水利工程水閘閘墩補(bǔ)強(qiáng)加固及表面防護(hù)處理分析

陳新河

(江門市江新聯(lián)圍管理處，廣東 江門 529000)

0 引 言

水閘閘墩上出現(xiàn)裂縫是一個(gè)比較常見的問題，這些裂縫通常具有如下特點(diǎn)：大部分為豎向裂縫、裂縫長度長、貫通閘墩，并且裂縫處通常有析出物。大型裂縫的存在，會(huì)危機(jī)閘墩強(qiáng)度與穩(wěn)定性，還可能會(huì)因?yàn)檫^渡變形導(dǎo)致閘門無法開啟，因此，有關(guān)部門以及相關(guān)技術(shù)人員要重視閘墩裂縫處理，結(jié)合工程實(shí)際情況，做好裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固以及表面防護(hù)處理，這樣才能夠保障水電站整體安全與穩(wěn)定。

1 水利工程水閘閘墩補(bǔ)強(qiáng)加固措施

目前，水利工程水閘閘墩常見的補(bǔ)強(qiáng)加固措施具體灌漿封閉技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)以及外貼加固措施等，具體分析如下：

1.1 灌漿封閉技術(shù)

通過檢測(cè)分析可以發(fā)現(xiàn)，一些不危機(jī)閘墩強(qiáng)度與穩(wěn)定性的裂縫，為了可以有效保障橋墩穩(wěn)定性與可靠性，避免其出現(xiàn)碳化問題以及滲漏、溶蝕等危害，可以進(jìn)行有效的補(bǔ)強(qiáng)加固處理，補(bǔ)強(qiáng)加固要對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿填充，填充之后進(jìn)行表面封閉處理。閘墩屬于鋼筋混凝土構(gòu)件，因此，要避免碳化對(duì)混凝土的危害[1]。水閘閘墩表面一些裂縫，雖然表面看上去較淺，但是，如果裂縫內(nèi)出現(xiàn)了混凝土碳化問題，裂縫本身的深度加上混凝土碳化的深度，可以已經(jīng)超過了混凝土保護(hù)層厚度，從而對(duì)閘墩整體性能產(chǎn)生影響。此時(shí)，一旦雨水或者水庫中的水浸入到裂縫之中，則會(huì)加劇裂縫危害。

觀察閘墩裂縫，如果在裂縫位置出現(xiàn)了白色或者黃色的析出物，那么，就說明閘墩混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到損害，嚴(yán)重的話，可能鋼筋斷面已經(jīng)有所削弱，此時(shí)，就需要立即進(jìn)行維修和加固處理。但是，為了不影響閘墩外觀的整潔，要采取封閉處理，大部分的水閘閘墩在處理這類裂縫時(shí)，都采用這種方法，并且收到了非常好的效果。相對(duì)來水，閘墩屬于比較單薄的構(gòu)件，為了防止灌漿所帶來的負(fù)面影響，一般會(huì)選擇裂縫開度比較大的時(shí)候進(jìn)行灌漿，這樣可以控制灌漿處理后帶來的劈裂作用，避免其對(duì)橋墩產(chǎn)生傷害。

灌漿施工可以提升裂縫處理后的氣密性，也可以避免裂縫內(nèi)部混凝土碳化問題，降低了滲水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的危害性。但是，隨著閘墩周圍環(huán)境的變化以閘門的運(yùn)行，閘墩還會(huì)出現(xiàn)一些活縫，針對(duì)這些活縫的處理一般采用彈性較好的材料，這樣能夠更好的使用裂縫變化要求，處理效果更好，縫隙連接也更加牢固。

1.2 預(yù)應(yīng)力錨固

采用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)可以有效提升閘墩的穩(wěn)固性，一般來說，在裂縫大、承載力差的閘墩處理中使用，這種常見的補(bǔ)強(qiáng)加固處理，效果十分顯著。從施工原理的角度分析，從外部向裂縫施加壓力，可以促進(jìn)裂縫閉合，從而減少裂縫的寬度和深度，提升閘墩的剛性與穩(wěn)定性。施工技術(shù)人員首先根據(jù)閘墩裂縫情況進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和分析，綜合考慮預(yù)應(yīng)力損失情況后，在閘墩上不是錨索，對(duì)閘墩裂縫施加預(yù)應(yīng)力；完成預(yù)應(yīng)力錨固這個(gè)環(huán)節(jié)之后，為了能夠進(jìn)一步預(yù)防裂縫內(nèi)部鋼筋以及混凝土受到侵蝕，還需要進(jìn)行裂縫分類處理，灌漿施工中，要先進(jìn)行表面封閉處理，最后采取保護(hù)措施，進(jìn)一步加固，預(yù)應(yīng)力錨固加固措施效果好，能夠有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

1.3 黏鋼加固技術(shù)

這種補(bǔ)強(qiáng)加固方法，又被稱之為黏貼鋼板加固法，這是一種在裂縫位置黏貼鋼板，提升閘墩穩(wěn)定性的方法，一般來說，鋼板與混凝土構(gòu)件之間會(huì)采用良好的環(huán)氧類黏結(jié)劑進(jìn)行黏合，如此鋼板與混凝土?xí)蔀橐粋€(gè)整體，這樣的補(bǔ)強(qiáng)加固方法，可以達(dá)到明顯的加固效果。另外，黏鋼加固技術(shù)還可以與其他材料一同應(yīng)用增強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性，比如黏鋼貼布法，就是采用淺槽外黏條形鋼與外貼碳纖維布的方式相結(jié)合，從而達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固的目的。

總而言之，根據(jù)水利工程實(shí)際情況，施工技術(shù)人員會(huì)靈活選擇裂縫處理與加固措施，從整體上解決裂縫所帶來的危害與影響，大大提升水利工程整體穩(wěn)定性、安全性、可靠性。

2 水利工程水閘閘墩補(bǔ)強(qiáng)加固表面處理技術(shù)

文章以北街水閘樞紐工程為例，工程包括水閘和船閘兩部分，工程在最初施工設(shè)計(jì)時(shí)閘墩結(jié)構(gòu)只放置了水平方向、垂直方向的鋼筋，并沒有設(shè)置充足的扇形受拉鋼筋，為了能夠提升閘墩穩(wěn)定性與承載力，下文采用黏貼纖維補(bǔ)強(qiáng)加固的方式，對(duì)相應(yīng)部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，具體分析如下：

2.1 施工過程

首先要對(duì)閘墩裂縫進(jìn)行灌漿處理，灌漿完成之后進(jìn)行鋼條黏貼。施工人員根據(jù)實(shí)際情況，在牛腿周圍、頂面沿著牛腿的縱向黏貼碳纖維布，貼合要嚴(yán)密緊實(shí)；在牛腿的縱向下方位置，進(jìn)行碳纖維布黏貼，黏貼要貼滿根部，其邊緣要僅僅與閘墩面契合，在這個(gè)基礎(chǔ)上在閘墩表面黏貼鋼板條，同時(shí)進(jìn)行螺栓加固；混閘墩中部、以及邊墩采用鋼板條黏貼，混凝土與鋼板方向的空隙要使用黏結(jié)膠全部填滿，確保黏合牢固；在閘墩下游部分要采用纖維片材料進(jìn)行加固黏貼，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)閘墩的加固，如圖1所示為碳纖維布主要力學(xué)性能指標(biāo)[3]。

表1 碳纖維布主要力學(xué)性能指標(biāo)

2.2 表面防護(hù)處理

2.2.1 閘墩表面處理

在完成了黏貼加固施工之后，要對(duì)閘墩表面進(jìn)行科學(xué)、有效的處理，施工技術(shù)人員要觀察混凝土表面，將表面污漬、浮漿除去，之后在能夠進(jìn)行打磨，打磨要削去2-3cm的厚度，完全露出新面之后，去除新面粉粒；完成這部分處理之后，要對(duì)混凝土裂縫部位進(jìn)行灌漿，當(dāng)漿液達(dá)到一定強(qiáng)度后，才能夠有效提升混凝土強(qiáng)度。

2.2.2 鋼板黏結(jié)面除銹和粗糙處理

施工人員要使用專門的工具，將鋼板表面的砂塵除去，并使用砂布、砂輪進(jìn)行打磨，打磨要盡可能粗糙，打磨出一定問路之后，施工人員使用占了丙酮的脫脂棉將表面擦拭干凈。

2.2.3 閘墩卸荷

在進(jìn)行黏貼鋼板之前必須下落檢修門，這樣不僅保障施工安全，而且還可以釋放閘墩負(fù)荷。

2.2.4 配制黏結(jié)劑

黏黏劑使用要根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)選擇產(chǎn)品，并且，施工技術(shù)人員要一邊施工、一邊攪拌，這樣才能夠避免雜質(zhì)進(jìn)入到黏合劑中。

2.2.5 涂膠黏鋼板與固定

完成如上環(huán)節(jié)之后，就要進(jìn)入到鋼板黏貼固定的環(huán)節(jié)中，施工人員要將配置好的黏合劑涂抹在混凝土表面以及鋼板表面，厚度適中，之后要將鋼板黏貼在預(yù)先確定的位置上，進(jìn)行立面黏貼時(shí)，施工人員可以根據(jù)施工需求適當(dāng)涂抹一層脫蠟玻璃絲布，這樣可以有效方式黏合劑外流；完成如上步驟之后，施工人員就需要進(jìn)行鋼板固定，施工人員首先要使用夾具將黏貼好的鋼板夾緊，適當(dāng)增加壓力，已達(dá)到有效固定效果。

2.2.6 質(zhì)量檢測(cè)

在閘墩補(bǔ)強(qiáng)加固施工的每個(gè)環(huán)節(jié)，都需要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，因此，相關(guān)部門以及質(zhì)量檢測(cè)人員要針對(duì)每個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，做好工程驗(yàn)收工作，檢測(cè)過程中可以使用小錘等工具，對(duì)鋼板表面進(jìn)行敲擊，通過回聲來判斷黏合情況，如果出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象，則說明鋼板黏貼不緊實(shí)，此時(shí)就需要立即采取補(bǔ)救措施，從而確保補(bǔ)強(qiáng)加固施工效果。

3 結(jié) 語

水電站在長期運(yùn)行的過程中，會(huì)受到周圍環(huán)境因素的影響，尤其是水閘閘墩方面的加固與修復(fù)上要尤為關(guān)注。文章首先針對(duì)水閘閘墩補(bǔ)強(qiáng)加固措施進(jìn)行分析，在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)表面處理要點(diǎn)進(jìn)行了討論，旨在更好的助力于我國水利工程建設(shè)與發(fā)展。