沿海地區(qū)擋潮閘綜合防護(hù)處理技術(shù)

江蘇省射陽(yáng)縣水利局五岸灌區(qū)供排水管理中心 戴慶紅

1 沿海地區(qū)擋潮閘建設(shè)技術(shù)簡(jiǎn)介

沿海擋潮閘是指建于沿海地段或河口附近，用來(lái)?yè)醭薄⑿畹⑿购椤⑴艥车乃l。漲潮時(shí)關(guān)閉閘門，防止潮水倒灌進(jìn)入河道，攔蓄內(nèi)河淡水，滿足引水、航運(yùn)等的需要。退潮時(shí)，潮水位低于河水位，開(kāi)啟閘門，可以泄洪、排澇、沖淤。擋潮閘具有雙向擋水，操作頻繁等特點(diǎn)。閘室一般采用胸墻式。當(dāng)兼有泄水和通航任務(wù)時(shí)，宜采用開(kāi)敞式。由于潮汐影響，閘門上承受強(qiáng)烈的涌潮沖擊力，故宜采用平面閘門。為盡量減少河道的進(jìn)潮量和淤積量，擋潮閘宜建于海岸穩(wěn)定的河口附近。因沿海一帶地基多為粉、細(xì)沙或淤泥質(zhì)粘性土，地基承載力小、壓縮性大、抗沖能力低、抗滑性能差、遇到地震容易液化等，為保證閘室和閘基的穩(wěn)定，防止地基產(chǎn)生較大沉陷或不均勻沉陷而影響閘室結(jié)構(gòu)安全，擋潮閘一般采用輕型結(jié)構(gòu)，并適當(dāng)延長(zhǎng)底板及鋪蓋的長(zhǎng)度。對(duì)松軟地基，需進(jìn)行加固處理。由于擋潮閘的閘下水位受潮汐影響，閘的孔徑需按過(guò)閘水流為非恒定流計(jì)算確定。大型擋潮閘的水力設(shè)計(jì)，應(yīng)做水力模型試驗(yàn)驗(yàn)證。擋潮閘下游比較普遍存在淤積問(wèn)題，由于沿海各地的潮汐類型及其挾沙能力，與河道的來(lái)水量及含沙量等各不相同，造成河口及海岸的淤積變化也不一樣，情況較為復(fù)雜，應(yīng)充分考慮采取妥善措施解決閘下淤積問(wèn)題。

過(guò)去由于對(duì)水工鋼筋混凝土工程的耐久性認(rèn)識(shí)不足，對(duì)混凝土的要求只注意到抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性能，對(duì)其強(qiáng)度要求一般為R140或R170，對(duì)抗?jié)B一般要求S4或S6，而對(duì)抗凍融性能只要求達(dá)到D50，在施工中一般也未摻用加氣劑或減水劑等外加劑。近年來(lái)我們對(duì)沿海擋潮閘進(jìn)行了全面調(diào)查，并以回彈儀測(cè)驗(yàn)了這些擋潮閘的混凝土強(qiáng)度，用酚酞試液測(cè)驗(yàn)了其碳化深度。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎每座擋潮閘都出現(xiàn)了諸如：工程老化、碳化嚴(yán)重，交通橋梁裂縫叢生，鋼筋裸露銹蝕，啟閉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，閘門銹蝕穿孔難以修復(fù)等問(wèn)題。因此，不得不進(jìn)行除險(xiǎn)改建。針對(duì)擋潮閘地處沿海的特點(diǎn)，改建設(shè)計(jì)以防止混凝土的碳化，防止混凝土在海洋環(huán)境中受氯離子的侵蝕，提高混凝土的防腐蝕性能，保證建筑物有更長(zhǎng)的耐久性為目的，采用了補(bǔ)償收縮砂漿噴涂、防腐蝕雙摻及鋼筋氣壓焊、綜合蓄熱法施工等多種新材料和新技術(shù)。

1.1 補(bǔ)償收縮水泥砂漿噴涂技術(shù)

1.1.1 補(bǔ)償收縮水泥砂漿的配合比

補(bǔ)償收縮水泥砂漿是在普通砂漿中摻加一種復(fù)合添加劑，使砂漿拌和物和易性、粘接強(qiáng)度大大改善，具有適度膨脹、補(bǔ)償收縮、高強(qiáng)度、高密實(shí)度、抗裂、抗碳化、抗氯離子滲透等優(yōu)點(diǎn)。其變形性能與基礎(chǔ)混凝土接近，是混凝土薄層修復(fù)的一種理想材料，本次改建工程對(duì)擋潮閘舊閘墩表面進(jìn)行了補(bǔ)償收縮砂漿噴涂處理。這種砂漿可人工壓抹進(jìn)行小面積修補(bǔ)，也可采用濕法噴射大面積施工。此外，水泥宜用525或425普通硅酸鹽水泥；砂子宜用質(zhì)地優(yōu)良的中砂，含泥量不得大于3%，云母含量不得大于2%，粒徑大于8mm的粗粒應(yīng)篩除；復(fù)合添加劑采用了早強(qiáng)性復(fù)合添加劑。

1.1.2 施工要點(diǎn)

基底處理：舊混凝土表面應(yīng)徹底鑿毛，混凝土內(nèi)鋼筋裸露銹蝕時(shí)應(yīng)鑿出銹蝕鋼筋，徹底除銹，因鋼筋銹蝕而污染變色的混凝土也應(yīng)鑿除，噴涂前一天將施工基面灑水濕潤(rùn)，達(dá)到飽和面干狀態(tài)。

砂漿拌和：按重量法稱料，砂漿拌和時(shí)間較常規(guī)增加60s。

噴涂施工：將拌好的砂漿運(yùn)至灰漿泵料斗的振動(dòng)篩上，篩除8mm以上粗粒，然后開(kāi)動(dòng)灰漿泵及空氣壓縮機(jī)，砂漿由灰漿泵通過(guò)輸送膠管由噴頭噴出，噴頭與噴射面距離20～30cm，噴射角度為70～80°，空壓機(jī)壓力要穩(wěn)定在0.6MPa左右，施工中應(yīng)注意，灰漿泵應(yīng)安裝在堅(jiān)實(shí)的地面上，膠管鋪設(shè)應(yīng)盡量減少拐彎并增大彎曲半徑，噴射砂漿前應(yīng)檢查機(jī)器各部位是否正常，并進(jìn)行泵送水試驗(yàn)或用泵送石灰膏進(jìn)行潤(rùn)管，噴射過(guò)程中應(yīng)盡量減少中停次數(shù)，當(dāng)修補(bǔ)厚度超過(guò)3cm時(shí)應(yīng)分兩層施工，第二層需待第一層八成干時(shí)施工，局部坑洞也應(yīng)提前抹砂漿處理，不宜一次噴涂太厚，工作完畢后，應(yīng)將泵內(nèi)外沖洗干凈，泵內(nèi)的沖洗采用泵送水的方法，即將料斗加滿水，開(kāi)啟灰漿泵使余料隨水排出。

抹面及養(yǎng)護(hù)：噴射完畢后應(yīng)及時(shí)抹面，工藝同普通砂漿，砂漿終凝后即應(yīng)噴霧養(yǎng)護(hù)24h，后改為噴水養(yǎng)護(hù)共計(jì)14d。

2 防腐蝕雙摻技術(shù)和外涂技術(shù)

2.1 雙摻技術(shù)

混凝土雙摻技術(shù)是在混凝土中摻用混合材料，如粉煤灰，同時(shí)摻用外加劑，通過(guò)增加混凝土的密實(shí)性和改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)來(lái)防止混凝土的碳化和防止混凝土在海洋環(huán)境中受氯離子的侵蝕，從而保障沿海擋潮閘在海洋環(huán)境中有更長(zhǎng)的耐久性。擋潮閘交通橋在海洋環(huán)境中僅經(jīng)過(guò)20多年的運(yùn)行即成為危橋，改建前檢測(cè)主梁平均混凝土強(qiáng)度13.5MPa，低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，平均碳化深度26.8mm，均大于鋼筋保護(hù)層厚度，梁體裂縫叢生，混凝土剝落嚴(yán)重，鋼筋裸露銹蝕，已危及交通安全。改建工程在交通橋和機(jī)架橋中采用了雙摻技術(shù)。

2.2 外涂技術(shù)

采用HZ902型環(huán)氧厚漿涂料，對(duì)交通橋及排架柱混凝土表面進(jìn)行了噴涂處理。施工中采用了高壓無(wú)氣噴涂新技術(shù)。高壓無(wú)氣噴涂是涂料涂裝的一項(xiàng)新技術(shù)，它以壓縮空氣作動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)高壓泵，利用高壓泵的汽缸和柱塞缸的面積差使涂料增壓至15～25MPa，然后通過(guò)特殊的噴嘴噴出，當(dāng)涂料噴到大氣中時(shí)，立即劇烈膨脹，霧化成微細(xì)顆粒的扇形氣流噴向結(jié)構(gòu)表面，由于柱塞缸內(nèi)無(wú)空氣交換，噴出的涂料中不含有空氣，故稱為高壓無(wú)氣噴涂。

3 UEA型混凝土膨脹劑的應(yīng)用

混凝土膨脹劑是在膨脹水泥基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的外加劑，它的主要作用是在水泥水化、硬化過(guò)程中使混凝土體積適量膨脹，從而彌補(bǔ)混凝土硬化過(guò)程中的體積收縮，起到抗裂防滲作用，本次擋潮閘改造工程，閘墩、閘底板均存在新舊混凝土垂直結(jié)合縫，為防止在新舊混凝土結(jié)合面由于新澆混凝土的收縮產(chǎn)生裂縫，在閘底板、閘墩混凝土中摻用了UEA型混凝土膨脹劑。

施工時(shí)須注意以下事項(xiàng)，（1）膨脹劑的摻量按內(nèi)摻法計(jì)算，即：摻量（%）＝膨脹劑／（水泥＋膨脹劑）×100%；（2）特別重視對(duì)老混凝土結(jié)合面的處理，應(yīng)預(yù)先去污、徹底鑿毛，在澆筑混凝土前24h灑水濕潤(rùn)達(dá)飽和面干狀態(tài)；（3）膨脹劑稱量應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，施工現(xiàn)場(chǎng)可加工固定體積的木盒稱量，以提高效率；（4）膨脹劑以干料與水泥等一起加入攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)；（5）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d，14d內(nèi)混凝土要經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài)；（6）膨脹劑要存放在干燥場(chǎng)所，切勿受潮，已受潮結(jié)塊的膨脹劑不得使用。