水閘的損壞及修理方法綜述

王春燕，蔣春霞

(黑龍江省八五六農場水務局，黑龍江虎林 158418)

水閘的損壞及修理方法綜述

王春燕，蔣春霞

(黑龍江省八五六農場水務局，黑龍江虎林 158418)

水閘是除害興利的水利基礎設施，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，對水閘結構的維修方法分析，為有關部門提供一種科學合理的維修措施就顯得更加必要。

水閘;閘底板;胸墻;翼墻;損壞;修復方法

1 水閘的裂縫與修理

1.1 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，由于混凝土強度不足、溫差過大或施工質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生的裂縫，在裂縫修補前，首先應采取穩(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構，或拆除增設的交通橋等。此法適用于有條件進行卸載的水閘。另一種是加固地基，常用的方法是對地基進行補強灌漿，提高地基的承載能力。對于因混凝土強度不足或因施工質量而產生的裂縫，主要應對結構進行補強處理。

1.2 翼墻和槳砌石護坡的裂縫與修理

地基不均勻沉陷和墻后排水設備失效是造成冀墻裂縫的兩個主要原因。由于不均勻沉陷而產生的裂縫，首先應通過減荷穩(wěn)定地基，然后再對裂縫進行修補處理，因墻后排水設備失效，應先修復排水設施，再修補裂縫。漿砌石護坡裂縫常常是由于填土不實造成的，嚴重時應進行翻修。

1.3 護坦的裂縫與修理

護坦的裂縫產生的原因有：地基不均勻沉陷、溫度應力過大和底部排水失效等。因地基不均勻沉陷產生的裂縫，可待地基穩(wěn)定后，在縫上設止水，將裂縫改為沉陷縫。溫度裂縫可采取補強措施進行修補，底部排水失效，應先修復排水設備。

1.4 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象。裂縫的發(fā)展可使混凝土脫落、鋼筋銹蝕，使結構強度過早地喪失。順筋裂縫產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，結果導致海水直接接觸鋼筋而產生電化學反應，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，其施工過程為：沿縫鑿除保護層，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，在混凝土修補面上涂一層環(huán)氧膠，再填筑修補材料。

1.5 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)現許多細小裂縫，嚴重老化剝離。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保護膜破壞而開始生銹，混凝土膨脹形成裂縫。

此種病害應對銹蝕鋼筋除銹，銹蝕面積大的加設新筋，采用預縮砂漿并摻入阻銹劑進行加固。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。

2 消能防沖設施的破壞及處理

2.1 護坦和海漫的沖刷破壞及處理

護坦和海漫常因單寬流量大而發(fā)生沖刷破壞。對護坦因抗沖能力差而引起的沖刷破壞，可進行局部補強處理，必要時可增設一層鋼筋混凝上防護層，以提高護坦的抗沖能力。為防止因海漫破壞引起護坦基礎被淘空，可在護坦末端增設一道鋼筋混凝土防沖齒墻，見圖1。

圖1 鋼筋混凝土防沖齒墻

對于巖基水閘，在護坦末端設置鼻坎，將水流挑至遠處河床，以保證護坦的安全。對軟基水閘，在護坦的末端設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，增大過水斷面可保護海漫基礎不被淘空及減小水流對海漫的沖刷。

近年來，土工織物作為防沖保護和排水反濾的一種新型材料，已在大壩等水利工程中得到了越來越廣泛的應用。它具有抗拉強度高，整體連續(xù)性好;重量輕、抗腐、不霉變、儲運方便;質地柔軟，具有排水、防沖、加筋土體等功能;施工簡便、速度快、施工質量容易控制;工程抗老化、造價低等諸多優(yōu)越性。

2.2 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，當下游水深不夠，水躍不能發(fā)生在消力池內時，會引起河床的沖刷;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;水閘下游翼墻擴散角設計不當產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根據沖刷產生的原因來確定，可在流過水流的主流偏向的一邊修導水墻或丁壩，亦可通過改善冀堵擴散角以及加強運用管理等來處理河岸沖刷問題。

近年來土工織物在護岸工程中也得到了較多應用。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的鋼筋網作支托，將排體用尼龍繩固定在鋼筋網上，排體上面用塊石壓重。由于排體具有一定柔軟性，能適應水下地形變化而使護岸排體緊貼堤壩岸腳，因而形成了一層良好的保護層。工程完工后經受了多次洪水考驗，堤岸完好無損。

擋潮閘下游河道及出海口岸的岸坡、護坡的施工受到潮汛一天兩次漲落的影響，潮汛來時流速往往較大，給護坡加固施工帶來很大困難。近年來，土工織物模袋。混凝土作為一種新的護坡技術，在沿海地區(qū)已得到較多的應用。它具有可以直接在水下施工，無需修筑圍堰及施工排水;模袋混凝上灌注結束，就能經受較大流速的沖刷。機織模袋是用透水不透漿的高強度綿綸纖維織成，織物厚度大，強度高。流動混凝土或水泥砂漿依靠壓力在模袋內充脹成形，固化后形成高強度抗侵蝕的護坡。土壤和模袋之間不需另設反濾層。土工織物模袋形式見圖2。

圖2 土工織物模袋示意圖

3 氣蝕及磨損的處理

水閘產生氣蝕的部位一般在閘門周圍、水流脫離邊界產生過低負壓區(qū)而產生氣蝕。通氣、修補破壞部位等措施。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、流土會造成消能工的沉陷破壞。這種破壞產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行修復。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、加深或增設截水墻、下游設置送水濾層等。

5 閘門的防腐處理

5.1 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，保證安全運用，必須經常地予以保護。

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隔離，以免產生化學腐蝕或電化學腐蝕;另一種是設法供給適當的保護電能，使鋼結構表面積聚足夠的電子，成為一個整體明極而得到保護，即電化學保護。

鋼閘門不管采用哪種防腐措施，在具體實施過程中，首先都必須進行表面的處理。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。

5.2 鋼絲網水泥閘門的防腐處理

鋼絲網水泥是一種新型水工結構材料，它由若干層重疊的鋼絲網、澆筑高強度等級水泥砂槳而成。它具有重量輕、造價低、便于預制、彈性好、強度高、抗振性能好等優(yōu)點。完好無損的鋼絲網水泥結構，其鋼絲網與鋼筋被氫氧化鈣等堿性物質包圍著，鋼絲與鋼筋在氫氧化鈣堿性作用下生成氫氧化鐵保護膜保護網、筋，防止了網筋的銹蝕。因此，對鋼絲網水泥閘門必須使砂漿保護層完整無損。要達到這個要求，一般采用涂料保護。

鋼絲網水泥閘門在涂防腐涂料前也必須進行表面處理，一般可采用酸洗處理，使砂漿表面達到潔凈、干燥、輕度毛糙。

5.3 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，易于霉爛和蟲蛀，因此也需進行防腐處理。

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。處理前應將木材烤干，使防腐劑容易吸附和滲入木材體內。

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和漆、生桐油、瀝青等，以杜絕腐蝕的發(fā)生。

［1］孫琪琦.水閘安全檢測與評價［J］.河海大學，2006(04).

［2］胡曉.水閘震害調查與分析［J］.水力發(fā)電，2009(05).

TV66

B

1007-7596(2011)04-0291-02

2011-01-25

王春燕(1972-)，女，遼寧昌圖人，工程師;蔣春霞(1967-)，女，湖南湘陰人，工程師。