骆永成

摘 要：灌区水工建筑物在长期使用与运行的过程中，病害与老化的问题也逐渐突出。为此，下文将以东湖灌区工程为例，通过时刻观测并调查，针对病害与老化的问题展开深入研究，并且量化老化指标，确定处理的基本原则，以保证灌区水工建筑物的运行时间有所延长，有效地推动灌区的安全与稳定运行。

关键词：灌区 水工建筑物 病害老化 分析 处理

1.工程概况简述

东湖灌区属于中型灌区，位于花都区的东南部，紧邻白云国际机场。灌区由花东镇山下村大塘分水闸起，贯穿花东镇、花山镇以及新华街、新雅街，东湖灌区的主要功能是灌溉，兼防洪、工业供水以及生态补水等综合效益。灌区的设计引水流量为5.0立方米/秒，有效取水流量是3.0立方米/秒。灌区总长度是33千米，灌溉的实际面积为1.42万亩。东湖灌区是1959年动工并兴建，并于1961年建成应用于实践中。该灌区建设了16座水闸，其中主要有排洪闸、分水闸、节制闸以及十字闸等，渡槽数量是30座，倒虹吸数量是10座，过底涵的数量是7座。但是，该灌区工程项目已经运行了56年，绝大多数水工建筑物几乎进入到了老化的阶段，且缺少维修，导致其难以正常地运行。基于此，应深入研究并分析该灌区水工建筑物的病害与老化问题，以保证采取有效的措施解决与处理，进一步增强东湖灌区运行的效果。

2.东湖灌区水工建筑物病害老化的表现形式和原因解构

2.1病害老化表现形式分析

东湖灌区水工建筑物病害老化最常见的表现形式包括混凝土裂缝与碳化，钢筋的锈蚀以及渗漏等。为了进一步改善东湖灌区水工建筑物病害老化的状况，必须要正确认知其具体的表现形式。

2.2东湖灌区水工建筑物病害老化原因的分析

第一，表层剥蚀问题。对于该灌区水工建筑物病害老化的问题而言，裂缝、冲磨与空蚀等多种表层剥蚀并不会对混凝土结构品质带来直接的影响。在高速水流冲刷的作用下，泥沙的磨损与空蚀，这些问题会导致表面剥落，使得建筑物有效承载截面以及厚度不断消耗，同时混凝土表面会更加粗糙，裂缝数量增多且不断扩大。除此之外，粗糙率也会随之提高，最终使得冲磨力度加大，影响水工建筑物的过流能力。对于冲磨与裂缝而言，则需要注重修复的作用。

第二，碳化问题。该灌区水工建筑物的碳化速度加快的主要原因就是水灰比相对较大，且使用的水泥量不多。且水工建筑物始终处于水位的升降位置，接受过多日照以及存在裂缝的结构混凝土，其碳化速度更快。所带来的危害主要表现在三个方面：首先，碳化的混凝土会产生收缩裂纹，导致混凝土结构的厚度与有效承载截面不断减少，最终会向混凝土的内部发展；其次，在碳化的过程中，对混凝土有效粘结成分会直接消耗，与此同时，通过渗透水溶解而带出，在这种情况下，碳化的混凝土的抗拉强度与抗渗能力都会出现明显的下降；最后，混凝土碳化层会呈现酸性。如果碳化的程度超过了钢筋混凝土的保护层厚度，那么必然会导致钢筋的锈蚀，甚至会对截面带来一定的损坏，最终断裂。

第三，钢筋锈蚀的问题。东湖灌区在长时间运行的过程中，水工建筑物的钢筋锈蚀问题也逐渐突显出来。不同的水工建筑物，引钢筋发锈蚀的因素也存在较大的差别。该灌区的水工建筑物会经常受到水力的严重冲刷而受到破坏。一旦水工建筑物出现钢筋锈蚀的问题而未能及时处理，则会使其锈蚀的速度不断加快，导致自身质量无法得到保证，必然会影响其自身的功用，难以发挥灌区水工建筑物的作用。为此，必须要高度重视灌区内部水工建筑物钢筋锈蚀的问题，一经发现必须要及时采取处理的措施，防止钢筋进一步锈蚀，以免对水工建筑物带来不利的影响而严重制约灌区运行的效果。

3.判断东湖灌区水工建筑物病害老化程度的基本指标

水工建筑物老化，划分成水工结构混凝土老化与水工建筑物基础老化两种。当前主要依据现行规范，合理地设置出六种不同类型的现场观测指标。在实际使用的过程中，可以根据建筑物在水上、水下、水位变化等具体状况来合理地选择。其中，各个指标主要是通过相对变化来表示出实际的劣化程度，以公式的形式可以表示为：

Ey=Ec/Es

在公式當中，Ey代表的是某一基本指标完好率；而Ec则表示的是评估老化过程中，现场实际测量的数值；Es指的就是指标设计数值。通过表1可以了解到混凝土结构指标老化的级别。

4.处理东湖灌区水工建筑物病害老化的基本原则

根据以上不同指标老化的级别可以对水工建筑物各构件当中物理力学性能劣化的具体状况以及劣化的速度进行相应的判断，并且将其作为重要的参考依据，采取更具可行性的实质修复与防护的工作。对东湖灌区水工建筑物病害老化进行处理的基本原则具体表现在以下几个方面：

第一，钢筋锈蚀的处理原则。由于钢筋锈蚀主要是受混凝土裂缝、碳化以及水质侵蚀等多种原因引起。如果老化的级别不高，应当尽可能地减慢锈蚀的速度，并且将受到裂缝与碳化影响范围之内的混凝土及时凿除，刮去钢筋的铁锈。另外，在钢筋的表面涂抹覆聚合树脂，然后回填聚合物混凝土。如果老化的级别相对较高，须在回填前针对受损程度严重的钢筋部位采取局部补强措施，并且根据锚固的规定长度以及间距合理地增加新钢筋的直径以及数量。

第二，混凝土的处理原则。抗渗、抗拉强度以及混凝土干容重等多种指标的劣化直观地表示出混凝土内部质量的降低。在劣化早期，通过凿除、回填这一方式，对裂缝与碳化等多种病害外因予以相应的处理，同时提高对专项抗渗层的重视程度。若劣化的级别相对较高，一定要通过化学灌浆的方式，使混凝土内部有效成分不断增强，使内部骨料更好地固结。

第三，水质侵蚀剥蚀破坏的修复原则。在灌区水工建筑物受到侵蚀破坏的情况下，应当将污染源切断以有效地改善水质。与此同时，需要构建防侵帷幕，有效地规避硫酸盐与酸性介质侵蚀混凝土建筑物。另外，如果水工建筑物受到侵蚀，应当选择使用高于普通水泥的矿渣水泥与粉煤灰水泥比，使其抗侵蚀的能力不断提高。基于此，可以合理地运用抗腐蚀涂料，对受侵蚀部位进行表面的防护，使水工建筑物更好地规避侵蚀。

第四，内部混凝土的处理原则。对于灌区水工建筑物的内部混凝土，其抗压强度的劣化要缓于抗拉强度，所以，不需要进行专门处理。但如果抗压强度降低得相对明显，必须要充分考虑到建筑物的内部架空问题。其中，应当通过取样研究的方式，合理地采取具有针对性的对策，更好地展开修复。

5.工程项目病害老化处理的效果

在东湖灌区水工建筑物实际运行的过程中，早期就已经产生裂缝与碳化等多种病害，所以，需要减少实际荷载才能够保证其安全运行。但是，在对水工建筑物展开修缮以后，其运行的方式始终是满负荷.其中，具体表现在钢筋混凝土的渡槽迎水面存在裂缝，针对这一问题，处理的方式就是环氧树脂与玻璃纤维布粘贴，增强其防渗的效果。而实际补贴的面积比重在40-60%之间，该灌区水工建筑物在补修以后，始终处于正常运行的状态，而且实际效果理想。

6.结束语

综上所述，对于水工建筑物而言，其表层裂缝、碳化、剥落等问题，都属于老化表象，而且都能够采用相应的方式进行修复。然而，混凝土结构与水工建筑物基础的劣化则会直接影响水工建筑物的老化，且效益也会大幅度降低，甚至会出现报废的情况。但是，如果混凝土结构与水工建筑物基础大部分的性能都处于良好的状态，是不能认为是失效或者报废水工建筑物的，而且不需通过人为方式来减少实际的使用率。文章以东湖灌区水工建筑物为研究对象，对其病害老化的表现形式和具体原因展开了深入地探讨，并阐述了判断劣化程度的基本指标，提出处理病害老化的基本原则，以期对改东湖善灌区的运行有所帮助。

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