津唐運河造甲城船閘混凝土抹面修復處理措施

于朝霞

【摘要】造甲城船閘閘墩受凍融及碳化影響使混凝土表面剝蝕嚴重，出現蜂窩麻面、裂縫及部分保護層脫落等現象。處理措施為將閘室、漸變段及消力池混凝土表面全部進行鑿除，采用水泥基滲透結晶型產品對混凝土表面進行處理。

【關鍵詞】造甲城船閘 混凝土剝蝕 水泥基滲透處理

1船閘概況

為減輕永定河洪水對天津市區的威脅，1970年開挖了永定新河，永定新河于寧河縣造甲城和田辛莊之間橫穿津唐運河。為維持津唐運河的航運交通，1971年在永定新河南北兩岸分別修建了田辛莊船閘和造甲城船閘。至此，津唐運河田辛莊船閘至造甲城船閘段與永定新河平交，聯通了永定新河和潮白新河兩大水系，造甲船閘同時兼負寧河縣造甲城鎮和東麗區部分村莊農田的灌溉、排瀝任務。

造甲城船閘為100噸級船閘，設計流量80m3/s，位于永定新河左堤北側550m處，由上游閘和下游閘組成。上游閘為單孔鋼筋混凝土開敞式水閘，孔凈寬8.40m，底板高程-3.00m（黃海高程基準，下同）。閘門為升臥式平板鋼閘門，尺寸8.4m×7.9m，設QPQ-2×25t雙吊點電動卷揚啟閉機1臺。閘上交通橋橋面寬6.5m，按汽-13標準設計，橋面頂高程7.2m。該工程1971年12月竣工。

2 船閘現狀存在問題

造甲城船閘已運行四十多年，在通航、灌溉和防洪排瀝方面發揮了巨大的作用，但多年來未進行大的整修加固。該閘目前存在的主要問題為：①閘體及連接段整體沉降量較大。根據實測地形，造甲城閘上游閘閘室、上下游連接段、靠船建筑物及兩岸連接段均發生了不同程度的沉降。閘上交通橋實測高程為6.7m，竣工圖紙高程為7.2m，沉降約0.5m；兩岸連接段靠閘室部分回填土竣工時頂高程為4.2m，現實測為3.3m左右，沉降量約0.8m；靠船建筑物板頂高程竣工時為4.05m，實測頂高程為3.58m，沉降約0.47m。②機架橋、排架柱混凝土碳化嚴重，混凝土保護層脫落、露筋、銹蝕，損壞嚴重，控制室房屋破損。③交通橋欄桿鋼筋銹蝕、斷裂，大梁及支墩混凝土碳化嚴重，混凝土脫落、露筋、銹蝕，橋面板后澆層剝落。④閘墩混凝土表面剝蝕嚴重，出現蜂窩麻面，部分保護層脫落。因此，急需對該船閘混凝土剝蝕面進行加固處理，在保證防洪排澇和引水灌溉功能的前提下，確保永定新河左堤的防洪安全。

3 混凝土剝蝕面處理工程

由于本閘運行已超過四十年，且永定新河建防潮閘前河道內為海水，閘墩受SO42+腐蝕較為嚴重，另外閘墩受凍融及碳化影響亦使混凝土表面剝蝕嚴重，出現蜂窩麻面、裂縫及部分保護層脫落等現象。如不進行加固治理必會加速混凝土中受力鋼筋銹蝕，影響閘的安全和使用。為安全考慮，本次加固將閘室、漸變段及消力池混凝土表面全部進行鑿除，采用水泥基滲透結晶型產品對混凝土表面進行處理。該產品可滲透入混凝土的毛細孔及微小裂縫內產生數以億計的結晶體充填入混凝土內，滲透深度較大，能使處理層與原混凝土很好的結合，另外該產品還具有防SO42+侵蝕和防碳化的功能。

用該產品對一般混凝土剝蝕面處理的具體措施為：

①混凝土表面鑿毛、打磨。為確保水泥基防水砂漿與基底混凝土具有良好的粘結，用鋼絲刷或噴砂方法清除表面浮層污物（有油漆或油脂污染部位用丙酮等有機溶液洗刷）。如基面松動，應采用人工鑿毛方法，鑿掉破損的混凝土，使基底露出堅硬、牢固的混凝土面，鑿毛必須徹底全面，按照設計深度（1.0cm）鑿除。如果鋼筋銹蝕外露，還應對鋼筋表面進行除銹，并涂刷鋼筋防銹劑。②飽和。對鑿除的混凝土表面，采用高壓水槍（采用飲用水）將碎屑、灰塵沖洗干凈，并連續、均勻地噴灑，使表層混凝土達到飽和狀態，且表面無明水。③在工作基面上涂刷水泥基滲透結晶型防水材料，涂刷時應均勻，不得有漏涂、流淌；④批抹水泥基滲透結晶型防水修補砂漿；⑤涂刷水泥基密封劑一層。

對蜂窩麻面及露筋處理，主要工藝如下：

①缺陷混凝土剔除：將缺陷部位松散混凝土鑿除，直至密實混凝土，四周鑿成垂直狀，應鑿成方型或圓型，嚴禁形成鍋底形，有銳角的部位應鑿除。鑿挖時應避免造成周邊混凝土表面脫皮，鑿挖的深度因缺陷架空的深度而定，混凝土部位原則上不小于3cm，在配鋼筋部位鑿挖時如鋼筋出露，應鑿至鋼筋底面以下不小于5cm。

②銹蝕鋼筋處理：對鑿挖出的銹蝕鋼筋進行除銹防腐處理。

③打磨：對槽周圍10cm進行打磨，打磨至露出混凝土堅實面并不小于2mm。將槽內及打磨面清洗干凈。

④回填水泥基防水砂漿：在槽內混凝土飽和面干狀態下涂刷水泥基滲透結晶材料后用水泥基防水砂漿進行回填修補。

水泥基防水材料指標見下表。

4其他機架橋及排架柱拆除重建

現狀船閘控制室外墻框架柱保護層脫落、基礎承臺混凝土碳化露筋，外墻磚表面脫落、屋頂漏雨；現狀排架柱截面尺寸為300mm×400m，排架柱和橋面板混凝土保護層脫落嚴重，多處露筋。經驗算不滿足設計要求，已無維修必要，需進行拆除重建處理。

新建排架柱共2榀，排架柱尺寸為2×500×400mm，雙柱凈距1300mm，排架柱高5.1m，頂部支座外設抗震擋，抗震擋高30cm。新建排架柱采用C30F200現澆鋼筋混凝土結構，排架柱與閘墩間采用Φ32錨筋與柱內鋼筋連接，經計算柱內配置10Φ25鋼筋可滿足規范要求。

新建機架橋采用跨連續∏型梁結構，采用C30F200混凝土現澆而成，機架橋長10.8m，寬4.00m，主梁寬300mm，高950 mm，梁凈距1700mm。機架橋上卷揚啟閉機吊物孔尺寸為900×1000mm，孔邊順水流方向設200×600mm次梁與主梁相連。主梁兩側懸壁板寬850mm，板端厚100mm，根部厚150mm。經計算單根主梁內配置6Φ25鋼筋可滿足規范要求。

為操作檢修方便，啟閉機平臺上設啟閉機房，采用輕型彩鋼結構。啟閉機控制臺設在啟閉機房內。對原控制室進行拆除，對控制室下承臺進行維修加固，具體加固措施為：拆除原控制室，對承臺進行鑿毛處理后在平臺上澆筑100mm厚C25W4F150混凝土一層，下設φ12@150鋼筋網一層。

5 結論

造甲城船閘已不再有通航要求，故加固該船閘只對船閘上閘首進行維修加固，加固后可滿足永定新河防洪的要求，同時可滿足周邊農田的灌溉和排瀝要求。其他存在的滲漏問題、閘門更換、變臺及控制設備老化等問題需盡快開展。