水工高性能材料在水閘除險加固中的應用

李楠楠

摘 要：病險水閘主要存在防滲體系、混凝土老化破損等問題，嚴重影響了水閘安全和效益的發揮。本文通過對已竣工的水閘除險加固工程進行總結，對加固處理材料、特點、技術進行分析，并詳細闡述了加固處理方案；通過工程實際中的應用，證明水工高性能材料應用于水閘可以滿足傳統材料、傳統施工做法的效果，僅供參考。

關鍵詞：水閘；除險加固；水工高性能材料

中圖分類號：TV66 文獻標識碼：A

0.引言

水閘是為工農業灌溉供水、防洪、防潮、排澇等方面服務的重要基礎設施，在社會經濟發展中發揮著重要作用。我國水閘大多建于20世紀50～70年代，據不完全統計，目前我國水閘的病險比例高達2/3。對水閘存在的病險問題進行歸類分析成因，從水閘的作用及結構組成來說，主要分為以下幾種：防洪標準偏低；閘室和翼墻存在整體穩定問題；閘下消能防沖設施損壞；閘基和兩岸滲流破壞；建筑物結構老化損害嚴重；閘門銹蝕、啟閉設施和電氣設施老化；上、下游淤積及閘室磨蝕嚴重；水閘抗震不滿足規范要求等。

水閘防滲體系完好與否是關系水閘安全的關鍵，水閘防滲體系的破壞一般是由結構縫止水破損和建筑物結構本身出現裂縫引起。水閘防滲體系出現破損后，土基在滲流水流的作用下，容易產生滲流變形，特別是粉、細砂地基，在閘后易出現翻砂冒水現象，嚴重時會把閘基和兩岸掏空，引起水閘失穩、坍塌；同時水閘防滲體系損壞將影響水閘能否正常蓄水能力，造成水量滲漏損失，以致無法發揮灌溉。

本文主要針對引起水閘防滲體系破壞的病險問題，提出將水工高強度涂料TB砼寶膠應用于水閘結構縫止水修復及建筑物裂縫、混凝土剝蝕、破損及防腐、防碳化處理，通過3座中型水閘除險加固工程的應用與實踐證明，它也是一種既經濟又安全的除險加固措施。

1.工程概況及存在主要問題

1.1 工程概況

本文所述的除險加固方法主要應用于玉田縣大和平節制閘、豐潤區白官屯節制閘（舊）、豐潤區白官屯節制閘（新）等3座水閘除險加固工程：

（1）大和平節制閘位于唐山市玉田縣鴉鴻橋鎮大和平村西還鄉河主槽上，該閘于1977年底主體工程竣工；該閘為大和平灌區主要節制樞紐工程，在防汛、泄洪、抗旱及兩岸工農業用水等方面發揮了重要作用。

（2）白官屯節制閘（新）位于唐山市豐潤區白官屯村東還鄉河裁彎取直后的新河道，該閘興建于1978年。

（3）白官屯節制閘（舊）位于唐山市豐潤區白官屯村東還鄉河故道上，該閘興建于1970年，舊閘建成40年來，與白官屯節制閘（新）聯合運用，在控制白官屯灌區用水、泄洪等方面發揮了重要作用。

各水閘具體指標詳見表1。

1.2存在的主要問題

加固前，3座水閘在土建結構、金屬結構、電氣設備等方面均存在不同程度的破損情況；經水閘安全鑒定結論，3座水閘均為3類閘。

本文主要針對水閘混凝土結構存在問題加以敘述，各閘存在主要共性問題如下：

（1）混凝土結構縫止水老化破損嚴重。

（2）閘墩及底板混凝土表面剝蝕、碳化較重。

（3）機架橋及排架柱多處順筋豎向脹裂、剝落、露筋，鋼筋銹蝕嚴重；T梁混凝土多處剝落、露筋。

2.除險加固方案

2.1結構縫止水修復

水閘除險加固技術中采用了TB水工高性能涂料進行水閘結構縫止水修復，對結構縫兩側混凝土表面進行打磨清理后，涂刷水工高性能涂料。該方法可避免了傳統修復方式中將原混凝土結構大量鑿除，減少對原有結構擾動。通過在項目的混凝土結構中實踐檢驗，止水效果顯著。

2.2混凝土剝蝕、破損及防腐、防碳化處理

選用的修補材料為水工高性能涂料（TB-砼寶Ⅲ、砼寶膠及TB-砼寶Ⅰ型）；選用TB-B水工高性能涂料（面料）、TB-B水工高性能涂料（底料）涂刷混凝土表面。

3.施工工藝

3.1結構縫止水處理

（1）基面處理

①新澆筑混凝土伸縮縫先埋置橡膠止水帶，再做伸縮縫表面防滲止水處理。

②舊混凝土伸縮縫先將縫內1.5cm深的原有嵌縫材料清除干凈；然后用角磨機、切割機將縫內和縫兩側各25cm寬的混凝土徹底打磨并清除疏松薄弱層，露出混凝土的新基面，保證基面干凈、平整、堅實、順直；再將縫肩部位打磨成圓弧角狀且基面堅實。

（2）工藝流程

①在結構縫內先填充背襯材料閉孔聚酯泡沫板，填充密實，縫上口預留2cm寬×1.5cm深，嵌填TB-水工高性能涂料（配套膠），并與結構縫上口齊平。

②在伸縮縫表面，以縫為中心，均勻涂刷25cm寬TB-A水工高性能涂料（底料），兩小時后，24小時內，再涂刷第1遍TB-A水工高性能涂料（面料），表干后，再涂刷第2遍TB-A水工高性能涂料（面料），涂料和加筋布形成均勻一體，涂層表干后，再均勻涂刷第3遍TB-A水工高性能涂料（面料），涂層總厚度達到4mm。

③涂料終凝后，根據氣溫變化自然養護至少3天。

3.2混凝土剝蝕、破損修補

本工程采用“鑿舊補新”的方法對缺陷部位進行補強加固處理，選用的修補材料為水工高性能涂料（TB-砼寶Ⅲ、砼寶膠及TB-砼寶Ⅰ型）。

（1）工藝流程

打磨、除塵、清洗基面后，均勻刮抹TB-砼寶膠（底料）兩遍，然后均勻涂刷2遍TB-砼寶膠（面料），涂層總厚度2mm。自然養護3～7天，達到實干即可。

（2）基面清理標準要求

基層用電動打磨機打磨干凈，去掉混凝土表面的軟弱層及凸出物，使基層露出新茬，平整、堅固、無起砂。用高壓水槍將浮塵油污等物質沖洗掉，并充分濕潤基面，達到水飽和；若有凹陷處需用砼寶-Ⅲ型修補找平。

3.3混凝土表面防腐、防碳化

（1）工藝流程

打磨清理基面，高壓吹風機除塵。首先均勻涂刷1遍TB-B水工高性能涂料（底料），涂層不粘手后，均勻涂刮第1遍TB-B水工高性能涂料（面料），表干后，分兩層涂刮第2遍TB-B水工高性能涂料（面料），涂層總厚度1mm。涂料終凝后，自然養護至少兩天。

（2）注意事項

①陰陽角部位及節點需要粘貼加筋布，1布3涂，加強處理。

②水位線波動區上下1.5m范圍內涂層厚度最低不能小于2mm。

結論

以往水閘結構縫防滲止水修復多采用將現有混凝土鑿除重建的方式，施工工序復雜且造價高。通過將TB-水工高性能涂料應用于3座水閘結構縫止水修復、混凝土裂縫及破損修復、混凝土防碳化處理等工程實踐，成功地解決了傳統工藝中的弊端，為水閘除險加固提出新新的思路。

參考文獻

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