水閘的損壞及修理方法綜述

蔣加鳴

摘要：水閘是除害興利的水利基礎(chǔ)設(shè)施，它在防洪、排澇、擋潮、灌溉、供水、環(huán)保等方面發(fā)揮重要作用。因此，對水閘結(jié)構(gòu)的維修方法分析，為有關(guān)部門提供一種科學(xué)合理的維修措施就顯得更加必要。

關(guān)鍵詞：水閘；閘底板；胸墻；翼墻；損壞； 修復(fù)方法

一、水閘的裂縫與修理

1.閘底板和胸墻的裂縫與修理

閘底板和胸墻的剛度比較小，適應(yīng)地基變形的能力較差。因此，很容易由于地基不均勻沉陷引起裂縫。另外，由于混凝土強(qiáng)度不足、溫差過大或施工質(zhì)量差等也容易引起閘底板和胸墻裂縫。由于地基不均勻沉陷產(chǎn)生的裂縫，在裂縫修補(bǔ)前，首先應(yīng)采取穩(wěn)定地基的措施。穩(wěn)定地基的一種方法是卸載，如將墻后填土的邊墩改為空箱結(jié)構(gòu)，或拆除增設(shè)的交通橋等。此法適用于有條件進(jìn)行卸載的水閘。另一種是加固地基，常用的方法是對地基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，提高地基的承載能力。對于因混凝土強(qiáng)度不足或因施工質(zhì)量而產(chǎn)生的裂縫，主要應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

2.翼墻和槳砌石護(hù)坡的裂縫與修理

地基不均勻沉陷和墻后排水設(shè)備失效是造成冀墻裂縫的兩個(gè)主要原因。由于不均勻沉陷而產(chǎn)生的裂縫，首先應(yīng)通過減荷穩(wěn)定地基，然后再對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，因墻后排水設(shè)備失效，應(yīng)先修復(fù)排水設(shè)施，再修補(bǔ)裂縫。漿砌石護(hù)坡裂縫常常是由于填土不實(shí)造成的，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)進(jìn)行翻修。

3.護(hù)坦的裂縫與修理

護(hù)坦的裂縫產(chǎn)生的原因有： 地基不均勻沉陷、溫度應(yīng)力過大和底部排水失效等。因地基不均勻沉陷產(chǎn)生的裂縫，可待地基穩(wěn)定后，在縫上設(shè)止水，將裂縫改為沉陷縫。溫度裂縫可采取補(bǔ)強(qiáng)措施進(jìn)行修補(bǔ)，底部排水失效，應(yīng)先修復(fù)排水設(shè)備。

4.鋼筋混凝土的順筋裂縫與修理

鋼筋混凝土的順筋裂縫是沿海地區(qū)擋潮閘普遍存在的一種病害現(xiàn)象。裂縫的發(fā)展可使混凝土脫落、鋼筋銹蝕，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過早地喪失。順筋裂縫產(chǎn)生的原因是海水滲入混凝土后，降低了混凝土堿度，使鋼筋表面的氧化膜遭到破壞，結(jié)果導(dǎo)致海水直接接觸鋼筋而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，使鋼筋銹蝕。銹蝕引起的體積膨脹致使混凝土順筋開裂。順筋裂縫的修補(bǔ)，其施工過程為： 沿縫鑿除保護(hù)層，再將鋼筋周圍的混凝土鑿除2 cm； 對鋼筋徹底除銹并清洗干凈；在鋼筋表面涂上一層環(huán)氧基液，在混凝土修補(bǔ)面上涂一層環(huán)氧膠，再填筑修補(bǔ)材料。

5.閘墩及工作橋裂縫與修理

我國早期建成的許多閘墩及工作橋，發(fā)現(xiàn)許多細(xì)小裂縫，嚴(yán)重老化剝離。其主要原因是混凝土的碳化。混凝土的碳化是指空氣中的CO2與水泥中Ca（ OH）2作用生成碳酸鈣和水，使混凝土的堿度降低，鋼筋表面的Ca（ OH）2保護(hù)膜破壞而開始生銹，混凝土膨脹形成裂縫。此種病害應(yīng)對銹蝕鋼筋除銹，銹蝕面積大的加設(shè)新筋，采用預(yù)縮砂漿并摻入阻銹劑進(jìn)行加固。混凝土的碳化，不僅在水閘中存在，在其他類型混凝土中同樣存在。碳化的原因是多方面的，提高混凝土抗碳化的能力的措施，尚待不斷完善。

二、消能防沖設(shè)施的破壞及處理

1.護(hù)坦和海漫的沖刷破壞及處理

護(hù)坦和海漫常因單寬流量大而發(fā)生沖刷破壞。對護(hù)坦因抗沖能力差而引起的沖刷破壞，可進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)處理，必要時(shí)可增設(shè)一層鋼筋混凝上防護(hù)層，以提高護(hù)坦的抗沖能力。為防止因海漫破壞引起護(hù)坦基礎(chǔ)被淘空，可在護(hù)坦末端增設(shè)一道鋼筋混凝土防沖齒墻。對于巖基水閘，在護(hù)坦末端設(shè)置鼻坎，將水流挑至遠(yuǎn)處河床，以保證護(hù)坦的安全。對軟基水閘，在護(hù)坦的末端設(shè)置尾檻可減小出池水流的底部流速，可減輕水流對海漫的沖刷； 降低海漫出口高程，增大過水?dāng)嗝婵杀Ｗo(hù)海漫基礎(chǔ)不被淘空及減小水流對海漫的沖刷。

2.下游河道及岸坎的破壞及修理

水閘下游河道及岸坡的沖刷原因較多，當(dāng)下游水深不夠，水躍不能發(fā)生在消力池內(nèi)時(shí)，會(huì)引起河床的沖刷； 上游河道的流態(tài)不良使過閘水流的主流偏向一邊。引起岸坡沖刷；水閘下游翼墻擴(kuò)散角設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生折沖水流也容易引起河道及岸坡的沖刷。

河床的沖刷破壞的處理可采用與海漫沖刷破壞大致相同的處理方法。河岸沖刷的處理方法應(yīng)根據(jù)沖刷產(chǎn)生的原因來確定，可在流過水流的主流偏向的一邊修導(dǎo)水墻或丁壩，亦可通過改善冀堵擴(kuò)散角以及加強(qiáng)運(yùn)用管理等來處理河岸沖刷問題。近年來土工織物在護(hù)岸工程中也得到了較多應(yīng)用。松花江哈爾濱老頭灣河段，因修建江橋，江堤迎流頂沖，低水位以下護(hù)底柴排屢遭破壞，年年維修加固。后采用D5 - 450 型土工織物作排體，沉放了1 600 m長的軟體排。排體下面用￠8 的鋼筋網(wǎng)作支托，將排體用尼龍繩固定在鋼筋網(wǎng)上，排體上面用塊石壓重。由于排體具有一定柔軟性，能適應(yīng)水下地形變化而使護(hù)岸排體緊貼堤壩岸腳，因而形成了一層良好的保護(hù)層。工程完工后經(jīng)受了多次洪水考驗(yàn)，堤岸完好無損。

3.氣蝕及磨損的處理

水閘產(chǎn)生氣蝕的部位一般在閘門周圍、水流脫離邊界產(chǎn)生過低負(fù)壓區(qū)而產(chǎn)生氣蝕。通氣、修補(bǔ)破壞部位等措施。消力檻、冀墻突變等部位，這些部位往往由于對氣油的處理可采取改善邊界輪廓、對低壓區(qū)通氣、修補(bǔ)破壞部位等措施。

4.砂土地基管涌、流土的處理

砂土地基上的水閘，地基發(fā)生的管涌、流土?xí)斐上芄さ某料萜茐?。這種破壞產(chǎn)生的主要原因是滲徑長度不足或下游反濾失效。因此，對沉陷破壞應(yīng)先采取措施防止地基發(fā)生管涌與流土，然后再對破壞部位進(jìn)行修復(fù)。防止地基發(fā)生管涌與流土的措施有； 加長或加厚上游藏土鋪蓋、加深或增設(shè)截水墻、下游設(shè)置送水濾層等。

5.閘門的防腐處理

（一）鋼閘門的防腐處理

鋼閘門常在水中或干濕交替的環(huán)境中工作，極易發(fā)生腐蝕，加速其破壞，引起事故。為了延長鋼閘門的使用年限，保證安全運(yùn)用，必須經(jīng)常地予以保護(hù)。鋼閘門防腐蝕措施主要有兩種： 一種是在鋼閘門表面涂上覆蓋層，借以把鋼材母體與氧或電解質(zhì)隔離，以免產(chǎn)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕； 另一種是設(shè)法供給適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)電能，使鋼結(jié)構(gòu)表面積聚足夠的電子，成為一個(gè)整體明極而得到保護(hù)，即電化學(xué)保護(hù)。鋼閘門不管采用哪種防腐措施，在具體實(shí)施過程中，首先都必須進(jìn)行表面的處理。表面處理就是清除鋼閘門表面的氧化皮、鐵銹、焊渣、油污、舊漆及其他污物。經(jīng)過處理的鋼閘門要求表面無油脂、無污物、無灰塵、無銹蝕、表面干燥、無失效的舊漆等。

（二）鋼絲網(wǎng)水泥閘門的防腐處理

鋼絲網(wǎng)水泥是一種新型水工結(jié)構(gòu)材料，它由若干層重疊的鋼絲網(wǎng)、澆筑高強(qiáng)度等級水泥砂槳而成。它具有重量輕、造價(jià)低、便于預(yù)制、彈性好、強(qiáng)度高、抗振性能好等優(yōu)點(diǎn)。完好無損的鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)，其鋼絲網(wǎng)與鋼筋被氫氧化鈣等堿性物質(zhì)包圍著，鋼絲與鋼筋在氫氧化鈣堿性作用下生成氫氧化鐵保護(hù)膜保護(hù)網(wǎng)、筋，防止了網(wǎng)筋的銹蝕。

（三）木閘門的防腐處理

在水利工程中，一些中小型閘門常用木閘門，木閘門在陰暗潮濕或干濕交替的環(huán)境中工作，易于霉?fàn)€和蟲蛀，因此也需進(jìn)行防腐處理。木閘門常用的防腐劑有氟化鈉、硼鉻合劑、硼酣合劑，銅镕合劑等。作用在于毒殺微生物與菌類，達(dá)到防止木材腐蝕的目的。施工方法有涂刷法、浸泡法、熱浸法等。處理前應(yīng)將木材烤干，使防腐劑容易吸附和滲入木材體內(nèi)。木閘門通過防腐劑處理以后，為了徹底封閉木材空隙，隔絕木材與外界的接觸，常在木閘門表面涂上油性調(diào)和漆、生桐油、瀝青等，以杜絕腐蝕的發(fā)生。

結(jié)束語

水閘作為水利工程中的重點(diǎn)建筑物工程，其施工管理應(yīng)該得到足夠的重視，只有對水閘的損壞進(jìn)行及時(shí)的修理，才能對工程的安全性以及運(yùn)行起到十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]孫琪琦. 水閘安全檢測與評價(jià)[J]. 河海大學(xué)，2013（ 04） .

[2]王貽森，李文輝，申俊華.水閘工程施工質(zhì)量管理[J].河南水利與南水北調(diào)，2010