蘇州長江口門水閘安全鑒定及病害處治

■葉小強，杜 玲，薛 錚

■1．蘇州市水利設計研究院有限公司，江蘇 蘇州 215004;2．蘇州市水利局，江蘇 蘇州 215004

蘇州地區長江沿線口門防洪閘多數建于1999年的長江江堤達標建設期，主要分布在太倉市、常熟市和張家港市三市，作為感潮閘均服役超過10年，并經歷了2005年0509號臺風“麥莎”及“農歷七月初三”天文大潮的雙重考驗［1］。為加強水閘安全管理、查明建筑物的實際工情、保障水閘安全運行，各水管單位均開展了水閘安全鑒定工作。

1 長江口門閘概述

1．1 太倉市口門概況

太倉水閘安全鑒定工作以楊林節制閘為代表，該閘建成于2003年6月，設計引水流量為220m3/s，排水流量為205m3/s，按六級航道設計。節制閘共3孔，總凈寬為20m(5+10+5m)，中孔為通航孔。閘室為鋼筋混凝土結構，其上下游設消力池、以及漿砌塊石護坦、干砌塊石護坦、防沖槽。上下游兩岸翼墻采用半重力式鋼筋混凝土擋土墻［2］。

1．2 常熟市口門概況

常熟水閘安全鑒定工作以耿涇閘為代表，該閘閘孔寬為6m，系C20鋼筋砼塢式結構，底板面高程0．5m，閘門采用升臥式平面鋼閘門，門頂高程7．4m，采用卷揚式啟閉機啟閉。閘頂上游設汽-20公路橋一座。上下游翼墻為砼半重力式擋土墻。地基土質為粉質壤土，采用天然地基［3］。

1．3 張家港市口門概況

張家港閘設計總凈寬40m，共5孔。基礎采用混凝土方樁復合基礎方式處理、混凝土板樁防滲，中間倒π型分離式底板，邊跨是連墻式底板。岸墻采用空箱式擋土墻。上下游設置消力池、灌砌石護坦。工作橋通航孔為π梁結構，泄水孔為T型梁結構。閘門采用平板鋼閘門，由卷揚式啟閉機啟閉。

2 現狀及安全檢測工程

水閘工程現狀調查分析主要包括水閘技術管理現狀、土工建筑物現狀、石工建筑物現狀及混凝土建筑物現狀。各水管單位分別委托了水利部基本建設工程質量檢測中心和揚州大學水建學院工程測試中心開展了現狀調查和現場檢測的工作，主要檢測成果見表1。

表1 水閘工程檢測成果一覽表

閘 口檢測結論張家港閘(1)閘墩、排架、交通橋、胸墻砼強度均滿足要求，碳化深度較小，一般在7mm～19mm之間，主要病害為閘墩撞損、露石、露筋嚴重。(2)啟閉機機架振動、噪音均達標，鋼閘門門體基本無銹蝕，鋼板防腐涂層良好。(3)電機三相電流、三相電壓不平衡度滿足規程要求;液壓油溫升符合要求。

由表可知，長江沿線閘口的混凝土質量基本完好，但表面均存在砼碳化、露石現象，尤其是通航孔受船只撞損嚴重;金屬結構防腐涂層保養到位、鋼構件銹蝕率在0．025～0．042mm/a之間;機電設備運轉正常，但部分水閘的零部件很難在市面采購、更換，導致零星小修和歲修難以跟進;下上游連接段河床基本無沖刷、局部有淤積。

3 病害特征及其處治

3．1 混凝土表面裂縫

對于大于0．10mm的裂縫，用EA改性環氧樹脂材料灌漿;小于0．10mm的裂縫宜用環氧封閉膠進行表面封閉。采用化學灌漿修補裂縫，一方面是靠粘結劑的粘接力將結構內部組織重新結合為整體，恢復應有的強度;另一方面阻斷空氣和水份進入梁體，避免腐蝕鋼筋和混凝土。

表3 EA改性環氧灌漿材料主要性能表

灌漿效果可采用兩種方法進行檢測，(1)灌漿效果直接檢測法，通入壓力水或壓縮空氣檢驗灌漿效果。其方法具體為:打檢查孔(孔徑32mm、孔深100～150mm)后進行單點法壓水，壓水檢查壓力位0．3MPa。在穩定壓力下，每隔3～5min測讀一次進水量，連續四次度數中最大值和最小值之差小于1ml/min，試驗壓水結束，取最終值為計算值，技術透水率(Lu)。合格標準為透水率不大于0．1Lu。(2)灌漿效果儀器法，用超聲波或鉆芯取樣來檢測。超聲波法檢測前后聲波速度的變化來確定灌漿密實度。鉆芯數量為灌漿裂縫總數的10%，沒條裂縫隨即抽取兩個芯樣，取樣深度為結構混凝土厚度，芯樣孔徑為48mm。芯樣可檢查裂縫填充的飽滿度，完整的芯樣可作粘結抗壓強度試驗，檢測粘結效果。

3．2 沉降縫破損止水

沉降縫止水破損主要是受船撞擊后拉拽脫落、以及表面瀝青老化無法適應不均勻沉降的錯縫。主要采取重做外層止水體系，鑿除原沉降縫表面瀝青，采用PUI密封膏進行止水密封，修補高程低于常水位。

PUI彈性密封膏是一種聚氨酯彈性密封防水材料，由含異氰酸酯基的聚氨酯予聚體為甲組份和含多羥基化合物、助劑和填料的乙組份組成。它具有優異的耐水、耐熱穩定性、抗凍(-45℃)及抗撓曲性能，是一種新型優質大壩嵌縫止水材料，被列為水利部八五重點推廣技術，經工程應用表明其施工工藝簡單，冷固化，液態施工，澆注入縫，可與自然干燥面粘結牢固，并且價格適中，防水抗滲性能優良，是混凝土建筑物變形縫的理想嵌縫材料。技術指標需滿足浸泡6個月抗拉強度為0．16MPa及伸長率不變的耐水性能、300～500%斷裂延伸率、1MPa壓力恒壓88h不透水的不透水性、大于0．2MPa的抗拉強度、大于0．2MPa粘結面不斷開的粘結強度、25～-45℃凍融循環100次性能不變。

3．3 通航孔砼鋼板護面

由于蘇州地區水上船運頻繁，通航孔砼表面受船只磨損嚴重，為在不斷航的條件下對其進行防護，建議采用粘貼玻璃鋼法，補強加固材料可選用環氧樹脂、聚酯樹脂等膠粘劑和玻璃絲布。粘鋼前混凝土表面應清刷干凈和保持干燥，用樹脂膩料找平;有較大裂縫或缺陷時應作灌漿處理，玻璃絲布必須除蠟，并用清水漂洗晾干，一次配制膠粘劑和膩料的數量不宜過多，做到隨配隨用;基面涂刷膠粘劑，粘貼玻璃絲布，粘貼層數不宜少于3層，各層應無氣泡、無折皺、密實平整;施工環境溫度宜在10～25℃，不應在溫度過高、過低或雨、霧天氣施工;施工結束后宜干燥養護不少于3天。

4 結論

蘇州地區沿線通江閘作為長江堤防的口門建筑物，常年遭受臺風和天文大潮的雙重考驗，通過水閘安全鑒定，評定口門閘的安全類別，對加強水閘安全管理、查明建筑物的實際工情、保障水閘安全運行均有關鍵作用，并采用新材料工藝對發現的砼缺陷或病害進行處治，保證正常運行。

［1］水閘安全鑒定規定 SL214-98［S］．北京:中國水利水電出版社，1998．

［2］柯敏勇，周棟，劉海祥，等．太倉市楊林節制閘工程安全鑒定報告［R］．南京:南京水利科學研究院，2011．

［3］葉小強，等．常熟市2011年度中小型水閘安全鑒定工程—耿涇閘安全鑒定報告［R］．蘇州:蘇州市水利設計研究院有限公司，2011．