2023年水闸病险灾害及加固工程要点分析.docx

2023年水闸病险灾难及加固工程要点分析 ［］针对赣抚平原灌区柴埠口水闸混凝土工程老化,剥蚀严峻,闸门止水损坏,排架裂缝、防浪墙不满足设计高程,底板厚度和海漫长度缺乏,闸基渗漏,船闸混凝土碳化等病害,结合水闸运行现状和工程特性,从进水闸布置方案,消能防冲设施补强,闸基防渗处理,船闸整体加固等几方面开展针对性的加固补强措施。加固方案在水闸地形地质适应性,工程投资经济型和施工便捷性方面取得了较好的平衡。除险加固工程实施后,可有效改善水闸在浇灌、节水、航运等方面的效益。 ［关键词］病险灾难；除险加固；柴埠口水闸 水闸广泛应用于农业浇灌、防洪排涝、城镇供水、航运发电等行业（1-2）。尽管我国建设了大量水闸发挥了显著的工程效益,但受限于建设年月和经济技术条件,很多工程运行多年后均消逝了不同程度的病害,突出表现在：结构损坏、防洪力量缺乏、建筑物老化、闸前淤积及相关设施失效。本文结合柴埠口水闸除险加固工程,分类分项探讨水闸存在的病害和实行的加固措施。 1工程概况 柴埠口水闸位于赣抚平原灌区,是一座以浇灌为主,兼顾发电、航运等综合利用的中型水闸,位于进贤县李渡镇柴埠口村四周,主要建筑物由进水闸、船闸组成,是抚东堤主要建筑物之一。工程建成以来,为赣抚平原灌区东总干渠供应农业浇灌用水发挥了巨大的社会效益。 2工程病险及加固措施 2.1进水闸病害及加固要点 进水闸存在的主要问题是：进水闸砼存在老化、裂缝、蜂窝麻面、露石露筋现象；进水闸上部排架裂缝,启闭梁预埋件锈蚀；进水闸消力池底板已消逝纵横裂缝和下沉现象,消力池深度、底板厚度及海漫长度不满足要求；进水闸下游两岸岸坡2023年汛期消逝泡泉渗漏险情,水闸根底存在渗漏隐患；进水闸启闭机房建设年月久远,墙体裂缝,屋面为砼预制板漏水严峻。2.1.1闸室混凝土由于进水闸闸室砼外表老化碳化较严峻,为提高进水闸闸墩外表的抗冲磨和抗老化性能,在混凝土外表喷一层2mm厚的聚脲弹性体抗冲磨材料对老混凝土进行疼惜,实施后需满足表1中参数指标。喷涂聚脲弹性体固化快,10s凝胶,10min到达步行强度。简洁曲面不流挂；停工期短,对温度和水分不敏感,施工时受环境温度、湿度影响小。具有优越的抗冲磨、防渗和抗腐蚀特性；撕裂强度大于50kN/m,抗冲磨强度到达C60硅粉混凝土的10倍以上,高速水流冲刷无脱落。聚脲弹性体补强由底涂、喷涂聚脲弹性涂料、脂肪族聚氨酯面层组成。2.1.2消能防冲设施现状消力池长度均满足要求,但深度及底板厚度不满足要求,海漫长度不满足要求。现状消力池底板裂缝,损毁严峻。因此设计对消力池进行撤除重建,池长24.0m,底板厚0.7m,池深1.0m。底板梅花形布置排水孔,孔、排距3m×3m。消力池后接15.0m长的干砌石海漫,干砌石厚300mm,下设150mm后的砂砾石垫层。 2.2闸基渗漏及处理 由于受当时施工技术限制,水闸成墙质量难以保证。高喷防渗墙轴线布置在上游混凝土铺盖上,未形成封闭,闸基存在渗漏的可能。且防渗墙左侧起于左岸岸坡,右侧止于右岸道路,长仅约65m,依据地勘资料防渗墙之外仍有中粗砂墙透水层,两侧存在绕渗隐患。同时,防渗墙布置在进水池上游侧,当抚河水位较高时,由于防渗墙后为砌石护坡亦存在沿坡面渗透的通道。且防渗墙已使用近30年,故在抚河发生特大洪水的汛期,进水闸下游两侧岸坡消逝泡泉险情,闸基存在渗透问题。2.2.1根底防渗处理方案拟定依据水闸设计标准闸基的防渗长度应满足：L=C8710;H（1）式中：L为闸基防渗长度,m；8710;H为上下游水头差,m,进水闸在设计洪水工况下,8710;H=11.2023m；C为允许渗径系数值,进水闸根底为中粗砂,C值取7。依据式（1）可知,假设接受水平铺盖防渗,防渗长度应不小于77.63m,铺盖过长且难以与坡面形成封闭的防渗体系,施工质量难以保证,故不予以考虑。依据本工程地质条件和目前较成熟且应用较为广泛的垂直防渗技术,本次加固设计防渗处理接受垂直防渗方案。2.2.2处理方案比选依据目前成墙技术,成墙工艺有高喷灌浆、射水造墙（射水法造砼防渗墙）、液压抓斗法等。由表2可知,虽然液压抓斗和射水造墙成墙造价较低,但是由于施工需要确定的施工场地,且防渗墙与建筑物形成封闭的防渗体系需撤除局部建筑物,待防渗墙实施后再对其重建,不但延长工期、增加施工难度,还增加工程投资。同时由于根底主要为中粗砂,液压抓斗和射水造墙施工有确定局限性。因此,结合工程地质条件和现场实际状况,从经济技术的角度动身,本阶段设计推举接受高喷灌浆防渗墙方案。2.2.3防渗加固设计进水闸根底接受高喷灌浆处理,摆喷,孔距1.2m。防渗墙起于进水闸左侧30m处的大路,止于进水闸右侧管理房围墙,防渗墙长85m。进水闸段高喷防渗墙布置在进水池砼底板上,与进水闸形成封闭的防渗体系。高喷灌浆防渗墙深化基岩0.5m,墙体抗压强度：R28≥5.0MPa；墙体渗透系数：K≤1.0×10-6cm/s。依据其他工程措施施工需要,进水闸上游将设施工围堰,围堰根底接受高喷灌浆防渗,下游亦设围堰。为避开上下游水位差对高喷防渗墙的影响,确保防渗墙质量,闸根底防渗墙应在围堰实施之后进行施工,同时施工期应对下游围堰内充水,确保上下游水位差把握在1.0m以内。 2.3船闸病害及加固要点 船闸位于进水闸右侧,属赣抚航道上的通航建筑物,同时兼有抗御抚河洪水任务。目前船闸闸墩及闸室砼老化、蜂窝麻面；启闭机房建设年月久远,墙体裂缝,屋面为砼预制板漏水严峻；人字门启闭设备陈旧、老化启闭机房裂缝,漏水；输水阀门及启闭设备不能正常工作。2.3.1混凝土补强由于船闸上下闸首外表碳化较深,砼外表老化碳化较严峻,为提高船闸上下闸首外表的抗冲磨和抗老化性能,在混凝土外表喷一层2mm厚的聚脲弹性体抗冲磨材料对老混凝土进行疼惜。2.3.2人字钢闸门、输水阀启闭机房4座人字钢闸门启闭机房以及输水阀启闭机房建于20世纪50年月,屋面为砼预制板。现状墙体裂缝、漏水严峻,设计对其撤除重建。启闭机房为砖混结构,房屋高5.1m,长8.2m,宽4.2m。 2.4平安监测设施 柴埠口水闸各建筑物无任何平安监测设施,水闸无水情、雨情测报设施,工程管理设施简陋,不能满足工程管理需要。本枢纽主要监测项目有：沉降及水平位移观测、水位及流量观测、扬压力观测。2.4.1沉降及水平位移观测水闸水平位移接受视准线法进行监测,进水闸闸墩各上设1个测点,共8个测点,在右岸布置一个工作基点和一个校核基点；船闸在上下闸首各闸墩上设1个测点,共4个测点,在船闸下闸首左岸布置一个工作基点和一个校核基点。合计观测基点12个,工作基点2个,校核基点2个。进水闸、船闸垂直位移接受精密水准法进行监测,各闸墩垂直位移监测点与水平位移监测点共用。在进水闸闸址上游四周地基稳固牢靠处,共布设2个水准基点。2.4.2水位及流量观测水位观测：在进水闸右岸闸前设1个,在下游流量观测断面岸边设1个；在船闸左岸上闸首闸前设1个,在下闸首下游流量观测断面岸边设1个；共计水位观测点4个。 3结语 基于柴埠口水闸各分局部项工程存在的险情,加固方案从混凝土补强、进水闸构件重建更换、闸基防渗、船闸处理及监测设施增补等方面完成了水闸整体除险加固设计,方案自始至终贯彻了环保、节省及经济等理念,从根本上解决了水闸存在的病险灾难,为赣抚平原灌区发挥更大的浇灌通航效益奠定了坚实根底。 参考文献 （1）邵杰,孙承坪,周路宝.大中型病险水闸的成因及除险加固措施分析（J）.水利规划与设计,2023（2）:112-115． （2）王绍玲.呼尔达河拦河水闸除险加固防渗设计分析（J）.水利技术监督,2023（3）:151-153． 张洪杰 单位：江西省赣抚平原水利工程管理局 6