水閘除險加固技術研究

張榮國+張緒亮+王金遠

摘要：本文針對病險水閘存在的問題，提出了加固改造的具體措施和方法。

關鍵詞：水閘；除險加固

工程實踐表明，水閘除險加固改造措施，對于有的水閘除險加固改造是成功的，而對有的水閘除險加固改造的效果則較差，這說明水閘的除險加固改造措施的選擇，必須綜合考慮水閘工程的特殊性和技術措施的局限性及其適用范圍。具體水閘的除險加固改造措施，應根據水閘產生病害的部位、原因、工程地質特點等，經綜合分析后確定。

一、水閘除險加固改造的內容

水閘除險加固改造的內容，按照其部位可分為：地基與基礎工程加固、防滲與排水設施加固、消能與防護設施加固、岸邊墻與翼墻的加固、水閘主體閘室的加固、水閘混凝土工程加固、水工閘門的加固改造、水閘的凍害防治措施等。

二、水閘除險加固改造的主要措施

在水閘工程除險加固改造措施方面，針對病險水閘的問題和原因，充分考慮新材料、新工藝和新技術的應用，提出以下水閘除險加固改造措施和建議。

（一）對于工程等級、防洪標準及設計流量不滿足要求，但主體結構基本完好的水閘：盡量考慮保留原閘室，按規劃批復的工程規模、工程等級、設計流量及設計水位、防洪標準，通過加高或增擴閘孔來提高過流能力，其余附屬設施相應進行加固改造。

（二）對于閘室整體穩定不滿足規范要求、地基承載能力不足的水閘：可根據地基土體的性質采用灌注式水泥砂漿或高壓噴射水泥灌漿、振動沖擊加密等措施提高地基承載力。對已發生不均勻沉降而影響閘門運行的，可采用壓密灌漿，用高壓濃漿液抬動土體及水閘基礎，恢復閘底高程。對由于消能工程失效、產生溯源沖刷造成的水閘基礎淘空，需回填砂礫料，采用防滲墻圍封后進行高壓噴射水泥灌漿，或拆除局部淘空部位結構，回填處理再予以恢復。

（三）對于水閘基礎和兩岸滲流穩定復核不滿足要求的水閘：可通過增加水平和垂直防滲長度、修復或增設滲流段排水反濾設施等措施進行處理。增加水平防滲長度的方式主要為加長上游防滲鋪蓋，修補上游防滲鋪蓋的裂縫和止水。增設垂直防滲的方式主要為補做或增設防滲帷幕，設置高壓噴射水泥防滲墻、攪拌樁水泥防滲墻、塑性黏土防滲墻等。對于地基脫空的情況，需采取水泥灌漿或黏土灌漿措施保證地基與底板緊密接觸，避免接觸滲流進一步破壞。尤其對淤泥質地基的樁基基礎應定期監測脫空情況，及時進行灌漿處理。對于涵閘兩側的滲流破壞，應改造上下游翼墻或在岸邊墻背后增設刺墻增大滲流斷面。

（四）對于結構老化、混凝土碳化損害嚴重的水閘：如果是碳化深度過大、鋼筋銹蝕明顯且危及結構安全的構件，要拆除重建。如果局部碳化深度大于鋼筋保護層厚度或局部的疏松剝落，應鑿除碳化層，對銹蝕嚴重的鋼筋進行除銹處理，并根據銹蝕情況和結構需要加補鋼筋，再采用高強砂漿或混凝土修補。如果碳化深度小于鋼筋保護層厚度，可采用高強砂漿或混凝土修補或用優質涂料封閉。對于表面裂縫，可以表面鑿槽，采用預縮水泥砂漿、丙乳砂漿、防水快凝砂漿或環氧砂漿進行修復。對于有防滲要求的結構或貫穿性裂縫，可采用鑿槽封閉、再鉆孔進行水泥灌漿或化學灌漿的方法進行處理。

（五）對于涵閘下游消能防沖刷設施不完善、損毀嚴重的水閘：要分析研究損毀的具體原因，有針對性地改造或恢復消能設施。設計單位寬度流量過大是消能防沖刷設施損毀的主要原因之一，在合理設計單位寬度流量的條件下，可加長、加深閘后消力池，使水躍發生在消力池內或在護坦（消力池）末端增設鋼筋混凝土防沖刷齒墻。修復下游沖毀的“海漫”和護坡，設置較深的防沖槽；增大海漫長度、寬度、厚度、擴散角或加設柳石枕、柴排等防沖設施，使其滿足消能防沖要求。

（六）對于河道淤積嚴重的水閘：應根據工程經驗及水工模型試驗，合理設置擋沙、沖沙等設施，制定科學合理的引水沖沙、束水沖沙方式，或通過清淤減輕上、下游河道淤積。

（七）對于閘門銹蝕、啟閉機和電氣設施落后老化的水閘：可根據《水工鋼閘門和啟閉機安全檢測技術規程》（DL/T835-2003）、《水利水電工程金屬結構報廢標準》（SL226-1998）進行安全檢測后進行更新改造，更換閘門、啟閉機和電器設施或予以報廢。

（八）對于水閘抗震不滿足規范要求的水閘：液化地基可設置防滲墻圍封和水泥粉噴樁基以及水泥灌漿，強化地基的整體穩固性，防止地基失穩。軟土震動沉陷可采用樁基礎結合水泥灌漿加以處理。涉及建筑物結構安全時，改造閘室及上部結構型式，使其滿足抗震規范要求。

（九）對于管理設施不完善，安全監測設施缺失等問題，應根據水閘運行管理標準要求，恢復或完善安全監測、管理用房等必要的設備、設施，確保水閘安全運行。

（作者單位：東營黃河河務局）