簡析豐潤區(qū)白官屯節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

（唐山市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，河北 唐山 063000）

簡析豐潤區(qū)白官屯節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

梁曉丹

（唐山市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，河北 唐山 063000）

本文以唐山市白官屯節(jié)制閘為研究案例，對(duì)工程概況進(jìn)行了介紹，研究了節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程的設(shè)計(jì)，探討了水閘存在的問題及其解決方案。

白官屯節(jié)制閘；問題；影響；除險(xiǎn)加固

一、基本情況

白官屯節(jié)制閘位于唐山市豐潤區(qū)白官屯村東還鄉(xiāng)河上，包括新、舊兩座節(jié)制閘。舊閘位于還鄉(xiāng)河故道，興建于1970年，現(xiàn)狀設(shè)9孔，閘孔凈寬4.0米。 1976年唐山大地震使該閘嚴(yán)重受損，不能正常運(yùn)用，1978年對(duì)其進(jìn)行了加固維修；1986年該閘閘基被局部淘空，且部分排水失效，1987年對(duì)該閘進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，加長上游鋪蓋、下游加強(qiáng)排水、并采取防沖措施。

二、水閘存在的主要問題

（一）土建工程

1 閘墩中下部混凝土剝蝕較重。

2 機(jī)架橋排架柱多處順筋豎向脹裂、剝落、露筋，鋼筋銹蝕嚴(yán)重。T梁混凝土多處剝落、露筋。

3 上游鋪蓋混凝土多處開裂。

4 漿砌石翼墻基本完整，局部砂漿脫落，多處豎向、斜向開裂。

5 陡槽段堰面混凝土5處縱向開裂，消力池下游側(cè)漿砌石翼墻自頂至底豎向開裂16處。

（二）閘門及啟閉設(shè)備

混凝土閘門下游面混凝土破損嚴(yán)重，止水壓板、吊耳、螺栓銹蝕嚴(yán)重，螺栓多處銹損。止水橡皮破損，部分缺失。止水墊木大多腐朽。啟閉設(shè)備陳舊老化，金屬結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重，個(gè)別齒輪斷齒，變速箱漏油。

（三）水閘加固處理措施和設(shè)計(jì)

1 閘底板、閘墩加固設(shè)計(jì)

經(jīng)分析、比較，對(duì)閘底板、閘墩加固采用丙乳砂漿抹面補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行處理，對(duì)閘墩常水位以上部位采用TB-Ⅱ砼寶進(jìn)行翻新和防碳化處理。

（1）丙乳砂漿抹面補(bǔ)強(qiáng)處理

①首先徹底清除受到剝蝕作用的疏松混凝土，然后鑿除至內(nèi)部新鮮完好混凝土面，以保證修補(bǔ)材料能與原混凝土基面獲得良好結(jié)合。②為使丙乳砂漿與原混凝土表面粘結(jié)牢固，防止砂漿層出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象，修補(bǔ)前需用高壓水沖洗原混凝土表面，將混凝土碎屑、雜物等清除干凈。③待表面風(fēng)干無明顯積水后分兩層修補(bǔ)，底層為丙乳凈漿，面層為丙乳砂漿。④丙乳砂漿修補(bǔ)完成后，于表面涂丙乳漿液封閉層。

（2）閘墩常水上部位混凝土翻新與防碳化處理

①閘墩常水以上部位所有保留的老混凝土基面進(jìn)行徹底清除，露出堅(jiān)實(shí)新基面，干凈無塵，無明水，無疏松混凝土；②將閘墩混凝土表面涂刮2遍TB-Ⅱ砼寶底料，再涂刷2遍TB-Ⅱ砼寶面料，使混凝土表面光滑，翻舊如新，增強(qiáng)老混凝土的耐久性。

2 鋪蓋加固設(shè)計(jì)

對(duì)舊閘陡槽段堰面混凝土采用“丙乳砂漿修補(bǔ)”方案進(jìn)行加固處理。具體做法是沿裂縫處鑿“V”形槽，槽頂寬約10cm，用壓縮空氣清掃槽內(nèi)殘?jiān)?，然后涂刷界面劑，在槽中填入丙乳砂漿。

3 防滲帷幕設(shè)計(jì)及布置

根據(jù)白官屯舊閘地質(zhì)資料分析，水閘地基土質(zhì)為細(xì)砂。由于管涌造成舊閘閘基局部掏空，部分排水時(shí)效。1987年對(duì)舊閘進(jìn)行維修加固，采取加長鋪蓋的措施，但效果并不理想，經(jīng)閘基抗?jié)B穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算，在閘上正常蓄水位，閘下無水時(shí)，閘基水平段滲流坡降為0.11＞[J]=0.07，出口段水力坡降為0.21＜[J]= 0.30，故不滿足抗?jié)B要求。故本次加固設(shè)計(jì)采取鋪蓋與垂直防滲相結(jié)合的措施，延長滲徑，阻斷側(cè)向繞流。舊閘垂直防滲帷幕距鋪蓋上游端2m，垂直水流方向延伸至邊墩以外10m，長63.2m，順?biāo)鞣较虻较掠蜗Τ匦逼露文┒?，長26.5m，采取高壓噴射灌漿法，漿體材料選用純水泥漿，形成寬1.0m，頂高程9.9m，底高程-5.1m的U字形防滲帷幕，帷幕滲透系數(shù)≤1.0×10-8m/s。

4 排架、機(jī)架橋以及交通橋重建與修復(fù)設(shè)計(jì)

機(jī)架橋主要功能為啟閉機(jī)提供工作平臺(tái)，將閘墩頂15.5m高程以上原結(jié)構(gòu)全部拆除重建。新建機(jī)架橋?yàn)門型梁結(jié)構(gòu)，長43.2m，由兩個(gè)T型梁組成，單個(gè)T型梁梁高50cm，梁寬20cm，上翼緣寬度110cm。混凝土等級(jí)為C30，鋼筋采用HPB235及HRB335。排架座落于閘墩墩頂，起止高程為15.5m至20m，為平面框架結(jié)構(gòu)，排架柱斷面尺寸為400×400mm，橫系梁尺寸為400×400mm，排架混凝土等級(jí)為C30，鋼筋采用HPB235及HRB335。交通橋結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，欄桿嚴(yán)重銹蝕，影響通行安全，因此擬對(duì)交通橋拆除重建。改建交通橋采用鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橋面板厚30cm，總寬5.5m。行車道兩側(cè)設(shè)護(hù)輪帶，護(hù)輪帶上設(shè)置防撞欄桿。滿足行人通行安全要求。

5 海漫、防沖槽改建與加固設(shè)計(jì)

經(jīng)復(fù)核舊閘海漫設(shè)計(jì)長度39.30m，原海漫長20m，海漫長度不滿足要求。根據(jù)復(fù)核計(jì)算結(jié)果，改建海漫長度取40m。舊閘坡度1∶33，干砌石結(jié)構(gòu)厚40cm，碎石砂墊層20cm。參照工程經(jīng)驗(yàn)，本工程設(shè)計(jì)防沖槽斷面為梯形槽，槽內(nèi)用塊石填充。上、下游邊坡取1：2，槽深2.5m，防沖槽底寬為5.0m，防沖槽斷面面積為16m2。

6 翼墻重建與加固設(shè)計(jì)

本次對(duì)舊閘漿砌石翼墻予以拆除重建，采用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻?；炷敛捎肅25F150鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻頂高程14.0～15.5m，墻底高程10.5～9.3m，擋土墻每隔10m設(shè)置一道結(jié)構(gòu)縫，接縫處設(shè)止水，止水采用651橡膠止水帶，兩側(cè)填充2cm厚聚乙烯閉孔泡沫板。

7 止水設(shè)計(jì)

更換新舊閘閘底板與消力池、防滲鋪蓋連接處以及防滲鋪蓋、消力池、縫墩分縫處的止水。具體做法是鑿除止水連接處砼，鑿除矩形槽深40cm，寬60cm。拆除上述原止水，更換651橡膠止水帶，縫里填充2cm厚聚乙烯閉孔泡沫板，并重新澆筑C30砼。

（四）工程投資及效益

本項(xiàng)目實(shí)施后，白官屯節(jié)制閘將充分發(fā)揮其蓄水供給灌溉的功能，將恢復(fù)其正常蓄水水位，對(duì)緩解白官屯灌區(qū)水資源供需矛盾起到一定的作用。估算年平均灌溉效益為150萬元。白官屯節(jié)制閘的除險(xiǎn)加固，可以提高工程的安全性，避免因?yàn)檩^大洪水破壞工程安全造成的損失。白官屯節(jié)制閘一旦失事，將影響到白官屯灌區(qū)的灌溉取水，同時(shí)也將對(duì)兩岸堤防的安全造成影響。估算因避免工程失事帶來的效益為174萬元。

[1]李繼業(yè)，等.水閘工程出險(xiǎn)加固技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013（03）.

[2]宋萬增，等.水閘安全鑒定技術(shù)指南[M].鄭州：黃河水利出版社，2009.

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