海水區(qū)水閘除險(xiǎn)加固技術(shù)探析

莊興

（福建省福清市過(guò)橋山墾區(qū)　　福清市　350300）

海水區(qū)水閘除險(xiǎn)加固技術(shù)探析

莊興

（福建省福清市過(guò)橋山墾區(qū)福清市350300）

水閘在沿海圍墾中是非常重要的水工建筑物，它在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，Ⅲ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)水閘的除險(xiǎn)加固尤為關(guān)鍵。文章在分析大范圍的水閘除險(xiǎn)加固工程的基礎(chǔ)上，針對(duì)過(guò)橋山墾區(qū)的水閘除險(xiǎn)加固工程做出具體的技術(shù)探討，以期對(duì)今后的海水區(qū)水閘除險(xiǎn)加固有一定的幫助作用。

過(guò)橋山墾區(qū)水閘除險(xiǎn)加固技術(shù)

過(guò)橋山墾區(qū)設(shè)水閘兩座，分東閘、西閘。東閘功能為擋潮、排洪，西閘功能為擋潮、排洪、納潮。本次除險(xiǎn)加固的西閘始建于1991年，過(guò)水凈寬34m，水閘原設(shè)計(jì)最大納潮量446m3/s，日納潮416萬(wàn)m3。

1 海水區(qū)水閘除險(xiǎn)加固工程技術(shù)措施

海水區(qū)水閘面臨病險(xiǎn)的原因很多，針對(duì)存在的問(wèn)題，需要從技術(shù)、材料以及工藝提升上加以考慮，從而提出相應(yīng)的工程技術(shù)措施。

（1）針對(duì)主體結(jié)構(gòu)完好，但是防洪標(biāo)準(zhǔn)、工程等級(jí)以及設(shè)計(jì)流量無(wú)法滿(mǎn)足要求的水閘，可以考慮保留原閘室，并按照工程的設(shè)計(jì)水位和規(guī)模，通過(guò)加高或者是增擴(kuò)閘孔的方式將過(guò)流能力提高，其余的設(shè)施進(jìn)行針對(duì)性的改造加固［1］。

（2）針對(duì)閘室整體穩(wěn)定性不足以及地基承載能力弱的問(wèn)題，可以按照地基土的基本性質(zhì)，通過(guò)振沖加密、灌漿等方式，將地基承載力提高。如果閘門(mén)受到不均勻沉降的影響，就可以利用壓密灌漿的方式，通過(guò)高壓濃漿將閘基和土體抬高，恢復(fù)其高程。

（3）針對(duì)兩岸和閘基滲流穩(wěn)定復(fù)核后不滿(mǎn)足要求的問(wèn)題，可以通過(guò)垂直防滲長(zhǎng)度和水平防滲的增加，或者是增設(shè)出逸段排水反濾等方式處理。

（4）如果水閘本身結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重，如鋼筋出現(xiàn)明顯的銹蝕、碳化深度大，威脅到結(jié)構(gòu)的安全，都需要拆除重建；如果只是局部的碳化，但是深度超出了鋼筋保護(hù)層，則需要將碳化層鑿出，處理鋼筋的銹蝕，然后按照結(jié)構(gòu)的需求和銹蝕的情況來(lái)加補(bǔ)鋼筋，并利用混凝土或者是高強(qiáng)度的砂漿進(jìn)行修補(bǔ)處理；如果是表面出現(xiàn)裂縫，可以先進(jìn)行表面的鑿槽，然后利用環(huán)氧砂漿、丙乳砂漿、預(yù)縮水泥砂漿等進(jìn)行修復(fù)。

（5）針對(duì)消能防沖設(shè)施不完善、出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p毀的水閘，要分析出現(xiàn)損毀的原因，然后恢復(fù)消能，進(jìn)行針對(duì)性的改造。對(duì)于消能防沖設(shè)施損毀而言，單寬流量設(shè)計(jì)過(guò)大是主要的原因。在單寬流量合理設(shè)計(jì)的前提下，可以通過(guò)寬度、長(zhǎng)度增加、擴(kuò)散角或者是叉排加設(shè)等方式，確保其能夠滿(mǎn)足防沖的要求。

（6）針對(duì)水閘的抗震強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足要求的水閘的問(wèn)題，可以增設(shè)樁基和防滲墻，避免地基出現(xiàn)失穩(wěn)的情況；軟土地基，可以利用樁基礎(chǔ)配合灌漿的方式進(jìn)行處理；如果涉及到結(jié)構(gòu)的安全，可以對(duì)上部結(jié)構(gòu)或者是閘室進(jìn)行改造，確保其滿(mǎn)足抗震要求［2］。

2 過(guò)橋山墾區(qū)水閘除險(xiǎn)加固任務(wù)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

過(guò)橋山墾區(qū)圍墾總面積1350hm2，其中灘涂面積870hm2，水域面積480hm2，保護(hù)面積2800hm2。過(guò)橋山西閘擔(dān)負(fù)擋潮、排洪、納潮重任。針對(duì)過(guò)橋山墾區(qū)西閘，應(yīng)該明確除險(xiǎn)加固的任務(wù)，然后依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)針對(duì)性的進(jìn)行水閘的除險(xiǎn)加固，以便滿(mǎn)足工程質(zhì)量和工期的要求，確保水閘本身安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.1除險(xiǎn)加固的任務(wù)

（1）更換過(guò)橋山西閘10扇閘門(mén)。采用耐腐蝕性強(qiáng)的鋼閘門(mén)，并對(duì)閘門(mén)及其他構(gòu)件進(jìn)行嚴(yán)格的防腐處理。

（2）拆除現(xiàn)有砌石閘墩，重建閘墩為C35海工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）拆除重建C35海工鋼筋混凝土閘室底板。（4）胸墻拆除，新建C35海工鋼筋混凝土胸墻。（5）內(nèi)港海漫沖毀處采用C35埋石混凝土進(jìn)行修復(fù)，并采用M10漿砌條石對(duì)海漫進(jìn)行延長(zhǎng)，避免海漫再次被海水沖毀。

（6）啟閉房進(jìn)行拆除重建，新建啟閉房混凝土標(biāo)號(hào)為C35。

（7）拆除交通橋及工作橋。新建橋梁為C35海工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2主體工程加固設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

過(guò)橋山墾區(qū)圍墾屬于大型圍墾，西閘位于過(guò)橋山海堤上，為中型水閘。依據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 265-2001）和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000），按攔河閘工程分等指標(biāo)，綜合考慮本工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物級(jí)別為4級(jí)，臨時(shí)建筑物級(jí)別為5級(jí)。水閘原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，擋潮標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇［3］。

2.3除險(xiǎn)加固的著重點(diǎn)

海水及近海環(huán)境下，氯離子的主要來(lái)源是海水和海風(fēng)攜帶的鹽霧。海水水面下的混凝土由于缺氧，鋼筋銹蝕發(fā)展極其緩慢；而在水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)供氧充分，并處于干濕交替狀態(tài)，混凝土表面氯離子可以通過(guò)多種方式進(jìn)入混凝土內(nèi)部，因此鋼筋銹蝕狀況最為嚴(yán)重。鹽霧區(qū)包括浪濺區(qū)、海洋大氣區(qū)及近海陸大氣區(qū)，在混凝土結(jié)構(gòu)表面積聚并浸入內(nèi)部，破壞混凝土結(jié)構(gòu)。從滿(mǎn)足耐久性的要求看，鹽霧區(qū)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響不可忽視［4］。過(guò)橋山西閘閘底板、消力池、內(nèi)海漫處于海水面下，閘墩和外海海漫處于水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)，閘室處于鹽霧區(qū)都使用高性能的C35海工混凝土，在施工中控制水灰比小于0.5，混凝土搗實(shí)有足夠的密實(shí)度，限制混凝土裂縫寬度小于0.15mm，鋼筋保護(hù)層厚度大于5cm，特別是箍筋的保護(hù)層厚度要達(dá)到要求。

大中型海水區(qū)水閘邊墩較高，開(kāi)挖時(shí)邊坡較緩，開(kāi)挖量大，同時(shí)增加了圍堰的長(zhǎng)度，加固回填時(shí)又要做防滲漏處理。邊墩拆除若采用邊墩后背加固的方法，可減少開(kāi)挖工程量，在水閘除險(xiǎn)加固中是切實(shí)可行的。過(guò)橋山西閘邊墩頂至底高差7.20m，邊墩的拆除采用邊墩后背固結(jié)灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以后，進(jìn)行人工配合機(jī)械拆除邊墩厚度為1.00m。固結(jié)灌漿伸入弱風(fēng)化凝灰?guī)r1m，灌漿孔直徑D=75mm，共布設(shè)3排孔，排距、孔距均為2m，呈梅花型布置，灌漿深度1.00m。灌漿壓力0.3MPa，水泥標(biāo)號(hào)為42.5普通硅酸鹽水泥，漿液采用水泥漿。

海水區(qū)閘門(mén)及啟閉設(shè)備的使用環(huán)境為沿海，海水腐蝕性強(qiáng)，需考慮金屬結(jié)構(gòu)在沿海環(huán)境的防腐蝕問(wèn)題。過(guò)橋山西閘工作閘門(mén)和檢修閘門(mén)門(mén)葉采用Q235B鋼噴鋁加涂耐海水涂料保護(hù)，門(mén)葉主要附件材料選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼；工作閘門(mén)門(mén)槽埋件材料選用STNi2Cr2CuRE合金鑄鐵，檢修閘門(mén)門(mén)槽埋件材料選用STNi2Cr2CuRE合金鑄鐵。工作閘門(mén)、檢修閘門(mén)的門(mén)葉及埋件外露部分在金屬熱噴涂前，應(yīng)對(duì)基體表面進(jìn)行除銹處理，在金屬表面預(yù)處理完成達(dá)到GB/T8923.1-2011涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)中規(guī)定的Sa2.5級(jí)后，進(jìn)行金屬熱噴涂金屬鋁，然后采用封閉層涂料及中間防銹漆封閉，外層涂長(zhǎng)效耐海水涂料保護(hù)。

3 結(jié)　語(yǔ)

總而言之，沿海海堤中水閘除險(xiǎn)加固會(huì)受到多方面因素的影響，在進(jìn)行海水區(qū)水閘除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的時(shí)候，就應(yīng)該考慮到海水區(qū)水閘工程的要求與特點(diǎn)，施工時(shí)間安排在非汛期和非臺(tái)風(fēng)高潮位期，做好相對(duì)應(yīng)位置的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)處理，同時(shí)與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的、成功的水閘除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)相互結(jié)合，彌補(bǔ)自身的缺陷，抓好工程建設(shè)質(zhì)量，使得水閘除險(xiǎn)加固技術(shù)能從根本上增加經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］秦毅，顧群.全國(guó)病險(xiǎn)水閘成因分析及加固的必要性［J］.水利水電工程設(shè)計(jì)，2010，（02）：25-26+38+55.

［2］盧振園，唐德善，朱春光.宿遷閘除險(xiǎn)加固工程影響評(píng)價(jià)［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011，（02）：42-44.

［3］王志強(qiáng)，尚恒勇.德州市病險(xiǎn)水閘存在的問(wèn)題及對(duì)策［J］.山東水利，2011，（03）：11-12.

［4］王冰，王命平，趙鐵軍.近海陸上鹽霧區(qū)的分區(qū)研究［C］.第五屆混凝土結(jié)構(gòu)耐久性科技論壇.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

莊興（1964-），男，福建福清人，大學(xué)專(zhuān)科，助理工程師，從事水利工程管理工作。

（2016-06-11）