水力自控翻板閘的檢測與損毀原因分析

楊兵

摘要 根據(jù)近年水力自控翻板閘管養(yǎng)資料，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)水力自控翻板閘都存在不同程度的損毀。本文結(jié)合檢測實例對水力自控翻板閘損毀原因予以分析，以期為同行提供科學(xué)借鑒。

關(guān)鍵詞 水力自控翻板閘；檢測；損毀；原因分析

中圖分類號 TV738 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）24-0150-01

隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對水閘安全管養(yǎng)要求越來越高。有重大安全隱患的病險水閘未及時整治，一旦形成險情，將對防洪安全、經(jīng)濟效益及社會穩(wěn)定造成巨大影響[1]。因此，水利部在2008年制定《水閘安全鑒定管理辦法》，要求對水閘實行定期安全鑒定制度，竣工驗收后5年內(nèi)進行首次安全鑒定，后每隔10年進行1次全面安全鑒定[2]。某市水務(wù)局管轄區(qū)段內(nèi)共有10座水力自控翻板閘，截至2010年已經(jīng)運行15～20年，按照《水閘安全鑒定管理辦法》要求，需對閘門進行安全鑒定。

1 現(xiàn)場安全鑒定內(nèi)容

1.1 結(jié)構(gòu)基本情況調(diào)查

一是檢查閘室、岸墻及翼墻等是否沉降、傾斜、滑移等；二是檢查結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量，包括閘門是否存在漏水、鐵件銹蝕、混凝土面破損、露筋等。

1.2 構(gòu)件缺陷詳查

針對構(gòu)件受長期沖刷、風(fēng)化、凍融等作用后，是否出現(xiàn)面層脫落、骨料外漏、鋼筋截面損失等損傷進行詳查，確定損傷的部位、程度和范圍，并逐一記錄后進行全面分析，查找原因。

1.3 構(gòu)件裂縫檢測

檢測閘門、支腿、支墩、工作橋等重要構(gòu)件裂縫。利用鋼尺、裂縫測寬儀及非金屬超聲波探測儀檢測裂縫位置、長度、寬度、深度、形態(tài)和數(shù)量，必要時畫出裂縫分布圖，分析判斷裂縫產(chǎn)生的原因及其對結(jié)構(gòu)工作性能的影響[3]。

1.4 構(gòu)件強度檢測

檢測閘門、支腿、支墩、工作橋等重要構(gòu)件混凝土強度回彈，必要時用超聲—回彈綜合法修正結(jié)果。

1.5 構(gòu)件鋼筋分布檢測

對閘門、支腿、支墩、工作橋等重要構(gòu)件進行鋼筋分布檢測，包括鋼筋數(shù)量、鋼筋間距檢測。

1.6 構(gòu)件耐久性檢測

對閘門、支腿、支墩、工作橋等重要構(gòu)件進行耐久性檢測，包括鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測、混凝土碳化深度及混凝土保護層厚度檢測。

混凝土中鋼筋銹蝕影響結(jié)構(gòu)耐久性及安全性；當(dāng)混凝土碳化過大，將造成鋼筋失去堿性混凝土環(huán)境保護而發(fā)生銹蝕；混凝土保護層對外界腐蝕介質(zhì)、氧氣及水分等滲入有阻止作用，影響鋼筋耐久性。

2 現(xiàn)場安全鑒定結(jié)果

2.1 結(jié)構(gòu)基本情況調(diào)查

經(jīng)現(xiàn)場檢查，90%的水力自控翻板閘的閘室及岸墻未發(fā)現(xiàn)明顯沉降、傾斜、滑移情況，但個別閘門處下游翼墻局部倒塌，基底掏空嚴(yán)重。

2.2 構(gòu)件缺陷詳查

經(jīng)現(xiàn)場檢查，各水力自控翻板閘均出現(xiàn)部分閘門板漏水現(xiàn)象；部分閘門板、閘墩混凝土存在不同程度的疏松剝蝕、保護層剝落、鋼筋外露及順筋裂縫等；構(gòu)件混凝土受沖刷截面減小；鐵件銹蝕嚴(yán)重，閘門板無法在水力作用下自動翻板或翻板后無法復(fù)位[4]。

2.3 構(gòu)件裂縫檢測

經(jīng)現(xiàn)場檢測（表1），各水力自控翻板閘均存在部分閘門板開裂的現(xiàn)象，裂縫寬度大多在1.4～2.4 mm之間，這是在外界凍融、沖刷等的作用下，混凝土堿性保護層被破壞，內(nèi)部鋼筋發(fā)生銹蝕，從而銹脹，導(dǎo)致混凝土順筋開裂，形成惡性循環(huán)。

2.4 構(gòu)件強度檢測

經(jīng)現(xiàn)場檢測，各水力自控翻板閘的各構(gòu)件強度均滿足設(shè)計要求。

2.5 構(gòu)件鋼筋分布檢測

經(jīng)現(xiàn)場檢測，各水力自控翻板閘的各構(gòu)件鋼筋數(shù)量及分布基本上滿足設(shè)計要求。

2.6 構(gòu)件耐久性檢測

經(jīng)現(xiàn)場檢測（表2），水力自控翻板閘各構(gòu)件混凝土保護層厚度偏小，其中有30%構(gòu)件保護層厚度不能滿足設(shè)計要求，而實測混凝土碳化深度均較大，碳化深度普遍>8.0 mm，均超過鋼筋保護層厚度，導(dǎo)致鋼筋失去堿性混凝土環(huán)境保護，失去對外界腐蝕介質(zhì)阻止作用，使鋼筋處于中高銹蝕速率狀態(tài)下。實測閘門板鋼筋銹蝕電阻率為10～50 kΩ·cm，表明鋼筋活化時，出現(xiàn)中高銹蝕速率。

3 結(jié)論

以上檢測結(jié)果分析，該批水力自控翻板閘服役期達(dá)15～20年，限于當(dāng)時的設(shè)計規(guī)范，鋼筋混凝土構(gòu)件未作專門耐久性設(shè)計或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，混凝土強度等級、水灰比、鋼筋保護層厚度等都不滿足環(huán)境條件要求，構(gòu)件凍融、沖刷、腐蝕破損較嚴(yán)重，導(dǎo)致部分構(gòu)件無法滿足使用要求，閘門門軸和閘墩連接鐵件銹蝕嚴(yán)重，部分閘門啟閉困難，甚至無法使用，存在嚴(yán)重安全隱患，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施[5]。

4 參考文獻

[1] 郭長江，王艷芳，郝淑霞.水力自控翻板閘壩在牡丹江下游的推廣應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2010，38（5）：199.

[2] 中華人民共和國水利部.水閘安全鑒定管理辦法[A/OL].（2008-06-18）[2017-09-01].http：//aqjd.mwr.gov.cn/zcfg/201611/t20161108_768455.html.

[3] 高占國.水力自控翻板閘技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及對策[J].黑龍江水利，2017，3（1）：92-94.

[4] 楊佐沐.水力自控翻板閘的應(yīng)用[J].甘肅水利水電技術(shù)，2003（3）：226.

[5] 楊衛(wèi)中，張宗旗.水力自控翻板閘壩一些特殊問題的研究[J].貴州水力發(fā)電，2000（4）：52-56.endprint