水工高性能材料在水閘除險加固中的應(yīng)用

李楠楠

摘 要：病險水閘主要存在防滲體系、混凝土老化破損等問題，嚴重影響了水閘安全和效益的發(fā)揮。本文通過對已竣工的水閘除險加固工程進行總結(jié)，對加固處理材料、特點、技術(shù)進行分析，并詳細闡述了加固處理方案；通過工程實際中的應(yīng)用，證明水工高性能材料應(yīng)用于水閘可以滿足傳統(tǒng)材料、傳統(tǒng)施工做法的效果，僅供參考。

關(guān)鍵詞：水閘；除險加固；水工高性能材料

中圖分類號：TV66 文獻標識碼：A

0.引言

水閘是為工農(nóng)業(yè)灌溉供水、防洪、防潮、排澇等方面服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。我國水閘大多建于20世紀50～70年代，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國水閘的病險比例高達2/3。對水閘存在的病險問題進行歸類分析成因，從水閘的作用及結(jié)構(gòu)組成來說，主要分為以下幾種：防洪標準偏低；閘室和翼墻存在整體穩(wěn)定問題；閘下消能防沖設(shè)施損壞；閘基和兩岸滲流破壞；建筑物結(jié)構(gòu)老化損害嚴重；閘門銹蝕、啟閉設(shè)施和電氣設(shè)施老化；上、下游淤積及閘室磨蝕嚴重；水閘抗震不滿足規(guī)范要求等。

水閘防滲體系完好與否是關(guān)系水閘安全的關(guān)鍵，水閘防滲體系的破壞一般是由結(jié)構(gòu)縫止水破損和建筑物結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)裂縫引起。水閘防滲體系出現(xiàn)破損后，土基在滲流水流的作用下，容易產(chǎn)生滲流變形，特別是粉、細砂地基，在閘后易出現(xiàn)翻砂冒水現(xiàn)象，嚴重時會把閘基和兩岸掏空，引起水閘失穩(wěn)、坍塌；同時水閘防滲體系損壞將影響水閘能否正常蓄水能力，造成水量滲漏損失，以致無法發(fā)揮灌溉。

本文主要針對引起水閘防滲體系破壞的病險問題，提出將水工高強度涂料TB砼寶膠應(yīng)用于水閘結(jié)構(gòu)縫止水修復(fù)及建筑物裂縫、混凝土剝蝕、破損及防腐、防碳化處理，通過3座中型水閘除險加固工程的應(yīng)用與實踐證明，它也是一種既經(jīng)濟又安全的除險加固措施。

1.工程概況及存在主要問題

1.1 工程概況

本文所述的除險加固方法主要應(yīng)用于玉田縣大和平節(jié)制閘、豐潤區(qū)白官屯節(jié)制閘（舊）、豐潤區(qū)白官屯節(jié)制閘（新）等3座水閘除險加固工程：

（1）大和平節(jié)制閘位于唐山市玉田縣鴉鴻橋鎮(zhèn)大和平村西還鄉(xiāng)河主槽上，該閘于1977年底主體工程竣工；該閘為大和平灌區(qū)主要節(jié)制樞紐工程，在防汛、泄洪、抗旱及兩岸工農(nóng)業(yè)用水等方面發(fā)揮了重要作用。

（2）白官屯節(jié)制閘（新）位于唐山市豐潤區(qū)白官屯村東還鄉(xiāng)河裁彎取直后的新河道，該閘興建于1978年。

（3）白官屯節(jié)制閘（舊）位于唐山市豐潤區(qū)白官屯村東還鄉(xiāng)河故道上，該閘興建于1970年，舊閘建成40年來，與白官屯節(jié)制閘（新）聯(lián)合運用，在控制白官屯灌區(qū)用水、泄洪等方面發(fā)揮了重要作用。

各水閘具體指標詳見表1。

1.2存在的主要問題

加固前，3座水閘在土建結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備等方面均存在不同程度的破損情況；經(jīng)水閘安全鑒定結(jié)論，3座水閘均為3類閘。

本文主要針對水閘混凝土結(jié)構(gòu)存在問題加以敘述，各閘存在主要共性問題如下：

（1）混凝土結(jié)構(gòu)縫止水老化破損嚴重。

（2）閘墩及底板混凝土表面剝蝕、碳化較重。

（3）機架橋及排架柱多處順筋豎向脹裂、剝落、露筋，鋼筋銹蝕嚴重；T梁混凝土多處剝落、露筋。

2.除險加固方案

2.1結(jié)構(gòu)縫止水修復(fù)

水閘除險加固技術(shù)中采用了TB水工高性能涂料進行水閘結(jié)構(gòu)縫止水修復(fù)，對結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)混凝土表面進行打磨清理后，涂刷水工高性能涂料。該方法可避免了傳統(tǒng)修復(fù)方式中將原混凝土結(jié)構(gòu)大量鑿除，減少對原有結(jié)構(gòu)擾動。通過在項目的混凝土結(jié)構(gòu)中實踐檢驗，止水效果顯著。

2.2混凝土剝蝕、破損及防腐、防碳化處理

選用的修補材料為水工高性能涂料（TB-砼寶Ⅲ、砼寶膠及TB-砼寶Ⅰ型）；選用TB-B水工高性能涂料（面料）、TB-B水工高性能涂料（底料）涂刷混凝土表面。

3.施工工藝

3.1結(jié)構(gòu)縫止水處理

（1）基面處理

①新澆筑混凝土伸縮縫先埋置橡膠止水帶，再做伸縮縫表面防滲止水處理。

②舊混凝土伸縮縫先將縫內(nèi)1.5cm深的原有嵌縫材料清除干凈；然后用角磨機、切割機將縫內(nèi)和縫兩側(cè)各25cm寬的混凝土徹底打磨并清除疏松薄弱層，露出混凝土的新基面，保證基面干凈、平整、堅實、順直；再將縫肩部位打磨成圓弧角狀且基面堅實。

（2）工藝流程

①在結(jié)構(gòu)縫內(nèi)先填充背襯材料閉孔聚酯泡沫板，填充密實，縫上口預(yù)留2cm寬×1.5cm深，嵌填TB-水工高性能涂料（配套膠），并與結(jié)構(gòu)縫上口齊平。

②在伸縮縫表面，以縫為中心，均勻涂刷25cm寬TB-A水工高性能涂料（底料），兩小時后，24小時內(nèi)，再涂刷第1遍TB-A水工高性能涂料（面料），表干后，再涂刷第2遍TB-A水工高性能涂料（面料），涂料和加筋布形成均勻一體，涂層表干后，再均勻涂刷第3遍TB-A水工高性能涂料（面料），涂層總厚度達到4mm。

③涂料終凝后，根據(jù)氣溫變化自然養(yǎng)護至少3天。

3.2混凝土剝蝕、破損修補

本工程采用“鑿舊補新”的方法對缺陷部位進行補強加固處理，選用的修補材料為水工高性能涂料（TB-砼寶Ⅲ、砼寶膠及TB-砼寶Ⅰ型）。

（1）工藝流程

打磨、除塵、清洗基面后，均勻刮抹TB-砼寶膠（底料）兩遍，然后均勻涂刷2遍TB-砼寶膠（面料），涂層總厚度2mm。自然養(yǎng)護3～7天，達到實干即可。

（2）基面清理標準要求

基層用電動打磨機打磨干凈，去掉混凝土表面的軟弱層及凸出物，使基層露出新茬，平整、堅固、無起砂。用高壓水槍將浮塵油污等物質(zhì)沖洗掉，并充分濕潤基面，達到水飽和；若有凹陷處需用砼寶-Ⅲ型修補找平。

3.3混凝土表面防腐、防碳化

（1）工藝流程

打磨清理基面，高壓吹風機除塵。首先均勻涂刷1遍TB-B水工高性能涂料（底料），涂層不粘手后，均勻涂刮第1遍TB-B水工高性能涂料（面料），表干后，分兩層涂刮第2遍TB-B水工高性能涂料（面料），涂層總厚度1mm。涂料終凝后，自然養(yǎng)護至少兩天。

（2）注意事項

①陰陽角部位及節(jié)點需要粘貼加筋布，1布3涂，加強處理。

②水位線波動區(qū)上下1.5m范圍內(nèi)涂層厚度最低不能小于2mm。

結(jié)論

以往水閘結(jié)構(gòu)縫防滲止水修復(fù)多采用將現(xiàn)有混凝土鑿除重建的方式，施工工序復(fù)雜且造價高。通過將TB-水工高性能涂料應(yīng)用于3座水閘結(jié)構(gòu)縫止水修復(fù)、混凝土裂縫及破損修復(fù)、混凝土防碳化處理等工程實踐，成功地解決了傳統(tǒng)工藝中的弊端，為水閘除險加固提出新新的思路。

參考文獻

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