簡析豐潤區白官屯節制閘除險加固工程設計

（唐山市水利規劃設計研究院，河北 唐山 063000）

簡析豐潤區白官屯節制閘除險加固工程設計

梁曉丹

（唐山市水利規劃設計研究院，河北 唐山 063000）

本文以唐山市白官屯節制閘為研究案例，對工程概況進行了介紹，研究了節制閘除險加固工程的設計，探討了水閘存在的問題及其解決方案。

白官屯節制閘；問題；影響；除險加固

一、基本情況

白官屯節制閘位于唐山市豐潤區白官屯村東還鄉河上，包括新、舊兩座節制閘。舊閘位于還鄉河故道，興建于1970年，現狀設9孔，閘孔凈寬4.0米。 1976年唐山大地震使該閘嚴重受損，不能正常運用，1978年對其進行了加固維修；1986年該閘閘基被局部淘空，且部分排水失效，1987年對該閘進行了除險加固，加長上游鋪蓋、下游加強排水、并采取防沖措施。

二、水閘存在的主要問題

（一）土建工程

1 閘墩中下部混凝土剝蝕較重。

2 機架橋排架柱多處順筋豎向脹裂、剝落、露筋，鋼筋銹蝕嚴重。T梁混凝土多處剝落、露筋。

3 上游鋪蓋混凝土多處開裂。

4 漿砌石翼墻基本完整，局部砂漿脫落，多處豎向、斜向開裂。

5 陡槽段堰面混凝土5處縱向開裂，消力池下游側漿砌石翼墻自頂至底豎向開裂16處。

（二）閘門及啟閉設備

混凝土閘門下游面混凝土破損嚴重，止水壓板、吊耳、螺栓銹蝕嚴重，螺栓多處銹損。止水橡皮破損，部分缺失。止水墊木大多腐朽。啟閉設備陳舊老化，金屬結構銹蝕嚴重，個別齒輪斷齒，變速箱漏油。

（三）水閘加固處理措施和設計

1 閘底板、閘墩加固設計

經分析、比較，對閘底板、閘墩加固采用丙乳砂漿抹面補強進行處理，對閘墩常水位以上部位采用TB-Ⅱ砼寶進行翻新和防碳化處理。

（1）丙乳砂漿抹面補強處理

①首先徹底清除受到剝蝕作用的疏松混凝土，然后鑿除至內部新鮮完好混凝土面，以保證修補材料能與原混凝土基面獲得良好結合。②為使丙乳砂漿與原混凝土表面粘結牢固，防止砂漿層出現空鼓現象，修補前需用高壓水沖洗原混凝土表面，將混凝土碎屑、雜物等清除干凈。③待表面風干無明顯積水后分兩層修補，底層為丙乳凈漿，面層為丙乳砂漿。④丙乳砂漿修補完成后，于表面涂丙乳漿液封閉層。

（2）閘墩常水上部位混凝土翻新與防碳化處理

①閘墩常水以上部位所有保留的老混凝土基面進行徹底清除，露出堅實新基面，干凈無塵，無明水，無疏松混凝土；②將閘墩混凝土表面涂刮2遍TB-Ⅱ砼寶底料，再涂刷2遍TB-Ⅱ砼寶面料，使混凝土表面光滑，翻舊如新，增強老混凝土的耐久性。

2 鋪蓋加固設計

對舊閘陡槽段堰面混凝土采用“丙乳砂漿修補”方案進行加固處理。具體做法是沿裂縫處鑿“V”形槽，槽頂寬約10cm，用壓縮空氣清掃槽內殘渣，然后涂刷界面劑，在槽中填入丙乳砂漿。

3 防滲帷幕設計及布置

根據白官屯舊閘地質資料分析，水閘地基土質為細砂。由于管涌造成舊閘閘基局部掏空，部分排水時效。1987年對舊閘進行維修加固，采取加長鋪蓋的措施，但效果并不理想，經閘基抗滲穩定復核計算，在閘上正常蓄水位，閘下無水時，閘基水平段滲流坡降為0.11＞[J]=0.07，出口段水力坡降為0.21＜[J]= 0.30，故不滿足抗滲要求。故本次加固設計采取鋪蓋與垂直防滲相結合的措施，延長滲徑，阻斷側向繞流。舊閘垂直防滲帷幕距鋪蓋上游端2m，垂直水流方向延伸至邊墩以外10m，長63.2m，順水流方向到下游消力池斜坡段末端，長26.5m，采取高壓噴射灌漿法，漿體材料選用純水泥漿，形成寬1.0m，頂高程9.9m，底高程-5.1m的U字形防滲帷幕，帷幕滲透系數≤1.0×10-8m/s。

4 排架、機架橋以及交通橋重建與修復設計

機架橋主要功能為啟閉機提供工作平臺，將閘墩頂15.5m高程以上原結構全部拆除重建。新建機架橋為T型梁結構，長43.2m，由兩個T型梁組成，單個T型梁梁高50cm，梁寬20cm，上翼緣寬度110cm。混凝土等級為C30，鋼筋采用HPB235及HRB335。排架座落于閘墩墩頂，起止高程為15.5m至20m，為平面框架結構，排架柱斷面尺寸為400×400mm，橫系梁尺寸為400×400mm，排架混凝土等級為C30，鋼筋采用HPB235及HRB335。交通橋結構破損嚴重，欄桿嚴重銹蝕，影響通行安全，因此擬對交通橋拆除重建。改建交通橋采用鋼筋混凝土板梁結構，橋面板厚30cm，總寬5.5m。行車道兩側設護輪帶，護輪帶上設置防撞欄桿。滿足行人通行安全要求。

5 海漫、防沖槽改建與加固設計

經復核舊閘海漫設計長度39.30m，原海漫長20m，海漫長度不滿足要求。根據復核計算結果，改建海漫長度取40m。舊閘坡度1∶33，干砌石結構厚40cm，碎石砂墊層20cm。參照工程經驗，本工程設計防沖槽斷面為梯形槽，槽內用塊石填充。上、下游邊坡取1：2，槽深2.5m，防沖槽底寬為5.0m，防沖槽斷面面積為16m2。

6 翼墻重建與加固設計

本次對舊閘漿砌石翼墻予以拆除重建，采用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻。混凝土采用C25F150鋼筋混凝土結構，墻頂高程14.0～15.5m，墻底高程10.5～9.3m，擋土墻每隔10m設置一道結構縫，接縫處設止水，止水采用651橡膠止水帶，兩側填充2cm厚聚乙烯閉孔泡沫板。

7 止水設計

更換新舊閘閘底板與消力池、防滲鋪蓋連接處以及防滲鋪蓋、消力池、縫墩分縫處的止水。具體做法是鑿除止水連接處砼，鑿除矩形槽深40cm，寬60cm。拆除上述原止水，更換651橡膠止水帶，縫里填充2cm厚聚乙烯閉孔泡沫板，并重新澆筑C30砼。

（四）工程投資及效益

本項目實施后，白官屯節制閘將充分發揮其蓄水供給灌溉的功能，將恢復其正常蓄水水位，對緩解白官屯灌區水資源供需矛盾起到一定的作用。估算年平均灌溉效益為150萬元。白官屯節制閘的除險加固，可以提高工程的安全性，避免因為較大洪水破壞工程安全造成的損失。白官屯節制閘一旦失事，將影響到白官屯灌區的灌溉取水，同時也將對兩岸堤防的安全造成影響。估算因避免工程失事帶來的效益為174萬元。

[1]李繼業，等.水閘工程出險加固技術[M].北京：化學工業出版社，2013（03）.

[2]宋萬增，等.水閘安全鑒定技術指南[M].鄭州：黃河水利出版社，2009.

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