海水區水閘除險加固技術探析

莊興

（福建省福清市過橋山墾區　　福清市　350300）

海水區水閘除險加固技術探析

莊興

（福建省福清市過橋山墾區福清市350300）

水閘在沿海圍墾中是非常重要的水工建筑物，它在社會經濟發展中發揮了重要作用，Ⅲ類和Ⅳ類水閘的除險加固尤為關鍵。文章在分析大范圍的水閘除險加固工程的基礎上，針對過橋山墾區的水閘除險加固工程做出具體的技術探討，以期對今后的海水區水閘除險加固有一定的幫助作用。

過橋山墾區水閘除險加固技術

過橋山墾區設水閘兩座，分東閘、西閘。東閘功能為擋潮、排洪，西閘功能為擋潮、排洪、納潮。本次除險加固的西閘始建于1991年，過水凈寬34m，水閘原設計最大納潮量446m3/s，日納潮416萬m3。

1 海水區水閘除險加固工程技術措施

海水區水閘面臨病險的原因很多，針對存在的問題，需要從技術、材料以及工藝提升上加以考慮，從而提出相應的工程技術措施。

（1）針對主體結構完好，但是防洪標準、工程等級以及設計流量無法滿足要求的水閘，可以考慮保留原閘室，并按照工程的設計水位和規模，通過加高或者是增擴閘孔的方式將過流能力提高，其余的設施進行針對性的改造加固［1］。

（2）針對閘室整體穩定性不足以及地基承載能力弱的問題，可以按照地基土的基本性質，通過振沖加密、灌漿等方式，將地基承載力提高。如果閘門受到不均勻沉降的影響，就可以利用壓密灌漿的方式，通過高壓濃漿將閘基和土體抬高，恢復其高程。

（3）針對兩岸和閘基滲流穩定復核后不滿足要求的問題，可以通過垂直防滲長度和水平防滲的增加，或者是增設出逸段排水反濾等方式處理。

（4）如果水閘本身結構老化嚴重，如鋼筋出現明顯的銹蝕、碳化深度大，威脅到結構的安全，都需要拆除重建；如果只是局部的碳化，但是深度超出了鋼筋保護層，則需要將碳化層鑿出，處理鋼筋的銹蝕，然后按照結構的需求和銹蝕的情況來加補鋼筋，并利用混凝土或者是高強度的砂漿進行修補處理；如果是表面出現裂縫，可以先進行表面的鑿槽，然后利用環氧砂漿、丙乳砂漿、預縮水泥砂漿等進行修復。

（5）針對消能防沖設施不完善、出現嚴重損毀的水閘，要分析出現損毀的原因，然后恢復消能，進行針對性的改造。對于消能防沖設施損毀而言，單寬流量設計過大是主要的原因。在單寬流量合理設計的前提下，可以通過寬度、長度增加、擴散角或者是叉排加設等方式，確保其能夠滿足防沖的要求。

（6）針對水閘的抗震強度無法滿足要求的水閘的問題，可以增設樁基和防滲墻，避免地基出現失穩的情況；軟土地基，可以利用樁基礎配合灌漿的方式進行處理；如果涉及到結構的安全，可以對上部結構或者是閘室進行改造，確保其滿足抗震要求［2］。

2 過橋山墾區水閘除險加固任務及設計標準

過橋山墾區圍墾總面積1350hm2，其中灘涂面積870hm2，水域面積480hm2，保護面積2800hm2。過橋山西閘擔負擋潮、排洪、納潮重任。針對過橋山墾區西閘，應該明確除險加固的任務，然后依照設計標準，來針對性的進行水閘的除險加固，以便滿足工程質量和工期的要求，確保水閘本身安全、穩定的運行。

2.1除險加固的任務

（1）更換過橋山西閘10扇閘門。采用耐腐蝕性強的鋼閘門，并對閘門及其他構件進行嚴格的防腐處理。

（2）拆除現有砌石閘墩，重建閘墩為C35海工鋼筋混凝土結構。

（3）拆除重建C35海工鋼筋混凝土閘室底板。（4）胸墻拆除，新建C35海工鋼筋混凝土胸墻。（5）內港海漫沖毀處采用C35埋石混凝土進行修復，并采用M10漿砌條石對海漫進行延長，避免海漫再次被海水沖毀。

（6）啟閉房進行拆除重建，新建啟閉房混凝土標號為C35。

（7）拆除交通橋及工作橋。新建橋梁為C35海工鋼筋混凝土結構。

2.2主體工程加固設計標準

過橋山墾區圍墾屬于大型圍墾，西閘位于過橋山海堤上，為中型水閘。依據《水閘設計規范》（SL 265-2001）和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000），按攔河閘工程分等指標，綜合考慮本工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級，臨時建筑物級別為5級。水閘原設計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為50年一遇，擋潮標準為30年一遇［3］。

2.3除險加固的著重點

海水及近海環境下，氯離子的主要來源是海水和海風攜帶的鹽霧。海水水面下的混凝土由于缺氧，鋼筋銹蝕發展極其緩慢；而在水位變動區和浪濺區供氧充分，并處于干濕交替狀態，混凝土表面氯離子可以通過多種方式進入混凝土內部，因此鋼筋銹蝕狀況最為嚴重。鹽霧區包括浪濺區、海洋大氣區及近海陸大氣區，在混凝土結構表面積聚并浸入內部，破壞混凝土結構。從滿足耐久性的要求看，鹽霧區對混凝土結構的影響不可忽視［4］。過橋山西閘閘底板、消力池、內海漫處于海水面下，閘墩和外海海漫處于水位變動區和浪濺區，閘室處于鹽霧區都使用高性能的C35海工混凝土，在施工中控制水灰比小于0.5，混凝土搗實有足夠的密實度，限制混凝土裂縫寬度小于0.15mm，鋼筋保護層厚度大于5cm，特別是箍筋的保護層厚度要達到要求。

大中型海水區水閘邊墩較高，開挖時邊坡較緩，開挖量大，同時增加了圍堰的長度，加固回填時又要做防滲漏處理。邊墩拆除若采用邊墩后背加固的方法，可減少開挖工程量，在水閘除險加固中是切實可行的。過橋山西閘邊墩頂至底高差7.20m，邊墩的拆除采用邊墩后背固結灌漿達到設計強度80%以后，進行人工配合機械拆除邊墩厚度為1.00m。固結灌漿伸入弱風化凝灰巖1m，灌漿孔直徑D=75mm，共布設3排孔，排距、孔距均為2m，呈梅花型布置，灌漿深度1.00m。灌漿壓力0.3MPa，水泥標號為42.5普通硅酸鹽水泥，漿液采用水泥漿。

海水區閘門及啟閉設備的使用環境為沿海，海水腐蝕性強，需考慮金屬結構在沿海環境的防腐蝕問題。過橋山西閘工作閘門和檢修閘門門葉采用Q235B鋼噴鋁加涂耐海水涂料保護，門葉主要附件材料選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼；工作閘門門槽埋件材料選用STNi2Cr2CuRE合金鑄鐵，檢修閘門門槽埋件材料選用STNi2Cr2CuRE合金鑄鐵。工作閘門、檢修閘門的門葉及埋件外露部分在金屬熱噴涂前，應對基體表面進行除銹處理，在金屬表面預處理完成達到GB/T8923.1-2011涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級中規定的Sa2.5級后，進行金屬熱噴涂金屬鋁，然后采用封閉層涂料及中間防銹漆封閉，外層涂長效耐海水涂料保護。

3 結　語

總而言之，沿海海堤中水閘除險加固會受到多方面因素的影響，在進行海水區水閘除險加固設計的時候，就應該考慮到海水區水閘工程的要求與特點，施工時間安排在非汛期和非臺風高潮位期，做好相對應位置的設計和施工技術處理，同時與國內外先進的、成功的水閘除險加固設計經驗與技術相互結合，彌補自身的缺陷，抓好工程建設質量，使得水閘除險加固技術能從根本上增加經濟效益和社會效益。

［1］秦毅，顧群.全國病險水閘成因分析及加固的必要性［J］.水利水電工程設計，2010，（02）：25-26+38+55.

［2］盧振園，唐德善，朱春光.宿遷閘除險加固工程影響評價［J］.水利科技與經濟，2011，（02）：42-44.

［3］王志強，尚恒勇.德州市病險水閘存在的問題及對策［J］.山東水利，2011，（03）：11-12.

［4］王冰，王命平，趙鐵軍.近海陸上鹽霧區的分區研究［C］.第五屆混凝土結構耐久性科技論壇.北京：機械工業出版社，2005.

莊興（1964-），男，福建福清人，大學專科，助理工程師，從事水利工程管理工作。

（2016-06-11）