水闸的损坏及修理方法综述.doc

水闸的损坏及修理方法综述2011年第4期(第39卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNo.4.2011(TodalNo.39)文章编号:10077596(2011)040291一O2水闸的损坏及修理方法综述王春燕,蒋春霞(黑龙江省八五六农场水务局,黑龙江虎林158418)摘要:水闸是除害兴利的水利基础设施,它在防洪,排涝,挡潮,灌溉,供水,环保等方面发挥重要作用.因此,对水闸结构的维修方法分析,为有关部门提供一种科学合理的维修措施就显得更加必要.关键词:水闸;闸底板;胸墙;翼墙;损坏;修复方法中图分类号:TV66文献标识码:B1水闸的裂缝与修理1.1闸底板和胸墙的裂缝与修理闸底板和胸墙的刚度比较小,适应地基变形的能力较差.因此,很容易由于地基不均匀沉陷引起裂缝.另外,由于混凝土强度不足,温差过大或施工质量差等也容易引起闸底板和胸墙裂缝.由于地基不均匀沉陷产生的裂缝,在裂缝修补前,首先应采取稳定地基的措施.稳定地基的一种方法是卸载,如将墙后填土的边墩改为空箱结构,或拆除增设的交通桥等.此法适用于有条件进行卸载的水闸.另一种是加固地基,常用的方法是对地基进行补强灌浆,提高地基的承载能力.对于因混凝土强度不足或因施工质量而产生的裂缝,主要应对结构进行补强处理.1.2翼墙和桨砌石护坡的裂缝与修理地基不均匀沉陷和墙后排水设备失效是造成冀墙裂缝的两个主要原因.由于不均匀沉陷而产生的裂缝,首先应通过减荷稳定地基,然后再对裂缝进行修补处理,因墙后排水设备失效,应先修复排水设施,再修补裂缝.浆砌石护坡裂缝常常是由于填土不实造成的,严重时应进行翻修.1.3护坦的裂缝与修理护坦的裂缝产生的原因有:地基不均匀沉陷,温度应力过大和底部排水失效等.因地基不均匀沉陷产生的裂缝,可待地基稳定后,在缝上设止水,将裂缝改为沉陷缝.温度裂缝可采取补强措施进行修补,底部排水失效,应先修复排水设备.1.4钢筋混凝土的顺筋裂缝与修理钢筋混凝土的顺筋裂缝是沿海地区挡潮闸普遍存在的一种病害现象.裂缝的发展可使混凝土脱落,钢筋锈蚀,使结构强度过早地丧失.顺筋裂缝产生的原因是海水渗入混凝土后,降低了混凝土碱度,使钢筋表面的氧化膜遭到破坏,结果导致海水直接接触钢筋而产生电化学反应,使钢筋锈蚀.锈蚀引起的体积膨胀致使混凝土顺筋开裂.顺筋裂缝的修补,其施工过程为:沿缝凿除保护层,再将钢筋周围的混凝土凿除2cm;对钢筋彻底除锈并清洗干净;在钢筋表面涂上一层环氧基液,在混凝土修补面上涂一层环氧胶,再填筑修补材料.1.5闸墩及工作桥裂缝与修理我国早期建成的许多闸墩及工作桥,发现许多细小裂缝,严重老化剥离.其主要原因是混凝土的碳化.混凝土的碳化是指空气中的CO与水泥中Ca(OH):作用生成碳酸钙和水,使混凝土的碱度降低,钢筋表面的Ca(OH):保护膜破坏而开始生锈,混凝土膨胀形成裂缝.此种病害应对锈蚀钢筋除锈,锈蚀面积大的加设新筋,采用预缩砂浆并掺入阻锈剂进行加固.混凝土的碳化,不仅在水闸中存在,在其他类型混凝土中同样存在.碳化的原因是多方面的,提高混凝土抗碳化的能力的措施,尚待不断完善.2消能防冲设施的破坏及处理2.1护坦和海漫的冲刷破坏及处理护坦和海漫常因单宽流量大而发生冲刷破坏.对护坦因抗冲能力差而引起的冲刷破坏,可进行局部补强处理,必要时可增设一层钢筋混凝上防护层,以提高护坦的抗冲能力.为防止因海漫破坏引起护坦基础被淘空,可在护坦末端增设一道钢筋混凝土防冲齿墙,见图1.1.护坦;2.混凝土齿墙图1钢筋混凝土防冲齿墙对于岩基水闸,在护坦末端设置鼻坎,将水流挑至远处河床,以保证护坦的安全.对软基水闸,在护坦的末端设置尾槛可减小出池水流的底部流速,可减轻水流对海漫的冲刷;降低海漫出口高程,增大过水断面可保护海漫基础不被淘空及减小水流对海漫的冲刷.近年来,土工织物作为防冲保护和排水反滤的一种新型材料,已在大坝等水利工程中得到了越来越广泛的应用.它具有抗拉强度高,整体连续性好;重量轻,抗腐,不霉变,储运收稿日期20110l一25作者简介王春燕(1972一),女,辽昌图人,工程师;蒋春霞(1967一),女,湖南湘阴人,工程师.-291.-2011年第4期(第39卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNo.4.2011(TodalNo.39)方便;质地柔软,具有排水,防冲,加筋土体等功能;施工简便,速度快,施工质量容易控制;工程抗老化,造价低等诸多优越性.2.2下游河道及岸坎的破坏及修理水闸下游河道及岸坡的冲刷原因较多,当下游水深不够,水跃不能发生在消力池内时,会引起河床的冲刷;上游河道的流态不良使过闸水流的主流偏向一边.引起岸坡冲刷;水闸下游翼墙扩散角设计不当产生折冲水流也容易引起河道及岸坡的冲刷.河床的冲刷破坏的处理可采用与海漫冲刷破坏大致相同的处理方法.河岸冲刷的处理方法应根据冲刷产生的原因来确定,可在流过水流的主流偏向的一边修导水墙或丁坝,亦可通过改善冀堵扩散角以及加强运用管理等来处理河岸冲刷问题.近年来土工织物在护岸工程中也得到了较多应用.松花江哈尔滨老头湾河段,因修建江桥,江堤迎流顶冲,低水位以下护底柴排屡遭破坏,年年维修加固.后采用D5450型土工织物作排体,沉放了1600m长的软体排.排体下面用8的钢筋网作支托,将排体用尼龙绳固定在钢筋网上,排体上面用块石压重.由于排体具有一定柔软性,能适应水下地形变化而使护岸排体紧贴堤坝岸脚,因而形成了一层良好的保护层.工程完工后经受了多次洪水考验,堤岸完好无损.挡潮闸下游河道及出海口岸的岸坡,护坡的施工受到潮汛一天两次涨落的影响,潮汛来时流速往往较大,给护坡加固施工带来很大困难.近年来,土工织物模袋.混凝土作为一种新的护坡技术,在沿海地区已得到较多的应用.它具有可以直接在水下施工,无需修筑围堰及施工排水;模袋混凝上灌注结束,就能经受较大流速的冲刷.机织模袋是用透水不透浆的高强度绵纶纤维织成,织物厚度大,强度高.流动混凝土或水泥砂浆依靠压力在模袋内充胀成形,固化后形成高强度抗侵蚀的护坡.土壤和模袋之间不需另设反滤层.土工织物模袋形式见图2.1.浇注口;2.穿管处;3.接缝反滤布;4.锦纶线拉索;5.土工织物模袋图2土工织物模袋示意图3气蚀及磨损的处理水闸产生气蚀的部位一般在闸门周围,水流脱离边界产生过低负压区而产生气蚀.通气,修补破坏部位等措施.消力槛,冀墙突变等部位,这些部位往往由于对气油的处理可.292.采取改善边界轮廓,对低压区通气,修补破坏部位等措施.4砂土地基管涌,流土的处理砂土地基上的水闸,地基发生的管涌,流土会造成消能工的沉陷破坏.这种破坏产生的主要原因是渗径长度不足或下游反滤失效.因此,对沉陷破坏应先采取措施防止地基发生管涌与流土,然后再对破坏部位进行修复.防止地基发生管涌与流土的措施有;加长或加厚上游藏土铺盖,加深或增设截水墙,下游设置送水滤层等.5闸门的防腐处理5.1钢闸门的防腐处理钢闸门常在水中或干湿交替的环境中工作,极易发生腐蚀,加速其破坏,引起事故.为了延长钢闸门的使用年限,保证安全运用,必须经常地予以保护.钢闸门防腐蚀措施主要有两种:一种是在钢闸门表面涂上覆盖层,借以把钢材母体与氧或电解质隔离,以免产生化学腐蚀或电化学腐蚀;另一种是设法供给适当的保护电能,使钢结构表面积聚足够的电子,成为一个整体明极而得到保护,即电化学保护.钢闸门不管采用哪种防腐措施,在具体实施过程中,首先都必须进行表面的处理.表面处理就是清除钢闸门表面的氧化皮,铁锈,焊渣,油污,旧漆及其他污物.经过处理的钢闸门要求表面无油脂,无污物,无灰尘,无锈蚀,表面干燥,无失效的旧漆等.5.2钢丝网水泥闸门的防腐处理钢丝网水泥是一种新型水工结构材料,它由若干层重叠的钢丝网,浇筑高强度等级水泥砂桨而成.它具有重量轻,造价低,便于预制,弹性好,强度高,抗振性能好等优点.完好无损的钢丝网水泥结构,其钢丝网与钢筋被氢氧化钙等碱性物质包围着,钢丝与钢筋在氢氧化钙碱性作用下生成氢氧化铁保护膜保护网,筋,防止了网筋的锈蚀.因此,对钢丝网水泥闸门必须使砂浆保护层完整无损.要达到这个要求,一般采用涂料保护.钢丝网水泥闸门在涂防腐涂料前也必须进行表面处理,一般可采用酸洗处理,使砂浆表面达到洁净,干燥,轻度毛糙.5.3木闸门的防腐处理在水利工程中,一些中小型闸门常用木闸门,木闸门在阴暗潮湿或干湿交替的环境中工作,易于霉烂和虫蛀,因此也需进行防腐处理.木闸门常用的防腐剂有氟化钠,硼铬合剂,硼酣合剂,铜镕合剂等.作用在于毒杀微生物与菌类