水工高性能材料在水闸除险加固中的应用

摘 要：病险水闸主要存在防渗体系、混凝土老化破损等问题，严重影响了水闸安全和效益的发挥。本文通过对已竣工的水闸除险加固工程进行总结，对加固处理材料、特点、技术进行分析，并详细阐述了加固处理方案；通过工程实际中的应用，证明水工高性能材料应用于水闸可以满足传统材料、传统施工做法的效果，仅供参考。

关键词：水闸；除险加固；水工高性能材料

中图分类号：TV66 文献标识码：A

0.引言

水闸是为工农业灌溉供水、防洪、防潮、排涝等方面服务的重要基础设施，在社会经济发展中发挥着重要作用。我国水闸大多建于20世纪50～70年代，据不完全统计，目前我国水闸的病险比例高达2/3。对水闸存在的病险问题进行归类分析成因，从水闸的作用及结构组成来说，主要分为以下几种：防洪标准偏低；闸室和翼墙存在整体稳定问题；闸下消能防冲设施损坏；闸基和两岸渗流破坏；建筑物结构老化损害严重；闸门锈蚀、启闭设施和电气设施老化；上、下游淤积及闸室磨蚀严重；水闸抗震不满足规范要求等。

水闸防渗体系完好与否是关系水闸安全的关键，水闸防渗体系的破坏一般是由结构缝止水破损和建筑物结构本身出现裂缝引起。水闸防渗体系出现破损后，土基在渗流水流的作用下，容易产生渗流变形，特别是粉、细砂地基，在闸后易出现翻砂冒水现象，严重时会把闸基和两岸掏空，引起水闸失稳、坍塌；同时水闸防渗体系损坏将影响水闸能否正常蓄水能力，造成水量渗漏损失，以致无法发挥灌溉。

本文主要针对引起水闸防渗体系破坏的病险问题，提出将水工高强度涂料TB砼宝胶应用于水闸结构缝止水修复及建筑物裂缝、混凝土剥蚀、破损及防腐、防碳化处理，通过3座中型水闸除险加固工程的应用与实践证明，它也是一种既经济又安全的除險加固措施。

1.工程概况及存在主要问题

1.1 工程概况

本文所述的除险加固方法主要应用于玉田县大和平节制闸、丰润区白官屯节制闸（旧）、丰润区白官屯节制闸（新）等3座水闸除险加固工程：

（1）大和平节制闸位于唐山市玉田县鸦鸿桥镇大和平村西还乡河主槽上，该闸于1977年底主体工程竣工；该闸为大和平灌区主要节制枢纽工程，在防汛、泄洪、抗旱及两岸工农业用水等方面发挥了重要作用。

（2）白官屯节制闸（新）位于唐山市丰润区白官屯村东还乡河裁弯取直后的新河道，该闸兴建于1978年。

（3）白官屯节制闸（旧）位于唐山市丰润区白官屯村东还乡河故道上，该闸兴建于1970年，旧闸建成40年来，与白官屯节制闸（新）联合运用，在控制白官屯灌区用水、泄洪等方面发挥了重要作用。

各水闸具体指标详见表1。

1.2存在的主要问题

加固前，3座水闸在土建结构、金属结构、电气设备等方面均存在不同程度的破损情况；经水闸安全鉴定结论，3座水闸均为3类闸。

本文主要针对水闸混凝土结构存在问题加以叙述，各闸存在主要共性问题如下：

（1）混凝土结构缝止水老化破损严重。

（2）闸墩及底板混凝土表面剥蚀、碳化较重。

（3）机架桥及排架柱多处顺筋竖向胀裂、剥落、露筋，钢筋锈蚀严重；T梁混凝土多处剥落、露筋。

2.除险加固方案

2.1结构缝止水修复

水闸除险加固技术中采用了TB水工高性能涂料进行水闸结构缝止水修复，对结构缝两侧混凝土表面进行打磨清理后，涂刷水工高性能涂料。该方法可避免了传统修复方式中将原混凝土结构大量凿除，减少对原有结构扰动。通过在项目的混凝土结构中实践检验，止水效果显著。

2.2混凝土剥蚀、破损及防腐、防碳化处理

选用的修补材料为水工高性能涂料（TB-砼宝Ⅲ、砼宝胶及TB-砼宝Ⅰ型）；选用TB-B水工高性能涂料（面料）、TB-B水工高性能涂料（底料）涂刷混凝土表面。

3.施工工艺

3.1结构缝止水处理

（1）基面处理

①新浇筑混凝土伸缩缝先埋置橡胶止水带，再做伸缩缝表面防渗止水处理。

②旧混凝土伸缩缝先将缝内1.5cm深的原有嵌缝材料清除干净；然后用角磨机、切割机将缝内和缝两侧各25cm宽的混凝土彻底打磨并清除疏松薄弱层，露出混凝土的新基面，保证基面干净、平整、坚实、顺直；再将缝肩部位打磨成圆弧角状且基面坚实。

（2）工艺流程

①在结构缝内先填充背衬材料闭孔聚酯泡沫板，填充密实，缝上口预留2cm宽×1.5cm深，嵌填TB-水工高性能涂料（配套胶），并与结构缝上口齐平。

②在伸缩缝表面，以缝为中心，均匀涂刷25cm宽TB-A水工高性能涂料（底料），两小时后，24小时内，再涂刷第1遍TB-A水工高性能涂料（面料），表干后，再涂刷第2遍TB-A水工高性能涂料（面料），涂料和加筋布形成均匀一体，涂层表干后，再均匀涂刷第3遍TB-A水工高性能涂料（面料），涂层总厚度达到4mm。

③涂料终凝后，根据气温变化自然养护至少3天。

3.2混凝土剥蚀、破损修补

本工程采用“凿旧补新”的方法对缺陷部位进行补强加固处理，选用的修补材料为水工高性能涂料（TB-砼宝Ⅲ、砼宝胶及TB-砼宝Ⅰ型）。

（1）工艺流程

打磨、除尘、清洗基面后，均匀刮抹TB-砼宝胶（底料）两遍，然后均匀涂刷2遍TB-砼宝胶（面料），涂层总厚度2mm。自然养护3～7天，达到实干即可。

（2）基面清理标准要求

基层用电动打磨机打磨干净，去掉混凝土表面的软弱层及凸出物，使基层露出新茬，平整、坚固、无起砂。用高压水枪将浮尘油污等物质冲洗掉，并充分湿润基面，达到水饱和；若有凹陷处需用砼宝-Ⅲ型修补找平。

3.3混凝土表面防腐、防碳化

（1）工艺流程

打磨清理基面，高压吹风机除尘。首先均匀涂刷1遍TB-B水工高性能涂料（底料），涂层不粘手后，均匀涂刮第1遍TB-B水工高性能涂料（面料），表干后，分两层涂刮第2遍TB-B水工高性能涂料（面料），涂层总厚度1mm。涂料终凝后，自然养护至少两天。

（2）注意事项

①阴阳角部位及节点需要粘贴加筋布，1布3涂，加强处理。

②水位线波动区上下1.5m范围内涂层厚度最低不能小于2mm。

结论

以往水闸结构缝防渗止水修复多采用将现有混凝土凿除重建的方式，施工工序复杂且造价高。通过将TB-水工高性能涂料应用于3座水闸结构缝止水修复、混凝土裂缝及破损修复、混凝土防碳化处理等工程实践，成功地解决了传统工艺中的弊端，为水闸除险加固提出新新的思路。

参考文献

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[3]魏艳秀.TB-砼宝系列新材料在北排河挡潮闸除险加固工程中的应用[J].河北水利，2013（8）：25-28.

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