九江長江航道大堤安全小探

曹 靜 谷建松 朱曉娥

1 九江長江大堤簡介

江西省九江市城區長江大堤西自賽湖閘,東至烏石磯,全長17.46 km,其中鋼筋混凝土防洪墻和土石混合堤11.27 km,土石堤3.5 km,岸線2.69 km,通江涵閘 19座,與10.4 km內湖堤防共同組成九江市城區完整的防洪體系。1998年8月7日長江水位超歷史0.83 m,位于長江九江段4號閘與5號閘之間決堤30 m左右(見圖1,圖2)。洪水以7 m的落差撲向九江市區,洪災給九江市經濟及居民生活各方面都造成了嚴重的損失。當時,針對九江長江堤岸大部分上部為黏土、下部為粉細砂層的二元結構特點,投資19億元多,首次借鑒了海岸加固方法,對九江長江干堤各個環節都應用了嶄新的堤岸加固整治技術。該次維修距今已經有十多年了,效果究竟怎么樣,本文以九江市濱江路那一段防洪體系為例,說明在長江大堤上存在的一些問題。取濱江路段碼頭部分來看,情況不容樂觀,鋼筋混凝土防洪墻到處都隱含著裂縫,閘門建設所用混凝土桿件(后文簡稱抗洪桿)被直接堆放在露天,沒有任何遮蔽,抗洪桿表面裂縫寬大且很多都露出縱筋與箍筋,鋼筋已嚴重銹蝕,本文就抗洪桿給以具體分析。

2 抗洪桿簡要分析與驗算

2.1 表面狀況調查及初步檢測

從目測來看,抗洪桿局部出現肉眼可見裂縫,裂縫寬度較大,甚至有的達到了2 mm左右(見圖3);局部出現箍筋露出的情況,箍筋銹蝕較為嚴重(見圖4);在構件的端部,出現較大的局部破碎,有的甚至能清楚看到鋼筋的暴露(見圖5)。

對三根抗洪桿進行外觀檢查與內部檢測,得其大量基本數據,并進行相關統計,抗洪桿長約5 m,截面尺寸200 mm×200 mm,桿內縱筋直徑在16 mm～20 mm之間,本文計算采用4B20;箍筋直徑為8 mm,間距約200 mm,由此可得混凝土強度回彈分析如下。

表1 抗洪桿實際測量抗壓值 MPa

表2 抗洪桿實際檢測鋼筋保護層厚度 mm

對以上數據進行統計、分析(見表1,表 2):按照 JGJ/T 23-2001回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程:

求得平均回彈值為38.58,取平均碳化深度 dm=1.0 mm,查規范附錄的測區混凝土強度換算表,混凝土強度換算值36.0 MPa。

由計算結果可判斷:混凝土強度等級選用C35,而抗洪桿所用鋼筋的混凝土保護層厚度不超過25 mm。

2.2 抗洪桿的承載力初步驗算

假設水位已淹沒閘門2 m,抗洪桿組成的界面承受從上到下呈三角形分布荷載(見圖6)。

取混凝土強度為C35,截面縱筋配筋為4B20,箍筋為8@200,每根抗洪桿5 m,對抗洪桿分別進行正截面和斜截面承載力驗算。經計算該抗洪桿在適筋破壞條件下最大正截面承載力為43.01 kN?m,而荷載產生的作用大小為51.75 kN?m,不能滿足承載能力要求;斜截面承載力為61.66 kN?m,可以滿足抗剪要求。

2.3 調查結果分析

1)本抗洪桿鋼筋保護層厚度都在25 mm范圍內,而根據GB 50010-2002混凝土結構設計規范9.2.1規定:當混凝土強度等級為C25～C45時,梁桿的鋼筋保護層厚度都必須不小于25 mm。顯然,原設計與施工未充分考慮規范規定。2)經以上構件配筋驗算,發現部分構件在不利位置處不滿足設計配筋要求。然而,本次假設的洪水水位淹沒閘門2 m,已不能滿足安全要求,如當洪水淹沒閘門3 m以上后,其荷載至少可達到45.22 kN/m。由驗算表明,所有抗洪桿都遠不滿足承載力要求。由此,當再一次有像1998年洪水(水位落差7 m)侵襲來臨時,長江大堤閘口明顯不能承受如此巨大沖擊,危害嚴重,發人深思。3)調查還發現,由于抗洪桿露天隨意堆放,導致大多抗洪桿桿頭局部破壞嚴重,而且縱筋露出,銹蝕嚴重;桿表面大量成排相鄰箍筋露出,表面銹蝕,這樣大大降低了抗洪桿的抗剪強度,更不足以承受突如襲來的洪水猛獸,值得關注。

3 結語

水利工程是功在當前,利在千秋的工程,稍有不慎就會于國于民造成災難性損失。在勘察與設計階段一定要做到細心仔細,認真負責,不能簡單地套用經驗來解決問題。同時,水利事故也是有征兆的,其破壞往往是長期而緩慢的,有一個量變到質變的過程,加強日常養護,經常性觀察并分析出現的一切可疑現象。及時處理各種缺陷,把一切可能的事故水災消除在萌芽期間。

[1] 彭文成,彭文祥,李 娟.混凝土回彈測強數據處理“公式法”的研究[J].人民長江,2004(9):139-141.

[2] 曾秋華,李仕仁.九江長江大堤江岸治理技術淺述[A].長江護岸工程(第六屆)及堤防防滲工程技術經驗交流會[C].2001.