淺析福州市海堤水閘存在問題及加固技術

陳 秀

（福州市水利電力管理站，福建 福州350000）

0 概況

福州市已建成海堤510KM，水閘是海堤的主要建筑物之一。據統計我市海堤上水閘共有410座，其中大型水閘6座，中型水閘54座，其它為小型水閘。海堤上的水閘主要功能有擋潮、排洪、納潮等，因此它的安全運行非常重要。但根據現場檢查、觀測和有關的資料分析，海堤上水閘存在問題較多，它比江河水閘問題更為嚴重。它主要問題有（1）設計標準低；（2）防沖消能不滿足要求；（3）滲流不穩定（漏水嚴重）；（4）鋼筋砼碳化嚴重；（5）金屬結構銹蝕嚴重；（6）運行管理差。根據近幾年對部分中型水閘安全鑒定結果，已經安全鑒定的水閘18座，其中四類水閘4座，三類水閘12座。

1 海堤水閘的存在問題及原因分析

1.1 設計標準低問題

設計標準它包括洪水標準、防潮標準、建筑物標準、地基處理標準、防滲標準等內容。造成設計標準低的原因是多方面的。首先我們對自然規律的了解，有一個逐步深入的過程。對于小型水閘大部分為村民自行建設的，根本沒有經過設計，更談不上設計標準了。另方面資金不足也是主要原因之一。例如大官坂圍墾獺嶼水閘，2014年進行安全鑒定，鑒定為三類閘，其中防洪（潮）標準不能滿足現行《規范》要求。

1.2 防沖消能問題

海堤上的水閘普遍存在防沖消能不滿足調度運行的需要，造成消能破壞，危及閘基安全。最典型的例子是連江大官坂圍墾海堤上的水閘，由于發展養殖業需要，運行方式改變，承擔了納潮任務，造成水閘上游沖刷深14米，面積達500平方米。雖然水閘閘基為巖基，但兩岸的堤防發生嚴重的崩塌。水閘的防沖消能出現問題，一方面設計問題，另一方面是運行調度問題。根據《閘壩工程管理》中的闡述：“各種消能工型式都有其一定范圍的水力條件，很難有一種消能措施適應各級水位流量和任意的閘門開啟方式”。因此，大官坂水閘增加了納潮功能，內港又沒有設計消能設施，必然造成大面積的沖刷。

1.3 滲流不穩定問題

我市大部分水閘都修建在軟基或沙基上，特別是中小型水閘。受當時技術水平和施工工藝的限制，其防滲措施主要是打木板樁和粘土鋪蓋。這種防滲措施有一定的局限性。木板樁的缺點，長度有限，板樁之間的連接困難，很容易造成開叉，很難形成完整的防滲板墻。粘土鋪蓋的缺點，耐久性差，級配不合理，運行時間久，抗沖刷能力差，特別在海堤水閘受雙向水位差的影響，非常容易被擊穿造成失效。我市有幾十座水閘的閘基造成淘空，有的甚至報廢重建。

當然水閘除了閘基漏水，水閘的側墻漏水問題也是很普遍的，它除墻基漏水、墻體漏水等問題，直接影響水閘的正常運行。

1.4 鋼筋砼碳化問題

福州市海堤水閘的鋼筋砼構件百分之百存在碳化問題。不論它處于水上、水下或水位變化區、浪濺區都會碳化，只是碳化程度和碳化過程的時間長短問題，這也是普遍性的難題。它的破壞原理和過程主要是氯離子侵入砼引起鋼筋銹蝕膨脹，再引起保護層的砼暴裂脫落造成砼構件的破壞。鋼筋砼碳化原因主要是環境條件惡劣，另方面同施工質量關系也很大。

1.5 金屬結構銹蝕問題

海堤上水閘的金屬結構（包括啟閉系統的金屬結構）銹蝕問題也相當嚴重。有的運行2～3年就嚴重銹蝕了，這主要原因是環境氣候條件不利有很大關系，水閘的閘室常年處于陰暗潮濕的環境，對金屬結構非常不利。另一方面維修養護也有很大關系，及時除銹防腐會大大提高金屬結構使用年限。

2 主要的加固技術

2.1 水閘下游沖坑的修復

沙基和軟基上的水閘下游都修建消力池、海漫和防沖糟等消能設施，但運行多年后由于沖刷形成較深的沖刷坑。采用圍堰進行修復施工造價高，工期長，采用土工布和土工網袋裝塊石修復，可節省投資縮短工期效果好。（1）水下鋪設土工布選用300克/平方米，土工布幅寬6米，用三幅搭接縫制，搭接寬度20厘米縫兩道，總寬度15.2米，用鍍鋅管當軸心把需要的長度可以達到（30米～40米)卷成一捆，用船運至指定位置，放入水下，再由潛水員邊滾動邊鋪張土工布，船上拋填小沙袋點壓土工布、潛水員配合調整點壓位置。最后取出鍍鋅管再用。（2）拋填土工網袋裝塊石。應用大船（方舟最好）運送塊石到指定位置，在兩邊船沿把塊石裝入土工網袋，每袋約裝塊石0.5～0.6立方米。然后在水面拉繩定標志，指定位置把船沿整齊排列的塊石網袋推入水中。每個裝塊石的網袋重量達一噸多，把它推入水中原理是由于網袋是柔性的，先推部分塊石離開船邊，然后就會發生塊石拉塊石的效果，把整個網袋推入水中鎮壓土工布。（3）注意事項。首先定位要準確，事后要檢查補拋，最好拋填二層。另外水深要3米以上，防止網袋被塊石砸斷。當水深不夠應采用船吊會更安全，但功效較低。該方法在大型水閘應用，經洪水考驗，再用水下攝象表明、回淤效果非常明顯。

2.2 閘基防滲技術

在不圍堰的條件下，采用單管高壓旋噴構筑水泥防滲墻方法在閘基防滲中應用。（1）在閘門關閉的條件下，在上游側搭鋼管架平臺，平臺寬度3米，高度正常水位以上1.5米左右；（2）在防滲軸線位置鋪設寬度2米的土工布并鎮壓二層的小沙袋。也可以采用套管進行施工，主要是保證孔口段（孔口以下1~2米）的旋噴的質量；（3）布孔，孔距0.45～0.5米，布單排孔，重要的水閘底板下游側也應布置一道防滲墻，形成封閉體，但閘基應設排水管；（4）注意事項，當上下游 水位差大于1米時，應停止施工，防止滲流水壓擊穿未固結的防滲墻。

2.3 鋼筋砼碳化加固

鋼筋砼碳化加固前應經過水閘安全鑒定，特別是對鋼筋砼作一次全面的檢測。判定該構件是否影響受力。如果已經影響構件的承載力，應該 拆除重建，如果損壞程度較輕，暫不影響受力，可以采用修補的方法進行加固處理。（1）拆除重建。例如羅源松山圍墾海堤水閘經安全鑒定評定為三類閘。計劃拆除水閘上部結構，由于該水閘座落在巖基上，消能防沖沒有問題，閘墩為漿砌條石完整性好，因此，只對閘門啟閉房等 鋼筋砼構件進行全面拆除重建。在鋼筋砼設計中采用C35海工砼材料，在新砼構件施工中，應特別強調對水灰比的控制，根據試驗要求水灰比要求在0.45以下，砼強度等級要在30MPa以上的要求。（2）鋼筋砼的修補加固。目前修補鋼筋砼構件的方法很多。環氧樹脂、丙乳砂漿等。長樂市十八孔閘采用蠟 涂砼防腐，經10多年的運行，目前結構基本完好。主要是利用工業蠟，經過加工成蠟珠，按比例摻入水泥漿，涂在砼表層，厚度約2cm，效果很好。

2.4 運行管理

水閘存在問題多，處理技術方案也很多，但運行管理是關鍵的所在，俗話說“三分建，七分管”，也是這個道理。首先是增加運行管理維修養護方面的投入，加強管理機構的建設，規章制度的貫徹落實，青年職工的培訓等都是管理方面必要解決的問題。例金屬結構的銹蝕問題。水閘的啟閉房一年時間內開門、開窗的時間有幾天，防銹漆幾年涂一次，都很清楚。

3 結論

海堤水閘是海堤重要組成部分，它承擔擋潮排澇和納潮等任務。由于海堤水閘地處沿海，自然環境對工程的影響很大，造成海堤水閘存在問題很多。希望經過安全鑒定，摸清工程現狀，采用因地制宜的除險加固技術，對全市海堤水閘進行全面有效的加固更新。同時加強對海堤水閘運行管理，適應新時期形勢發展需要。

［1］沈長松.水工建筑物[M].水利水電出版社,2008.

［2］談松曦.水閘設計[M].水利水電出版社,1986.

［3］程興奇,王志凱.主編.水工建筑物[M].中國水利水電出版社,2006.