水閘除險(xiǎn)加固技術(shù)研究

張榮國+張緒亮+王金遠(yuǎn)

摘要：本文針對(duì)病險(xiǎn)水閘存在的問題，提出了加固改造的具體措施和方法。

關(guān)鍵詞：水閘；除險(xiǎn)加固

工程實(shí)踐表明，水閘除險(xiǎn)加固改造措施，對(duì)于有的水閘除險(xiǎn)加固改造是成功的，而對(duì)有的水閘除險(xiǎn)加固改造的效果則較差，這說明水閘的除險(xiǎn)加固改造措施的選擇，必須綜合考慮水閘工程的特殊性和技術(shù)措施的局限性及其適用范圍。具體水閘的除險(xiǎn)加固改造措施，應(yīng)根據(jù)水閘產(chǎn)生病害的部位、原因、工程地質(zhì)特點(diǎn)等，經(jīng)綜合分析后確定。

一、水閘除險(xiǎn)加固改造的內(nèi)容

水閘除險(xiǎn)加固改造的內(nèi)容，按照其部位可分為：地基與基礎(chǔ)工程加固、防滲與排水設(shè)施加固、消能與防護(hù)設(shè)施加固、岸邊墻與翼墻的加固、水閘主體閘室的加固、水閘混凝土工程加固、水工閘門的加固改造、水閘的凍害防治措施等。

二、水閘除險(xiǎn)加固改造的主要措施

在水閘工程除險(xiǎn)加固改造措施方面，針對(duì)病險(xiǎn)水閘的問題和原因，充分考慮新材料、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，提出以下水閘除險(xiǎn)加固改造措施和建議。

（一）對(duì)于工程等級(jí)、防洪標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)流量不滿足要求，但主體結(jié)構(gòu)基本完好的水閘：盡量考慮保留原閘室，按規(guī)劃批復(fù)的工程規(guī)模、工程等級(jí)、設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)水位、防洪標(biāo)準(zhǔn)，通過加高或增擴(kuò)閘孔來提高過流能力，其余附屬設(shè)施相應(yīng)進(jìn)行加固改造。

（二）對(duì)于閘室整體穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求、地基承載能力不足的水閘：可根據(jù)地基土體的性質(zhì)采用灌注式水泥砂漿或高壓噴射水泥灌漿、振動(dòng)沖擊加密等措施提高地基承載力。對(duì)已發(fā)生不均勻沉降而影響閘門運(yùn)行的，可采用壓密灌漿，用高壓濃漿液抬動(dòng)土體及水閘基礎(chǔ)，恢復(fù)閘底高程。對(duì)由于消能工程失效、產(chǎn)生溯源沖刷造成的水閘基礎(chǔ)淘空，需回填砂礫料，采用防滲墻圍封后進(jìn)行高壓噴射水泥灌漿，或拆除局部淘空部位結(jié)構(gòu)，回填處理再予以恢復(fù)。

（三）對(duì)于水閘基礎(chǔ)和兩岸滲流穩(wěn)定復(fù)核不滿足要求的水閘：可通過增加水平和垂直防滲長(zhǎng)度、修復(fù)或增設(shè)滲流段排水反濾設(shè)施等措施進(jìn)行處理。增加水平防滲長(zhǎng)度的方式主要為加長(zhǎng)上游防滲鋪蓋，修補(bǔ)上游防滲鋪蓋的裂縫和止水。增設(shè)垂直防滲的方式主要為補(bǔ)做或增設(shè)防滲帷幕，設(shè)置高壓噴射水泥防滲墻、攪拌樁水泥防滲墻、塑性黏土防滲墻等。對(duì)于地基脫空的情況，需采取水泥灌漿或黏土灌漿措施保證地基與底板緊密接觸，避免接觸滲流進(jìn)一步破壞。尤其對(duì)淤泥質(zhì)地基的樁基基礎(chǔ)應(yīng)定期監(jiān)測(cè)脫空情況，及時(shí)進(jìn)行灌漿處理。對(duì)于涵閘兩側(cè)的滲流破壞，應(yīng)改造上下游翼墻或在岸邊墻背后增設(shè)刺墻增大滲流斷面。

（四）對(duì)于結(jié)構(gòu)老化、混凝土碳化損害嚴(yán)重的水閘：如果是碳化深度過大、鋼筋銹蝕明顯且危及結(jié)構(gòu)安全的構(gòu)件，要拆除重建。如果局部碳化深度大于鋼筋保護(hù)層厚度或局部的疏松剝落，應(yīng)鑿除碳化層，對(duì)銹蝕嚴(yán)重的鋼筋進(jìn)行除銹處理，并根據(jù)銹蝕情況和結(jié)構(gòu)需要加補(bǔ)鋼筋，再采用高強(qiáng)砂漿或混凝土修補(bǔ)。如果碳化深度小于鋼筋保護(hù)層厚度，可采用高強(qiáng)砂漿或混凝土修補(bǔ)或用優(yōu)質(zhì)涂料封閉。對(duì)于表面裂縫，可以表面鑿槽，采用預(yù)縮水泥砂漿、丙乳砂漿、防水快凝砂漿或環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于有防滲要求的結(jié)構(gòu)或貫穿性裂縫，可采用鑿槽封閉、再鉆孔進(jìn)行水泥灌漿或化學(xué)灌漿的方法進(jìn)行處理。

（五）對(duì)于涵閘下游消能防沖刷設(shè)施不完善、損毀嚴(yán)重的水閘：要分析研究損毀的具體原因，有針對(duì)性地改造或恢復(fù)消能設(shè)施。設(shè)計(jì)單位寬度流量過大是消能防沖刷設(shè)施損毀的主要原因之一，在合理設(shè)計(jì)單位寬度流量的條件下，可加長(zhǎng)、加深閘后消力池，使水躍發(fā)生在消力池內(nèi)或在護(hù)坦（消力池）末端增設(shè)鋼筋混凝土防沖刷齒墻。修復(fù)下游沖毀的“海漫”和護(hù)坡，設(shè)置較深的防沖槽；增大海漫長(zhǎng)度、寬度、厚度、擴(kuò)散角或加設(shè)柳石枕、柴排等防沖設(shè)施，使其滿足消能防沖要求。

（六）對(duì)于河道淤積嚴(yán)重的水閘：應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及水工模型試驗(yàn)，合理設(shè)置擋沙、沖沙等設(shè)施，制定科學(xué)合理的引水沖沙、束水沖沙方式，或通過清淤減輕上、下游河道淤積。

（七）對(duì)于閘門銹蝕、啟閉機(jī)和電氣設(shè)施落后老化的水閘：可根據(jù)《水工鋼閘門和啟閉機(jī)安全檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（DL/T835-2003）、《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》（SL226-1998）進(jìn)行安全檢測(cè)后進(jìn)行更新改造，更換閘門、啟閉機(jī)和電器設(shè)施或予以報(bào)廢。

（八）對(duì)于水閘抗震不滿足規(guī)范要求的水閘：液化地基可設(shè)置防滲墻圍封和水泥粉噴樁基以及水泥灌漿，強(qiáng)化地基的整體穩(wěn)固性，防止地基失穩(wěn)。軟土震動(dòng)沉陷可采用樁基礎(chǔ)結(jié)合水泥灌漿加以處理。涉及建筑物結(jié)構(gòu)安全時(shí)，改造閘室及上部結(jié)構(gòu)型式，使其滿足抗震規(guī)范要求。

（九）對(duì)于管理設(shè)施不完善，安全監(jiān)測(cè)設(shè)施缺失等問題，應(yīng)根據(jù)水閘運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)要求，恢復(fù)或完善安全監(jiān)測(cè)、管理用房等必要的設(shè)備、設(shè)施，確保水閘安全運(yùn)行。

（作者單位：東營黃河河務(wù)局）