摘要：病险水闸由于年久失修，存在的问题较多，为了提升水闸安全，需进一步对水闸安全度、水闸病害进行分析，然后针对存在的病害制定加固措施。文章以实际工程为例，对病险水闸除险加固措施进行了分析和探讨，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。
关键词：病险水闸；加固；除险加固
引言：
本文以实际工程为例，对工程存在的主要问题及其原因进行分析，总结了病险水闸除险加固内容，然后重点对病险水闸除险加固技术进行讨论，工程施工后满足了施工要求，提升了水闸安全。
1.工程概况
某地区水闸作为一处大型水闸。水闸距该地市区30Km。水闸闸址控制流域集雨面积1525Km2，多年平均降雨量达1450mm，河道干流长103Km，河道平均坡降约1.0‰。该水闸工程于1964年建成并投入使用，主要功能以灌溉为主，兼顾防洪、发电、航运等，原设计灌溉面积2333.3hm2，其中自流灌溉面积1866.67hm2，提水灌溉面积466.67hm2。电站装机500kw，设计年发电量380万kw·ｈ，实际年发电量150～280kw·h，是具有综合效益的水利工程。该水闸工程为Ⅱ等工程，规模为大型水闸，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。主要建筑物设计洪水重现期为30ａ，校核洪水重现期为100a。水闸主要由泄洪闸、闸坝和上下游堤防构成。水闸修建于50年代，经过长期运营出现了很多的安全隐患，需要对病险水闸进行除险加固。
2.工程存在的主要问题及其原因分析
2.1混凝土裂缝严重，结构破损老化
在本工程中，左侧和右侧的泄洪闸混凝土结构出现了裂缝。在水闸左岸和右岸的泄洪闸闸室内均出现了裂纹，并且在闸底板位置有孔洞存在，门槽也受到了严重的磨损，启闭台存在裂缝、孔洞和剥蚀等情况。
2.2闸坝混凝土结构裂缝破损严重
闸坝防渗面板位置脱落和破损的情况严重，在溢流面板上多处位置出现了渗漏和破损，并存在非常多的纵向、横向裂缝。而且裂缝主要分布在坝的底部和顶部，属于贯穿性裂缝，渗漏主要出现在破损和裂缝的位置。
2.3混凝土结构裂缝破损严重
在水闸导墙等位置出现了很多孔洞、裂缝和剥蚀的情况。
2.4闸基础存在闸基渗漏与绕坝渗漏
闸基础在河水长期浸泡下，白灰浆砌块石出现了崩散，在渗透水流的持续冲刷下，裂隙中的细颗粒被带走，裂隙越来越大，渗透量也随之增加，并出现了沉陷变形的情况，使坝体出现了开裂。此次勘察基本已经将闸基下闸体和基础面之间以及岩面上部渗透的空洞渗漏查明。
3.病险水闸除险加固内容
3.1泄洪闸段
根据泄洪闸段当前存在的问题，提出了下述改造措施：对启闭设备和泄洪闸闸门进行更换，采用卷扬机提升和弧形闸门进行启闭。将老化的消力池拆除，然后新建长26.43m，厚度为1m的消力池。使用钢筋混凝土进行浇筑，浆砌石海漫的厚度为0.8m，长度为28.0mｍ。使用高强硅粉钢筋纤维混凝土对排架、启闭机梁、底板等进行修补，并使用高分子聚合物砂浆处理闸墩表面。
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3.2闸坝段
拆除原闸坝进行重新修建，将原来的28扇叠搭式活动门改建为11孔7.0m×2.8m（长×高）平板钢闸门；在下游重建消力池长22.3m，浆砌石海漫护底厚0.8m，长30.1m；设工作桥，宽3.0m。
3.3加固左岸上游和下游堤防
使用高分子聚合物砂浆处理原左岸钢筋混凝土堤防工程。
3.4右岸
将右岸浆砌石护坡拆除，然后使用生态石垫进行护砌，砌筑厚度为50cm。
4.病险水闸除险加固技术
4.1泄洪闸闸墩加固技术
根据该工程闸墩存在的问题，决定使用聚合物砂浆修补闸墩。聚合物水泥砂浆作为近年来一种新型的修补材料，通过在水泥砂浆中掺入少量的有机聚合物，可以使水泥砂浆的各项性能得到显著的改善，与普通的水泥砂浆相比，其具有抗拉弹模低、抗拉强度高、耐腐蚀、耐磨、抗渗、抗冻等优点，具有良好的黏结性能，适用于因气蚀、碳化、冻融破坏等造成的表面剥蚀破坏、表层开裂等裂缝修补。具体施工工艺如下：处理表面→拌制ＰＥＡ砂浆→刷涂基液→ＰＥＡ砂浆抹面→养护。第一，处理基底。为了保证工程施工质量，需将涂刷面的杂物清除干净，然后使用高压水进行冲洗，为了保证基底和聚合物水泥砂浆保持良好的黏结性，从基液涂刷4h起，要持续保持槽面湿润，并使表面达到饱和面干的状态。第二，配制聚合物水泥砂浆[1]。在配置水泥砂浆聚合物时，需根据气温、材料以及施工要求的和易性，通过现场试验后将配合比确定出来，然后采用人工拌和的方法进行拌和施工，使乳液和水可以更好地混合，然后将其加入到砂和水泥中，并搅拌均匀。聚合物水泥砂浆拌和好以后要求在30～49min内使用完。第三，抹面施工。为了提高施工质量和修补层黏结强度，要求使用截面处理剂喷涂基底，当抹面厚度＞10mm时，要分层进行施工。
4.2泄洪闸闸底板处理方案
本工程泄洪闸底板存在破损和孔洞等问题，而且混凝土碳化量已超过了钢筋保护层的厚度，因此，需将闸墩、底板等已经碳化的混凝土凿除，然后使用高强度硅粉钢纤维混凝土材料进行修补。同时，钢纤维混凝土具有普通钢纤维混凝土和硅粉混凝土的优点，可显著提升混凝土的变形能力和力学强度，尤其是可以提升混凝土的抗磨蚀能力和抗冲击能力，可有效减少混凝土裂缝，降低混凝土冲刷。因此，本工程使用高强硅粉钢纤维混凝土作为修补材料。在进行施工时，首先要凿除疏松和碳化部分的混凝土，然后进行凿毛处理，并使用清水进行冲洗，冲洗完成后使用高强度硅粉钢纤维混凝土进行浇筑，浇筑完成后进行养护。人工将疏松和破损的混凝土凿除，凿除要全面彻底，为了不对混凝土造成破坏，要求凿除深度不能过大，表面凿除工作结束后[2]，需立即使用高压水枪进行冲洗，冲洗压力为4mpa以上。在进行混凝土浇筑前的2h，需使用净水进行均匀喷洒，持续养护28d以上。在进行施工时，要对粗细骨料中水的含量进行测定，每一个工作班要测定一次以上，一旦发现含水量出现了比较大的变化时，要提高观测次数，并根据观测结果对材料使用量和水量进行调整。钢纤维混凝土搅拌过程中，可以先将粗细骨料、钢纤维和水泥进行干拌，然后采用湿拌的方法进行拌和施工。钢纤维混凝土拌和物颜色要一致、均匀，不允许出现泌水、离析和钢纤维团结的情况。
4.3闸坝基础防渗处理方案
水闸坝基右岸坝肩使用高压旋喷灌浆处理措施进行处理，而对于左岸坝肩和闸基使用帷幕灌浆的方法进行处理。闸基帷幕灌浆孔使用单排孔灌浆措施进行施工，灌浆孔之间的间隔距离为2m，一共布置92个孔，孔底要深入到不透水层（q＝10lu）以下1m。闸基高压旋喷灌浆孔采用单排孔灌浆，灌浆孔之间的间隔距离为2.0m，一共布置35孔。右岸护坡高压旋喷灌浆孔采用单排孔进行灌浆，灌浆孔之间的间隔距离为1.5m，一共布置88孔，由于右岸堤防采用砾质、粉质黏土进行施工，因此要就近取土作为填土。
结论：
文章主要以某地区水闸实例，围绕病险水闸的加固内容及除险加固技术方面进行了详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值[3]。
参考文献：
[1]秦毅，顾群．全国病险水闸成因分析及加固的必要性[J].水利水电工程2017（2）：26－46，67，78．
[2]袁庚尧，余伦创．全国病险水闸除险加固专项规划综述[J].水利水电工程设计，2018（3）：6－9，64．
论文作者:姚逢春,陈彬,张涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/5
标签：水闸论文; 混凝土论文; 砂浆论文; 裂缝论文; 闸坝论文; 聚合物论文; 工程论文; 《防护工程》2019年第7期论文;