水利工程水闸闸墩补强加固及表面防护处理分析

2021-07-15陈新河

黑龙江水利科技 2021年6期

陈新河

(江门市江新联围管理处，广东江门 529000)

0 引言

水闸闸墩上出现裂缝是一个比较常见的问题，这些裂缝通常具有如下特点：大部分为竖向裂缝、裂缝长度长、贯通闸墩，并且裂缝处通常有析出物。大型裂缝的存在，会危机闸墩强度与稳定性，还可能会因为过渡变形导致闸门无法开启，因此，有关部门以及相关技术人员要重视闸墩裂缝处理，结合工程实际情况，做好裂缝补强加固以及表面防护处理，这样才能够保障水电站整体安全与稳定。

1 水利工程水闸闸墩补强加固措施

目前，水利工程水闸闸墩常见的补强加固措施具体灌浆封闭技术、预应力锚固技术以及外贴加固措施等，具体分析如下：

1.1 灌浆封闭技术

通过检测分析可以发现，一些不危机闸墩强度与稳定性的裂缝，为了可以有效保障桥墩稳定性与可靠性，避免其出现碳化问题以及渗漏、溶蚀等危害，可以进行有效的补强加固处理，补强加固要对裂缝进行灌浆填充，填充之后进行表面封闭处理。闸墩属于钢筋混凝土构件，因此，要避免碳化对混凝土的危害[1]。水闸闸墩表面一些裂缝，虽然表面看上去较浅，但是，如果裂缝内出现了混凝土碳化问题，裂缝本身的深度加上混凝土碳化的深度，可以已经超过了混凝土保护层厚度，从而对闸墩整体性能产生影响。此时，一旦雨水或者水库中的水浸入到裂缝之中，则会加剧裂缝危害。

观察闸墩裂缝，如果在裂缝位置出现了白色或者黄色的析出物，那么，就说明闸墩混凝土结构已经受到损害，严重的话，可能钢筋断面已经有所削弱，此时，就需要立即进行维修和加固处理。但是，为了不影响闸墩外观的整洁，要采取封闭处理，大部分的水闸闸墩在处理这类裂缝时，都采用这种方法，并且收到了非常好的效果。相对来水，闸墩属于比较单薄的构件，为了防止灌浆所带来的负面影响，一般会选择裂缝开度比较大的时候进行灌浆，这样可以控制灌浆处理后带来的劈裂作用，避免其对桥墩产生伤害。

灌浆施工可以提升裂缝处理后的气密性，也可以避免裂缝内部混凝土碳化问题，降低了渗水对混凝土结构的危害性。但是，随着闸墩周围环境的变化以闸门的运行，闸墩还会出现一些活缝，针对这些活缝的处理一般采用弹性较好的材料，这样能够更好的使用裂缝变化要求，处理效果更好，缝隙连接也更加牢固。

1.2 预应力锚固

采用预应力锚固技术可以有效提升闸墩的稳固性，一般来说，在裂缝大、承载力差的闸墩处理中使用，这种常见的补强加固处理，效果十分显著。从施工原理的角度分析，从外部向裂缝施加压力，可以促进裂缝闭合，从而减少裂缝的宽度和深度，提升闸墩的刚性与稳定性。施工技术人员首先根据闸墩裂缝情况进行相关的计算和分析，综合考虑预应力损失情况后，在闸墩上不是锚索，对闸墩裂缝施加预应力；完成预应力锚固这个环节之后，为了能够进一步预防裂缝内部钢筋以及混凝土受到侵蚀，还需要进行裂缝分类处理，灌浆施工中，要先进行表面封闭处理，最后采取保护措施，进一步加固，预应力锚固加固措施效果好，能够有效提升混凝土结构的稳定性[2]。

1.3 黏钢加固技术

这种补强加固方法，又被称之为黏贴钢板加固法，这是一种在裂缝位置黏贴钢板，提升闸墩稳定性的方法，一般来说，钢板与混凝土构件之间会采用良好的环氧类黏结剂进行黏合，如此钢板与混凝土会成为一个整体，这样的补强加固方法，可以达到明显的加固效果。另外，黏钢加固技术还可以与其他材料一同应用增强建筑物的稳定性，比如黏钢贴布法，就是采用浅槽外黏条形钢与外贴碳纤维布的方式相结合，从而达到补强加固的目的。

总而言之，根据水利工程实际情况，施工技术人员会灵活选择裂缝处理与加固措施，从整体上解决裂缝所带来的危害与影响，大大提升水利工程整体稳定性、安全性、可靠性。

2 水利工程水闸闸墩补强加固表面处理技术

文章以北街水闸枢纽工程为例，工程包括水闸和船闸两部分，工程在最初施工设计时闸墩结构只放置了水平方向、垂直方向的钢筋，并没有设置充足的扇形受拉钢筋，为了能够提升闸墩稳定性与承载力，下文采用黏贴纤维补强加固的方式，对相应部位进行补强加固，具体分析如下：

2.1 施工过程

首先要对闸墩裂缝进行灌浆处理，灌浆完成之后进行钢条黏贴。施工人员根据实际情况，在牛腿周围、顶面沿着牛腿的纵向黏贴碳纤维布，贴合要严密紧实；在牛腿的纵向下方位置，进行碳纤维布黏贴，黏贴要贴满根部，其边缘要仅仅与闸墩面契合，在这个基础上在闸墩表面黏贴钢板条，同时进行螺栓加固；混闸墩中部、以及边墩采用钢板条黏贴，混凝土与钢板方向的空隙要使用黏结胶全部填满，确保黏合牢固；在闸墩下游部分要采用纤维片材料进行加固黏贴，从而实现对闸墩的加固，如图1所示为碳纤维布主要力学性能指标[3]。

表1 碳纤维布主要力学性能指标

2.2 表面防护处理

2.2.1 闸墩表面处理

在完成了黏贴加固施工之后，要对闸墩表面进行科学、有效的处理，施工技术人员要观察混凝土表面，将表面污渍、浮浆除去，之后在能够进行打磨，打磨要削去2-3cm的厚度，完全露出新面之后，去除新面粉粒；完成这部分处理之后，要对混凝土裂缝部位进行灌浆，当浆液达到一定强度后，才能够有效提升混凝土强度。

2.2.2 钢板黏结面除锈和粗糙处理

施工人员要使用专门的工具，将钢板表面的砂尘除去，并使用砂布、砂轮进行打磨，打磨要尽可能粗糙，打磨出一定问路之后，施工人员使用占了丙酮的脱脂棉将表面擦拭干净。

2.2.3 闸墩卸荷

在进行黏贴钢板之前必须下落检修门，这样不仅保障施工安全，而且还可以释放闸墩负荷。

2.2.4 配制黏结剂

黏黏剂使用要根据施工设计要求以及相关标准科学选择产品，并且，施工技术人员要一边施工、一边搅拌，这样才能够避免杂质进入到黏合剂中。

2.2.5 涂胶黏钢板与固定

完成如上环节之后，就要进入到钢板黏贴固定的环节中，施工人员要将配置好的黏合剂涂抹在混凝土表面以及钢板表面，厚度适中，之后要将钢板黏贴在预先确定的位置上，进行立面黏贴时，施工人员可以根据施工需求适当涂抹一层脱蜡玻璃丝布，这样可以有效方式黏合剂外流；完成如上步骤之后，施工人员就需要进行钢板固定，施工人员首先要使用夹具将黏贴好的钢板夹紧，适当增加压力，已达到有效固定效果。

2.2.6 质量检测

在闸墩补强加固施工的每个环节，都需要严格按照国家标准与设计标准进行，因此，相关部门以及质量检测人员要针对每个施工环节进行质量检测，做好工程验收工作，检测过程中可以使用小锤等工具，对钢板表面进行敲击，通过回声来判断黏合情况，如果出现空鼓现象，则说明钢板黏贴不紧实，此时就需要立即采取补救措施，从而确保补强加固施工效果。