长江口门闸的病害特征及其处治

　　苏州地区长江沿线口门防洪闸多数建于 1999 年的长江江堤达标建设期，主要分布在太仓市、常熟市和张家港市三市，作为感潮闸均服役超过10 年，并经历了2005 年0509 号台风“麦莎”及“农历七月初三”天文大潮的双重考验［1］。为加强水闸安全管理、查明建筑物的实际工情、保障水闸安全运行，各水管单位均开展了水闸安全鉴定工作。

　　1 长江口门闸概述

　　1． 1 太仓市口门概况

　　太仓水闸安全鉴定工作以杨林节制闸为代表，该闸建成于 2003 年6 月，设计引水流量为 220m3/ s，排水流量为 205m3/ s，按六级航道设计。节制闸共 3 孔，总净宽为 20m( 5 +10 +5m) ，中孔为通航孔。闸室为钢筋混凝土结构，其上下游设消力池、以及浆砌块石护坦、干砌块石护坦、防冲槽。上下游两岸翼墙采用半重力式钢筋混凝土挡土墙［2］。

　　1． 2 常熟市口门概况

　　常熟水闸安全鉴定工作以耿泾闸为代表，该闸闸孔宽为6m，系 C20 钢筋砼坞式结构，底板面高程 0.5m，闸门采用升卧式平面钢闸门，门顶高程7. 4m，采用卷扬式启闭机启闭。闸顶上游设汽 － 20 公路桥一座。上下游翼墙为砼半重力式挡土墙。地基土质为粉质壤土，采用天然地基［3］。

　　1． 3 张家港市口门概况

　　张家港闸设计总净宽 40m，共 5 孔。基础采用混凝土方桩复合基础方式处理、混凝土板桩防渗，中间倒 π 型分离式底板，边跨是连墙式底板。岸墙采用空箱式挡土墙。上下游设置消力池、灌砌石护坦。工作桥通航孔为 π 梁结构，泄水孔为 T 型梁结构。闸门采用平板钢闸门，由卷扬式启闭机启闭。

　　2 现状及安全检测工程

　　水闸工程现状调查分析主要包括水闸技术管理现状、土工建筑物现状、石工建筑物现状及混凝土建筑物现状。各水管单位分别委托了水利部基本建设工程质量检测中心和扬州大学水建学院工程测试中心开展了现状调查和现场检测的工作，主要检测成果见表 1。

　　由表可知，长江沿线闸口的混凝土质量基本完好，但表面均存在砼碳化、露石现象，尤其是通航孔受船只撞损严重; 金属结构防腐涂层保养到位、钢构件锈蚀率在0. 025 ～0. 042mm/a 之间; 机电设备运转正常，但部分水闸的零部件很难在市面采购、更换，导致零星小修和岁修难以跟进; 下上游连接段河床基本无冲刷、局部有淤积。

　　3 病害特征及其处治

　　3． 1 混凝土表面裂缝

　　对于大于 0. 10mm 的裂缝，用 EA 改性环氧树脂材料灌浆; 小于0. 10mm 的裂缝宜用环氧封闭胶进行表面封闭。采用化学灌浆修补裂缝，一方面是靠粘结剂的粘接力将结构内部组织重新结合为整体，恢复应有的强度; 另一方面阻断空气和水份进入梁体，避免腐蚀钢筋和混凝土。

　　灌浆效果可采用两种方法进行检测，( 1) 灌浆效果直接检测法，通入压力水或压缩空气检验灌浆效果。其方法具体为: 打检查孔( 孔径32mm、孔深 100 ～ 150mm ) 后进行单点法压水，压水检查压力 位0. 3MPa。在稳定压力下，每隔 3 ～ 5min 测读一次进水量，连续四次度数中最大值和最小值之差小于 1ml/min，试验压水结束，取最终值为计算值，技术透水率( Lu) 。合格标准为透水率不大于 0. 1Lu。( 2) 灌浆效果仪器法，用超声波或钻芯取样来检测。超声波法检测前后声波速度的变化来确定灌浆密实度。钻芯数量为灌浆裂缝总数的 10%，没条裂缝随即抽取两个芯样，取样深度为结构混凝土厚度，芯样孔径为 48mm。芯样可检查裂缝填充的饱满度，完整的芯样可作粘结抗压强度试验，检测粘结效果。

　　3． 2 沉降缝破损止水

　　沉降缝止水破损主要是受船撞击后拉拽脱落、以及表面沥青老化无法适应不均匀沉降的错缝。主要采取重做外层止水体系，凿除原沉降缝表面沥青，采用 PUI 密封膏进行止水密封，修补高程低于常水位。PUI 弹性密封膏是一种聚氨酯弹性密封防水材料，由含异氰酸酯基的聚氨酯予聚体为甲组份和含多羟基化合物、助剂和填料的乙组份组成。它具有优异的耐水、耐热稳定性、抗冻( － 45℃) 及抗挠曲性能，是一种新型优质大坝嵌缝止水材料，被列为水利部八五重点推广技术，经工程应用表明其施工工艺简单，冷固化，液态施工，浇注入缝，可与自然干燥面粘结牢固，并且价格适中，防水抗渗性能优良，是混凝土建筑物变形缝的理想嵌缝材料。技术指标需满足浸泡 6 个月抗拉强度为0. 16MPa 及伸长率不变的耐水性能、300 ～ 500% 断裂延伸率、1MPa 压力恒压 88h 不透水的不透水性、大于 0. 2MPa 的抗拉强度、大于 0. 2MPa粘结面不断开的粘结强度、25 ～ －45℃冻融循环 100 次性能不变。

　　3． 3 通航孔砼钢板护面

　　由于苏州地区水上船运频繁，通航孔砼表面受船只磨损严重，为在不断航的条件下对其进行防护，建议采用粘贴玻璃钢法，补强加固材料可选用环氧树脂、聚酯树脂等胶粘剂和玻璃丝布。粘钢前混凝土表面应清刷干净和保持干燥，用树脂腻料找平; 有较大裂缝或缺陷时应作灌浆处理，玻璃丝布必须除蜡，并用清水漂洗晾干，一次配制胶粘剂和腻料的数量不宜过多，做到随配随用; 基面涂刷胶粘剂，粘贴玻璃丝布，粘贴层数不宜少于 3 层，各层应无气泡、无折皱、密实平整; 施工环境温度宜在 10 ～25℃，不应在温度过高、过低或雨、雾天气施工; 施工结束后宜干燥养护不少于 3 天。

　　4 结论

　　苏州地区沿线通江闸作为长江堤防的口门建筑物，常年遭受台风和天文大潮的双重考验，通过水闸安全鉴定，评定口门闸的安全类别，对加强水闸安全管理、查明建筑物的实际工情、保障水闸安全运行均有关键作用，并采用新材料工艺对发现的砼缺陷或病害进行处治，保证正常运行。

　　参考文献

　　［1］水闸安全鉴定规定 SL214 － 98［S］． 北京: 中国水利水电出版社，1998．

　　［2］柯敏勇，周栋，刘海祥，等． 太仓市杨林节制闸工程安全鉴定报告［Ｒ］． 南京: 南京水利科学研究院，2011．

　　［3］叶小强，等． 常熟市 2011 年度中小型水闸安全鉴定工程—耿泾闸安全鉴定报告［Ｒ］． 苏州: 苏州市水利设计研究院有限公司，2011．