淺析福州市海堤水閘存在問(wèn)題及加固技術(shù)

陳 秀

（福州市水利電力管理站，福建 福州350000）

0 概況

福州市已建成海堤510KM，水閘是海堤的主要建筑物之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)我市海堤上水閘共有410座，其中大型水閘6座，中型水閘54座，其它為小型水閘。海堤上的水閘主要功能有擋潮、排洪、納潮等，因此它的安全運(yùn)行非常重要。但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查、觀測(cè)和有關(guān)的資料分析，海堤上水閘存在問(wèn)題較多，它比江河水閘問(wèn)題更為嚴(yán)重。它主要問(wèn)題有（1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低；（2）防沖消能不滿足要求；（3）滲流不穩(wěn)定（漏水嚴(yán)重）；（4）鋼筋砼碳化嚴(yán)重；（5）金屬結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重；（6）運(yùn)行管理差。根據(jù)近幾年對(duì)部分中型水閘安全鑒定結(jié)果，已經(jīng)安全鑒定的水閘18座，其中四類水閘4座，三類水閘12座。

1 海堤水閘的存在問(wèn)題及原因分析

1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低問(wèn)題

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)它包括洪水標(biāo)準(zhǔn)、防潮標(biāo)準(zhǔn)、建筑物標(biāo)準(zhǔn)、地基處理標(biāo)準(zhǔn)、防滲標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。造成設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低的原因是多方面的。首先我們對(duì)自然規(guī)律的了解，有一個(gè)逐步深入的過(guò)程。對(duì)于小型水閘大部分為村民自行建設(shè)的，根本沒(méi)有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，更談不上設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)了。另方面資金不足也是主要原因之一。例如大官坂圍墾獺嶼水閘，2014年進(jìn)行安全鑒定，鑒定為三類閘，其中防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)不能滿足現(xiàn)行《規(guī)范》要求。

1.2 防沖消能問(wèn)題

海堤上的水閘普遍存在防沖消能不滿足調(diào)度運(yùn)行的需要，造成消能破壞，危及閘基安全。最典型的例子是連江大官坂圍墾海堤上的水閘，由于發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)需要，運(yùn)行方式改變，承擔(dān)了納潮任務(wù)，造成水閘上游沖刷深14米，面積達(dá)500平方米。雖然水閘閘基為巖基，但兩岸的堤防發(fā)生嚴(yán)重的崩塌。水閘的防沖消能出現(xiàn)問(wèn)題，一方面設(shè)計(jì)問(wèn)題，另一方面是運(yùn)行調(diào)度問(wèn)題。根據(jù)《閘壩工程管理》中的闡述：“各種消能工型式都有其一定范圍的水力條件，很難有一種消能措施適應(yīng)各級(jí)水位流量和任意的閘門開啟方式”。因此，大官坂水閘增加了納潮功能，內(nèi)港又沒(méi)有設(shè)計(jì)消能設(shè)施，必然造成大面積的沖刷。

1.3 滲流不穩(wěn)定問(wèn)題

我市大部分水閘都修建在軟基或沙基上，特別是中小型水閘。受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和施工工藝的限制，其防滲措施主要是打木板樁和粘土鋪蓋。這種防滲措施有一定的局限性。木板樁的缺點(diǎn)，長(zhǎng)度有限，板樁之間的連接困難，很容易造成開叉，很難形成完整的防滲板墻。粘土鋪蓋的缺點(diǎn)，耐久性差，級(jí)配不合理，運(yùn)行時(shí)間久，抗沖刷能力差，特別在海堤水閘受雙向水位差的影響，非常容易被擊穿造成失效。我市有幾十座水閘的閘基造成淘空，有的甚至報(bào)廢重建。

當(dāng)然水閘除了閘基漏水，水閘的側(cè)墻漏水問(wèn)題也是很普遍的，它除墻基漏水、墻體漏水等問(wèn)題，直接影響水閘的正常運(yùn)行。

1.4 鋼筋砼碳化問(wèn)題

福州市海堤水閘的鋼筋砼構(gòu)件百分之百存在碳化問(wèn)題。不論它處于水上、水下或水位變化區(qū)、浪濺區(qū)都會(huì)碳化，只是碳化程度和碳化過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)短問(wèn)題，這也是普遍性的難題。它的破壞原理和過(guò)程主要是氯離子侵入砼引起鋼筋銹蝕膨脹，再引起保護(hù)層的砼暴裂脫落造成砼構(gòu)件的破壞。鋼筋砼碳化原因主要是環(huán)境條件惡劣，另方面同施工質(zhì)量關(guān)系也很大。

1.5 金屬結(jié)構(gòu)銹蝕問(wèn)題

海堤上水閘的金屬結(jié)構(gòu)（包括啟閉系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)）銹蝕問(wèn)題也相當(dāng)嚴(yán)重。有的運(yùn)行2～3年就嚴(yán)重銹蝕了，這主要原因是環(huán)境氣候條件不利有很大關(guān)系，水閘的閘室常年處于陰暗潮濕的環(huán)境，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)非常不利。另一方面維修養(yǎng)護(hù)也有很大關(guān)系，及時(shí)除銹防腐會(huì)大大提高金屬結(jié)構(gòu)使用年限。

2 主要的加固技術(shù)

2.1 水閘下游沖坑的修復(fù)

沙基和軟基上的水閘下游都修建消力池、海漫和防沖糟等消能設(shè)施，但運(yùn)行多年后由于沖刷形成較深的沖刷坑。采用圍堰進(jìn)行修復(fù)施工造價(jià)高，工期長(zhǎng)，采用土工布和土工網(wǎng)袋裝塊石修復(fù)，可節(jié)省投資縮短工期效果好。（1）水下鋪設(shè)土工布選用300克/平方米，土工布幅寬6米，用三幅搭接縫制，搭接寬度20厘米縫兩道，總寬度15.2米，用鍍鋅管當(dāng)軸心把需要的長(zhǎng)度可以達(dá)到（30米～40米)卷成一捆，用船運(yùn)至指定位置，放入水下，再由潛水員邊滾動(dòng)邊鋪張土工布，船上拋填小沙袋點(diǎn)壓土工布、潛水員配合調(diào)整點(diǎn)壓位置。最后取出鍍鋅管再用。（2）拋填土工網(wǎng)袋裝塊石。應(yīng)用大船（方舟最好）運(yùn)送塊石到指定位置，在兩邊船沿把塊石裝入土工網(wǎng)袋，每袋約裝塊石0.5～0.6立方米。然后在水面拉繩定標(biāo)志，指定位置把船沿整齊排列的塊石網(wǎng)袋推入水中。每個(gè)裝塊石的網(wǎng)袋重量達(dá)一噸多，把它推入水中原理是由于網(wǎng)袋是柔性的，先推部分塊石離開船邊，然后就會(huì)發(fā)生塊石拉塊石的效果，把整個(gè)網(wǎng)袋推入水中鎮(zhèn)壓土工布。（3）注意事項(xiàng)。首先定位要準(zhǔn)確，事后要檢查補(bǔ)拋，最好拋填二層。另外水深要3米以上，防止網(wǎng)袋被塊石砸斷。當(dāng)水深不夠應(yīng)采用船吊會(huì)更安全，但功效較低。該方法在大型水閘應(yīng)用，經(jīng)洪水考驗(yàn)，再用水下攝象表明、回淤效果非常明顯。

2.2 閘基防滲技術(shù)

在不圍堰的條件下，采用單管高壓旋噴構(gòu)筑水泥防滲墻方法在閘基防滲中應(yīng)用。（1）在閘門關(guān)閉的條件下，在上游側(cè)搭鋼管架平臺(tái)，平臺(tái)寬度3米，高度正常水位以上1.5米左右；（2）在防滲軸線位置鋪設(shè)寬度2米的土工布并鎮(zhèn)壓二層的小沙袋。也可以采用套管進(jìn)行施工，主要是保證孔口段（孔口以下1~2米）的旋噴的質(zhì)量；（3）布孔，孔距0.45～0.5米，布單排孔，重要的水閘底板下游側(cè)也應(yīng)布置一道防滲墻，形成封閉體，但閘基應(yīng)設(shè)排水管；（4）注意事項(xiàng)，當(dāng)上下游 水位差大于1米時(shí)，應(yīng)停止施工，防止?jié)B流水壓擊穿未固結(jié)的防滲墻。

2.3 鋼筋砼碳化加固

鋼筋砼碳化加固前應(yīng)經(jīng)過(guò)水閘安全鑒定，特別是對(duì)鋼筋砼作一次全面的檢測(cè)。判定該構(gòu)件是否影響受力。如果已經(jīng)影響構(gòu)件的承載力，應(yīng)該 拆除重建，如果損壞程度較輕，暫不影響受力，可以采用修補(bǔ)的方法進(jìn)行加固處理。（1）拆除重建。例如羅源松山圍墾海堤水閘經(jīng)安全鑒定評(píng)定為三類閘。計(jì)劃拆除水閘上部結(jié)構(gòu)，由于該水閘座落在巖基上，消能防沖沒(méi)有問(wèn)題，閘墩為漿砌條石完整性好，因此，只對(duì)閘門啟閉房等 鋼筋砼構(gòu)件進(jìn)行全面拆除重建。在鋼筋砼設(shè)計(jì)中采用C35海工砼材料，在新砼構(gòu)件施工中，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)對(duì)水灰比的控制，根據(jù)試驗(yàn)要求水灰比要求在0.45以下，砼強(qiáng)度等級(jí)要在30MPa以上的要求。（2）鋼筋砼的修補(bǔ)加固。目前修補(bǔ)鋼筋砼構(gòu)件的方法很多。環(huán)氧樹脂、丙乳砂漿等。長(zhǎng)樂(lè)市十八孔閘采用蠟 涂砼防腐，經(jīng)10多年的運(yùn)行，目前結(jié)構(gòu)基本完好。主要是利用工業(yè)蠟，經(jīng)過(guò)加工成蠟珠，按比例摻入水泥漿，涂在砼表層，厚度約2cm，效果很好。

2.4 運(yùn)行管理

水閘存在問(wèn)題多，處理技術(shù)方案也很多，但運(yùn)行管理是關(guān)鍵的所在，俗話說(shuō)“三分建，七分管”，也是這個(gè)道理。首先是增加運(yùn)行管理維修養(yǎng)護(hù)方面的投入，加強(qiáng)管理機(jī)構(gòu)的建設(shè)，規(guī)章制度的貫徹落實(shí)，青年職工的培訓(xùn)等都是管理方面必要解決的問(wèn)題。例金屬結(jié)構(gòu)的銹蝕問(wèn)題。水閘的啟閉房一年時(shí)間內(nèi)開門、開窗的時(shí)間有幾天，防銹漆幾年涂一次，都很清楚。

3 結(jié)論

海堤水閘是海堤重要組成部分，它承擔(dān)擋潮排澇和納潮等任務(wù)。由于海堤水閘地處沿海，自然環(huán)境對(duì)工程的影響很大，造成海堤水閘存在問(wèn)題很多。希望經(jīng)過(guò)安全鑒定，摸清工程現(xiàn)狀，采用因地制宜的除險(xiǎn)加固技術(shù)，對(duì)全市海堤水閘進(jìn)行全面有效的加固更新。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)海堤水閘運(yùn)行管理，適應(yīng)新時(shí)期形勢(shì)發(fā)展需要。

［1］沈長(zhǎng)松.水工建筑物[M].水利水電出版社,2008.

［2］談松曦.水閘設(shè)計(jì)[M].水利水電出版社,1986.

［3］程興奇,王志凱.主編.水工建筑物[M].中國(guó)水利水電出版社,2006.