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通航船闸检测案例分析

2020-01-03 10:07:30 中国水运 2020年12期

杨本 李鹏飞 张润

摘 要:目前大部分通航船闸检修均按照固定周期开展,缺乏科学检测,难以为检修工作计划的制订提供依据。近年来,交通运输部相继发布了《通航建筑物维护技术规范》(JTS 320-2-2018)和《港口水工建筑物检测与评估技术规范》(JTJ302-2006),为通航船闸检测提出指导要求。本文结合具体工程案例详细分析了通航船闸的主要检测内容及方法,并针对检测结果给出工程建议,本文成果可为其他船闸检测提供参考。

关键词:通航船闸;检测;水工建筑物;闸门

通航船闸作为水运交通的一个重要组成部分,运营过程中受各种外力作用和自然条件影响,容易发生老化病害。为确保船闸设备的安全运转和船闸有效畅通,船闸在运行过程中应定期进行不同程度的检修,以排查消除各种潜在的或显现的故障,或全面恢复、改善和提高船闸的技术状况。但目前的检修工作均按照固定周期开展,缺少科学检测,难以为检修工作计划的制订提供依据。2018年交通运输部发布了《通航建筑物维护技术规范》(JTS 320-2-2018)[1]规定了通航建筑物技术状态等级,检测与评价,船闸维护,升船机维护等技术内容;2019年交通运输部对原规范《港口水工建筑物检测与评估技术规范》(JTJ302-2006)进行修编,发布了《水运工程水工建筑物检测与评估技术规范》(JTS 304-2019)[2],新增了通航建筑物检测与评估。本文基于相关规范并结合工程特点,详细分析了通航船闸的主要检测内容及方法,并结合具体案例对检测结果进行分析,给出工程建议,本文成果可为其他船闸检测提供参考。

1 工程概况

某通航船闸于2000年12月建成,为Ⅴ级船闸,设计通航300t船舶或船队。船闸有效尺度为100m×12m×2.0m(长×宽×槛上水深),设计通过能力为139.2万吨。船闸上游最高通航水位24.3m,上游最低通航水位20.5m,下游最高通航水位29m,下游最低通航水位15.3m。闸室采用砼坞式结构,闸门型式采用横拉门。该船闸运营至今一直未开展大修工作,仅进行了日常的基础养护。目前船闸的混凝土结构、金属结构老化,工作闸阀门的主要运转、支承部件和启闭机械设备配备较落后,机械故障发生频率越来越高。

2 检测内容及方法

为减少检测工作对船闸通航影响,检测工作在有水环境下开展,检测重点针对水工建筑物和闸门[3],具体检测内容及方法如下:

2.1水工建筑物水上部分外观调查

主要采用目测、敲击、尺量等方法,全面描述船闸闸室两侧地基情况,闸室、闸首靠船墩等构件水上外观(表面破损、露筋、蜂窝、空洞等)情况,详细记录并描述构件的裂缝(位置、长度、宽度和走向)、表观缺陷(包括蜂窝、麻面、露石)、混凝土起鼓(剥离)、露筋(位置、数量、长度、面积)等情况。

2.2闸门水上部分外观调查

主要采用目测、敲击、尺量等方法,检查主要包括以下内容:

(1)门体及其构件变形、损伤和腐蚀情况;

(2)闸门运行时门体其构件的异响和抖动情况;

(3)焊缝情况;

(4)支承系统偏斜、损伤和脱落情况;

(5)止水橡皮破损、撕裂和老化情况;

(6)螺栓松动、损坏和缺失情况。

2.3水下部分外观检查

采用水下三维成像声呐检测以下内容:

(1)闸室内淤积、碍航物、闸室墙破损;

(2)门库、门坎内淤积物、障碍物、混凝土结构破损;

(3)闸门水下金属结构变形、损坏、缺失。

2.4沉降、位移检测

用GPS和水准仪对闸室、闸首的变形与变位进行检测,同时考察船闸结构段变形缝的挤压、错位和错台情况,主要包括以下内容:

(1)沉降引起的顶面高程的变化情况;

(2)位移引起的平面位置的变化情况;

(3)变形缝的挤压、错位和错台情况。

2.5混凝土强度检测

混凝土构件的劣化将可能导致钢筋混凝土构件强度的折减,为客观地评定结构构件的抗荷能力,同时尽可能减小对现有混凝土结构的破坏,对船闸主要混凝土结构在有代表性的部位采用回弹法检测构件强度。对回弹法检测判定的不合格构件,取芯进行抗压试验验证。具体操作按照《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》[4](JTS 239-2015)执行。

2.6混凝土耐久性检测

混凝土耐久性检测主要包括:钢筋保护层厚度检测和碳化深度检测。其中,钢筋保护层厚度检测采用电磁法,碳化深度检测采用酚酞乙醇溶液测定。具体操作按照《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS 239-2015)[4]执行。

2.7钢结构检测

钢结构检测主要包括:钢材厚度检测和涂层厚度检测。其中,钢材厚度检测采用金属超声测厚仪,涂层厚度检测采用涂层测厚仪。具体操作按照《水运工程水工建筑物检测与评估技术规范》(JTS 304-2019)[2]执行。

3 检测结果分析

(1)水工建筑物水上部分普遍存在劣化现象,典型病害如下:混凝土构件局部钢筋外露、锈蚀;混凝土构件局部破损;闸首边墩墙后回填土塌陷;闸室墙墙体间存在错台;闸室墙与闸首边墩伸缩缝处漏水。

(2)闸门水上部分整体健康状态一般,典型病害如下:钢结构涂层脱落、锈蚀;桁架、斜撑等杆件局部扭曲变形;橡胶缓冲块老化、缺失;止水老化漏水;台车滚轮锈蚀、运行中异响。

(3)水下部分外观检测结果显示水下构件未见明显损害,具体问题如下:横拉门轨道附近有异物,对闸门运行存在影响;闸室内存在轻微淤积。

(4)沉降位移检测情况:该船闸闸室墙顶面相邻段墙错台在1mm~10mm之间,左右侧闸室墙顶面相对高程最大高差分别为33mm、46mm;闸室墙顶前沿线位置的实测偏差为(3~43)mm。

(5)混凝土构件强度检测均满足设计要求。

(6)钢筋保护层厚度较设计厚度整体偏厚,偏差范围(-11~24)mm。碳化深度范围(6~14)mm,依据《混凝土耐久性检验评定标准》(JGJ/T 193-2009)[5]抗碳化性能等级属于较好和好两个等级。

(7)钢材厚度范围(9.03~9.33)mm,设计厚度10mm,钢材厚度可为后续评估计算提供依据。涂层厚度范围(250~291)μm。

4 工程建议

(1)对检测过程中发现的水工建筑物外观缺陷质量问题如:混凝土构件破损、露筋、钢筋锈蚀等问题,建议及时修复处理。

(2)对检测过程中发现的水工建筑物不均匀沉降、偏移、漏水等影响整体稳定性的问题,及时召开专家会,分析原因,并由具备相应资质的设计单位进行评估复核并开展加固设计。

(3)对检测过程中发现的闸门老化、锈蚀、变形等问题,及时开展大修处理。

(4)建议参照相关管理办法进行日常维护及定期测量观测,确保船闸的安全通航。

(5)船闸应严格按照设计通航等级使用,不得超等级通航。

参考文献:

[1]JTS 320-2-2018通航建筑物维护技术规范[S].北京:人民交通出版社,2018.

[2]JTS 304-2019 水运工程水工建筑物检测与评估技术规范[S]. 北京:人民交通出版社,2019.

[3]應宗权,郁达,苏林王.船闸水工建筑物的检测与评估技术[J].水运工程,2011(07):100-105.

[4]JTS 239-2015水运工程混凝土结构实体检测技术规程[S].北京:人民交通出版社,2016.

[5]JGJ/T 193-2009混凝土耐久性检验评定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.