行處理。該產(chǎn)品可滲透入混凝土的毛細(xì)孔及微小裂縫內(nèi)產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的結(jié)晶體充填入混凝土內(nèi)，滲透深度較大，能使處理層與原混凝土很好的結(jié)合，另外該產(chǎn)品還具有防SO42+侵蝕和防碳化的功能。

用該產(chǎn)品對一般混凝土剝蝕面處理的具體措施為：

①混凝土表面鑿毛、打磨。為確保水泥基防水砂漿與基底混凝土具有良好的粘結(jié)，用鋼絲刷或噴砂方法清除表面浮層污物（有油漆或油脂污染部位用丙酮等有機(jī)溶液洗刷）。如基面松動，應(yīng)采用人工鑿毛方法，鑿掉破損的混凝土，使基底露出堅(jiān)硬、牢固的混凝土面，鑿毛必須徹底全面，按照設(shè)計(jì)深度（1.0cm）鑿除。如果鋼筋銹蝕外露，還應(yīng)對鋼筋表面進(jìn)行除銹，并涂刷鋼筋防銹劑。②飽和。對鑿除的混凝土表面，采用高壓水槍（采用飲用水）將碎屑、灰塵沖洗干凈，并連續(xù)、均勻地噴灑，使表層混凝土達(dá)到飽和狀態(tài)，且表面無明水。③在工作基面上涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，涂刷時(shí)應(yīng)均勻，不得有漏涂、流淌；④批抹水泥基滲透結(jié)晶型防水修補(bǔ)砂漿；⑤涂刷水泥基密封劑一層。

對蜂窩麻面及露筋處理，主要工藝如下：

①缺陷混凝土剔除：將缺陷部位松散混凝土鑿除，直至密實(shí)混凝土，四周鑿成垂直狀，應(yīng)鑿成方型或圓型，嚴(yán)禁形成鍋底形，有銳角的部位應(yīng)鑿除。鑿?fù)跁r(shí)應(yīng)避免造成周邊混凝土表面脫皮，鑿?fù)诘纳疃纫蛉毕菁芸盏纳疃榷?，混凝土部位原則上不小于3cm，在配鋼筋部位鑿?fù)跁r(shí)如鋼筋出露，應(yīng)鑿至鋼筋底面以下不小于5cm。

②銹蝕鋼筋處理：對鑿?fù)诔龅匿P蝕鋼筋進(jìn)行除銹防腐處理。

③打磨：對槽周圍10cm進(jìn)行打磨，打磨至露出混凝土堅(jiān)實(shí)面并不小于2mm。將槽內(nèi)及打磨面清洗干凈。

④回填水泥基防水砂漿：在槽內(nèi)混凝土飽和面干狀態(tài)下涂刷水泥基滲透結(jié)晶材料后用水泥基防水砂漿進(jìn)行回填修補(bǔ)。

水泥基防水材料指標(biāo)見下表。

4其他機(jī)架橋及排架柱拆除重建

現(xiàn)狀船閘控制室外墻框架柱保護(hù)層脫落、基礎(chǔ)承臺混凝土碳化露筋，外墻磚表面脫落、屋頂漏雨；現(xiàn)狀排架柱截面尺寸為300mm×400m，排架柱和橋面板混凝土保護(hù)層脫落嚴(yán)重，多處露筋。經(jīng)驗(yàn)算不滿足設(shè)計(jì)要求，已無維修必要，需進(jìn)行拆除重建處理。

新建排架柱共2榀，排架柱尺寸為2×500×400mm，雙柱凈距1300mm，排架柱高5.1m，頂部支座外設(shè)抗震擋，抗震擋高30cm。新建排架柱采用C30F200現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，排架柱與閘墩間采用Φ32錨筋與柱內(nèi)鋼筋連接，經(jīng)計(jì)算柱內(nèi)配置10Φ25鋼筋可滿足規(guī)范要求。

新建機(jī)架橋采用跨連續(xù)∏型梁結(jié)構(gòu)，采用C30F200混凝土現(xiàn)澆而成，機(jī)架橋長10.8m，寬4.00m，主梁寬300mm，高950 mm，梁凈距1700mm。機(jī)架橋上卷揚(yáng)啟閉機(jī)吊物孔尺寸為900×1000mm，孔邊順?biāo)鞣较蛟O(shè)200×600mm次梁與主梁相連。主梁兩側(cè)懸壁板寬850mm，板端厚100mm，根部厚150mm。經(jīng)計(jì)算單根主梁內(nèi)配置6Φ25鋼筋可滿足規(guī)范要求。

為操作檢修方便，啟閉機(jī)平臺上設(shè)啟閉機(jī)房，采用輕型彩鋼結(jié)構(gòu)。啟閉機(jī)控制臺設(shè)在啟閉機(jī)房內(nèi)。對原控制室進(jìn)行拆除，對控制室下承臺進(jìn)行維修加固，具體加固措施為：拆除原控制室，對承臺進(jìn)行鑿毛處理后在平臺上澆筑100mm厚C25W4F150混凝土一層，下設(shè)φ12@150鋼筋網(wǎng)一層。

5 結(jié)論

造甲城船閘已不再有通航要求，故加固該船閘只對船閘上閘首進(jìn)行維修加固，加固后可滿足永定新河防洪的要求，同時(shí)可滿足周邊農(nóng)田的灌溉和排瀝要求。其他存在的滲漏問題、閘門更換、變臺及控制設(shè)備老化等問題需盡快開展。