通航船閘檢測案例分析

楊本 李鵬飛 張潤

摘 要：目前大部分通航船閘檢修均按照固定周期開展，缺乏科學(xué)檢測，難以為檢修工作計劃的制訂提供依據(jù)。近年來，交通運輸部相繼發(fā)布了《通航建筑物維護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTS 320-2-2018）和《港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》（JTJ302-2006），為通航船閘檢測提出指導(dǎo)要求。本文結(jié)合具體工程案例詳細(xì)分析了通航船閘的主要檢測內(nèi)容及方法，并針對檢測結(jié)果給出工程建議，本文成果可為其他船閘檢測提供參考。

關(guān)鍵詞：通航船閘;檢測;水工建筑物;閘門

通航船閘作為水運交通的一個重要組成部分，運營過程中受各種外力作用和自然條件影響，容易發(fā)生老化病害。為確保船閘設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)和船閘有效暢通，船閘在運行過程中應(yīng)定期進(jìn)行不同程度的檢修，以排查消除各種潛在的或顯現(xiàn)的故障，或全面恢復(fù)、改善和提高船閘的技術(shù)狀況。但目前的檢修工作均按照固定周期開展，缺少科學(xué)檢測，難以為檢修工作計劃的制訂提供依據(jù)。2018年交通運輸部發(fā)布了《通航建筑物維護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTS 320-2-2018）[1]規(guī)定了通航建筑物技術(shù)狀態(tài)等級，檢測與評價，船閘維護(hù)，升船機(jī)維護(hù)等技術(shù)內(nèi)容;2019年交通運輸部對原規(guī)范《港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》（JTJ302-2006）進(jìn)行修編，發(fā)布了《水運工程水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》（JTS 304-2019）[2]，新增了通航建筑物檢測與評估。本文基于相關(guān)規(guī)范并結(jié)合工程特點，詳細(xì)分析了通航船閘的主要檢測內(nèi)容及方法，并結(jié)合具體案例對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，給出工程建議，本文成果可為其他船閘檢測提供參考。

1 工程概況

某通航船閘于2000年12月建成，為Ⅴ級船閘，設(shè)計通航300t船舶或船隊。船閘有效尺度為100m×12m×2.0m（長×寬×檻上水深），設(shè)計通過能力為139.2萬噸。船閘上游最高通航水位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。閘室采用砼塢式結(jié)構(gòu)，閘門型式采用橫拉門。該船閘運營至今一直未開展大修工作，僅進(jìn)行了日常的基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)。目前船閘的混凝土結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)老化，工作閘閥門的主要運轉(zhuǎn)、支承部件和啟閉機(jī)械設(shè)備配備較落后，機(jī)械故障發(fā)生頻率越來越高。

2 檢測內(nèi)容及方法

為減少檢測工作對船閘通航影響，檢測工作在有水環(huán)境下開展，檢測重點針對水工建筑物和閘門[3]，具體檢測內(nèi)容及方法如下：

2.1水工建筑物水上部分外觀調(diào)查

主要采用目測、敲擊、尺量等方法，全面描述船閘閘室兩側(cè)地基情況，閘室、閘首靠船墩等構(gòu)件水上外觀（表面破損、露筋、蜂窩、空洞等）情況，詳細(xì)記錄并描述構(gòu)件的裂縫（位置、長度、寬度和走向）、表觀缺陷（包括蜂窩、麻面、露石）、混凝土起鼓（剝離）、露筋（位置、數(shù)量、長度、面積）等情況。

2.2閘門水上部分外觀調(diào)查

主要采用目測、敲擊、尺量等方法，檢查主要包括以下內(nèi)容：

（1）門體及其構(gòu)件變形、損傷和腐蝕情況;

（2）閘門運行時門體其構(gòu)件的異響和抖動情況;

（3）焊縫情況;

（4）支承系統(tǒng)偏斜、損傷和脫落情況;

（5）止水橡皮破損、撕裂和老化情況;

（6）螺栓松動、損壞和缺失情況。

2.3水下部分外觀檢查

采用水下三維成像聲吶檢測以下內(nèi)容：

（1）閘室內(nèi)淤積、礙航物、閘室墻破損;

（2）門庫、門坎內(nèi)淤積物、障礙物、混凝土結(jié)構(gòu)破損;

（3）閘門水下金屬結(jié)構(gòu)變形、損壞、缺失。

2.4沉降、位移檢測

用GPS和水準(zhǔn)儀對閘室、閘首的變形與變位進(jìn)行檢測，同時考察船閘結(jié)構(gòu)段變形縫的擠壓、錯位和錯臺情況，主要包括以下內(nèi)容：

（1）沉降引起的頂面高程的變化情況;

（2）位移引起的平面位置的變化情況;

（3）變形縫的擠壓、錯位和錯臺情況。

2.5混凝土強(qiáng)度檢測

混凝土構(gòu)件的劣化將可能導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度的折減，為客觀地評定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗荷能力，同時盡可能減小對現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，對船閘主要混凝土結(jié)構(gòu)在有代表性的部位采用回彈法檢測構(gòu)件強(qiáng)度。對回彈法檢測判定的不合格構(gòu)件，取芯進(jìn)行抗壓試驗驗證。具體操作按照《水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測技術(shù)規(guī)程》[4]（JTS 239-2015）執(zhí)行。

2.6混凝土耐久性檢測

混凝土耐久性檢測主要包括：鋼筋保護(hù)層厚度檢測和碳化深度檢測。其中，鋼筋保護(hù)層厚度檢測采用電磁法，碳化深度檢測采用酚酞乙醇溶液測定。具體操作按照《水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測技術(shù)規(guī)程》（JTS 239-2015）[4]執(zhí)行。

2.7鋼結(jié)構(gòu)檢測

鋼結(jié)構(gòu)檢測主要包括：鋼材厚度檢測和涂層厚度檢測。其中，鋼材厚度檢測采用金屬超聲測厚儀，涂層厚度檢測采用涂層測厚儀。具體操作按照《水運工程水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》（JTS 304-2019）[2]執(zhí)行。

3 檢測結(jié)果分析

（1）水工建筑物水上部分普遍存在劣化現(xiàn)象，典型病害如下：混凝土構(gòu)件局部鋼筋外露、銹蝕;混凝土構(gòu)件局部破損;閘首邊墩墻后回填土塌陷;閘室墻墻體間存在錯臺;閘室墻與閘首邊墩伸縮縫處漏水。

（2）閘門水上部分整體健康狀態(tài)一般，典型病害如下：鋼結(jié)構(gòu)涂層脫落、銹蝕;桁架、斜撐等桿件局部扭曲變形;橡膠緩沖塊老化、缺失;止水老化漏水;臺車滾輪銹蝕、運行中異響。

（3）水下部分外觀檢測結(jié)果顯示水下構(gòu)件未見明顯損害，具體問題如下：橫拉門軌道附近有異物，對閘門運行存在影響;閘室內(nèi)存在輕微淤積。

（4）沉降位移檢測情況：該船閘閘室墻頂面相鄰段墻錯臺在1mm～10mm之間，左右側(cè)閘室墻頂面相對高程最大高差分別為33mm、46mm;閘室墻頂前沿線位置的實測偏差為（3～43）mm。

（5）混凝土構(gòu)件強(qiáng)度檢測均滿足設(shè)計要求。

（6）鋼筋保護(hù)層厚度較設(shè)計厚度整體偏厚，偏差范圍（-11～24）mm。碳化深度范圍（6～14）mm，依據(jù)《混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 193-2009）[5]抗碳化性能等級屬于較好和好兩個等級。

（7）鋼材厚度范圍（9.03～9.33）mm，設(shè)計厚度10mm，鋼材厚度可為后續(xù)評估計算提供依據(jù)。涂層厚度范圍（250～291）μm。

4 工程建議

（1）對檢測過程中發(fā)現(xiàn)的水工建筑物外觀缺陷質(zhì)量問題如：混凝土構(gòu)件破損、露筋、鋼筋銹蝕等問題，建議及時修復(fù)處理。

（2）對檢測過程中發(fā)現(xiàn)的水工建筑物不均勻沉降、偏移、漏水等影響整體穩(wěn)定性的問題，及時召開專家會，分析原因，并由具備相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計單位進(jìn)行評估復(fù)核并開展加固設(shè)計。

（3）對檢測過程中發(fā)現(xiàn)的閘門老化、銹蝕、變形等問題，及時開展大修處理。

（4）建議參照相關(guān)管理辦法進(jìn)行日常維護(hù)及定期測量觀測，確保船閘的安全通航。

（5）船閘應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計通航等級使用，不得超等級通航。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTS 320-2-2018通航建筑物維護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2018.

[2]JTS 304-2019 水運工程水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范[S]. 北京：人民交通出版社，2019.

[3]應(yīng)宗權(quán)，郁達(dá)，蘇林王.船閘水工建筑物的檢測與評估技術(shù)[J].水運工程，2011（07）：100-105.

[4]JTS 239-2015水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體檢測技術(shù)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2016.

[5]JGJ/T 193-2009混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.