沿海地區擋潮閘綜合防護處理技術

江蘇省射陽縣水利局五岸灌區供排水管理中心 戴慶紅

1 沿海地區擋潮閘建設技術簡介

沿海擋潮閘是指建于沿海地段或河口附近，用來擋潮、蓄淡、泄洪、排澇的水閘。漲潮時關閉閘門，防止潮水倒灌進入河道，攔蓄內河淡水，滿足引水、航運等的需要。退潮時，潮水位低于河水位，開啟閘門，可以泄洪、排澇、沖淤。擋潮閘具有雙向擋水，操作頻繁等特點。閘室一般采用胸墻式。當兼有泄水和通航任務時，宜采用開敞式。由于潮汐影響，閘門上承受強烈的涌潮沖擊力，故宜采用平面閘門。為盡量減少河道的進潮量和淤積量，擋潮閘宜建于海岸穩定的河口附近。因沿海一帶地基多為粉、細沙或淤泥質粘性土，地基承載力小、壓縮性大、抗沖能力低、抗滑性能差、遇到地震容易液化等，為保證閘室和閘基的穩定，防止地基產生較大沉陷或不均勻沉陷而影響閘室結構安全，擋潮閘一般采用輕型結構，并適當延長底板及鋪蓋的長度。對松軟地基，需進行加固處理。由于擋潮閘的閘下水位受潮汐影響，閘的孔徑需按過閘水流為非恒定流計算確定。大型擋潮閘的水力設計，應做水力模型試驗驗證。擋潮閘下游比較普遍存在淤積問題，由于沿海各地的潮汐類型及其挾沙能力，與河道的來水量及含沙量等各不相同，造成河口及海岸的淤積變化也不一樣，情況較為復雜，應充分考慮采取妥善措施解決閘下淤積問題。

過去由于對水工鋼筋混凝土工程的耐久性認識不足，對混凝土的要求只注意到抗壓強度和抗滲性能，對其強度要求一般為R140或R170，對抗滲一般要求S4或S6，而對抗凍融性能只要求達到D50，在施工中一般也未摻用加氣劑或減水劑等外加劑。近年來我們對沿海擋潮閘進行了全面調查，并以回彈儀測驗了這些擋潮閘的混凝土強度，用酚酞試液測驗了其碳化深度。通過調查發現，幾乎每座擋潮閘都出現了諸如：工程老化、碳化嚴重，交通橋梁裂縫叢生，鋼筋裸露銹蝕，啟閉機運轉不靈活，閘門銹蝕穿孔難以修復等問題。因此，不得不進行除險改建。針對擋潮閘地處沿海的特點，改建設計以防止混凝土的碳化，防止混凝土在海洋環境中受氯離子的侵蝕，提高混凝土的防腐蝕性能，保證建筑物有更長的耐久性為目的，采用了補償收縮砂漿噴涂、防腐蝕雙摻及鋼筋氣壓焊、綜合蓄熱法施工等多種新材料和新技術。

1.1 補償收縮水泥砂漿噴涂技術

1.1.1 補償收縮水泥砂漿的配合比

補償收縮水泥砂漿是在普通砂漿中摻加一種復合添加劑，使砂漿拌和物和易性、粘接強度大大改善，具有適度膨脹、補償收縮、高強度、高密實度、抗裂、抗碳化、抗氯離子滲透等優點。其變形性能與基礎混凝土接近，是混凝土薄層修復的一種理想材料，本次改建工程對擋潮閘舊閘墩表面進行了補償收縮砂漿噴涂處理。這種砂漿可人工壓抹進行小面積修補，也可采用濕法噴射大面積施工。此外，水泥宜用525或425普通硅酸鹽水泥；砂子宜用質地優良的中砂，含泥量不得大于3%，云母含量不得大于2%，粒徑大于8mm的粗粒應篩除；復合添加劑采用了早強性復合添加劑。

1.1.2 施工要點

基底處理：舊混凝土表面應徹底鑿毛，混凝土內鋼筋裸露銹蝕時應鑿出銹蝕鋼筋，徹底除銹，因鋼筋銹蝕而污染變色的混凝土也應鑿除，噴涂前一天將施工基面灑水濕潤，達到飽和面干狀態。

砂漿拌和：按重量法稱料，砂漿拌和時間較常規增加60s。

噴涂施工：將拌好的砂漿運至灰漿泵料斗的振動篩上，篩除8mm以上粗粒，然后開動灰漿泵及空氣壓縮機，砂漿由灰漿泵通過輸送膠管由噴頭噴出，噴頭與噴射面距離20～30cm，噴射角度為70～80°，空壓機壓力要穩定在0.6MPa左右，施工中應注意，灰漿泵應安裝在堅實的地面上，膠管鋪設應盡量減少拐彎并增大彎曲半徑，噴射砂漿前應檢查機器各部位是否正常，并進行泵送水試驗或用泵送石灰膏進行潤管，噴射過程中應盡量減少中停次數，當修補厚度超過3cm時應分兩層施工，第二層需待第一層八成干時施工，局部坑洞也應提前抹砂漿處理，不宜一次噴涂太厚，工作完畢后，應將泵內外沖洗干凈，泵內的沖洗采用泵送水的方法，即將料斗加滿水，開啟灰漿泵使余料隨水排出。

抹面及養護：噴射完畢后應及時抹面，工藝同普通砂漿，砂漿終凝后即應噴霧養護24h，后改為噴水養護共計14d。

2 防腐蝕雙摻技術和外涂技術

2.1 雙摻技術

混凝土雙摻技術是在混凝土中摻用混合材料，如粉煤灰，同時摻用外加劑，通過增加混凝土的密實性和改善混凝土的孔隙結構來防止混凝土的碳化和防止混凝土在海洋環境中受氯離子的侵蝕，從而保障沿海擋潮閘在海洋環境中有更長的耐久性。擋潮閘交通橋在海洋環境中僅經過20多年的運行即成為危橋，改建前檢測主梁平均混凝土強度13.5MPa，低于設計強度，平均碳化深度26.8mm，均大于鋼筋保護層厚度，梁體裂縫叢生，混凝土剝落嚴重，鋼筋裸露銹蝕，已危及交通安全。改建工程在交通橋和機架橋中采用了雙摻技術。

2.2 外涂技術

采用HZ902型環氧厚漿涂料，對交通橋及排架柱混凝土表面進行了噴涂處理。施工中采用了高壓無氣噴涂新技術。高壓無氣噴涂是涂料涂裝的一項新技術，它以壓縮空氣作動力，驅動高壓泵，利用高壓泵的汽缸和柱塞缸的面積差使涂料增壓至15～25MPa，然后通過特殊的噴嘴噴出，當涂料噴到大氣中時，立即劇烈膨脹，霧化成微細顆粒的扇形氣流噴向結構表面，由于柱塞缸內無空氣交換，噴出的涂料中不含有空氣，故稱為高壓無氣噴涂。

3 UEA型混凝土膨脹劑的應用

混凝土膨脹劑是在膨脹水泥基礎上發展起來的外加劑，它的主要作用是在水泥水化、硬化過程中使混凝土體積適量膨脹，從而彌補混凝土硬化過程中的體積收縮，起到抗裂防滲作用，本次擋潮閘改造工程，閘墩、閘底板均存在新舊混凝土垂直結合縫，為防止在新舊混凝土結合面由于新澆混凝土的收縮產生裂縫，在閘底板、閘墩混凝土中摻用了UEA型混凝土膨脹劑。

施工時須注意以下事項，（1）膨脹劑的摻量按內摻法計算，即：摻量（%）＝膨脹劑／（水泥＋膨脹劑）×100%；（2）特別重視對老混凝土結合面的處理，應預先去污、徹底鑿毛，在澆筑混凝土前24h灑水濕潤達飽和面干狀態；（3）膨脹劑稱量應準確無誤，施工現場可加工固定體積的木盒稱量，以提高效率；（4）膨脹劑以干料與水泥等一起加入攪拌機，攪拌時間適當延長；（5）加強養護，養護時間不少于14d，14d內混凝土要經常保持濕潤狀態；（6）膨脹劑要存放在干燥場所，切勿受潮，已受潮結塊的膨脹劑不得使用。