水闸除险加固工程的施工技术分析
发表时间：2018-11-12T16:54:19.127Z 来源：《防护工程》2018年第20期作者：王勇
[导读] 随着经济的不断发展，社会在不断的进步，我国水利工程建设对于地区经济发展具有重要作用，而水闸是水利工程的主要组成部分新疆玛纳斯县塔西河流域管理处新疆昌吉州 832200
摘要：随着经济的不断发展，社会在不断的进步，我国水利工程建设对于地区经济发展具有重要作用，而水闸是水利工程的主要组成部分，经过长期运行，水闸出现了不同程度的损坏，需进行加固，才能保证水工建筑运行安全和稳定。本文从实例出发，首先介绍了工程概况，其次就水闸的运行能力进行计算，然后以此提出具体的施工技术方案，以期为类似工程提供借鉴。
关键词：水闸；除险加固；干砌块石护坡
引言
我国的水闸主要是在20世纪50-70年代进行修建的，但是因为当时的施工技术不是很成熟，造成其水闸的建设规范度不是很高，后期水闸的管理和养护都不是很完善，造成混凝土剥蚀炭化和渗漏现象，一定程度上限制的水闸的发展，存在一定的安全问题，对周围的人们的生活造成一定的影响和困扰。基于此，本文从病险水闸的加固内容入手，对其存在的问题进行具体的分析，并提出解决措施。
1水闸加固内容
1.1水闸设计方面
由于水闸除险加固的涉及的范围比较广，其中，主要是结构稳定验算和过流能力。在设计过程中，要重点关注目前的水流情况，全面考虑影响水闸的过流能力的原因，对其孔口断面的形状进行全面的分析，掌握其断面尺寸的状况，将水位的动态进行全面的分析，同时将水流作用下的消能防冲变化结果进行记录和分析。
1.2工程布置
在进行水闸加固过程中，第一需要对水闸进行安全性的建擦和鉴定，在具体的实施中，应该保持原有水闸的结构状态，以工程的规划要求为布置标准。对于水闸而言，比较常见的问题主要是混凝土裂缝、剥蚀、炭化等问题，对于问题不是很严重的水闸，可以进行结构补强的方法进行处理，保证其正常作用；对于修复难度比较大的水闸，需要进行适度的拆除重建。
1.3合理划分等级
在进行水闸的加固设计环节中，应该对水闸进行级别确定。现如今。我国的水闸都是在修建时间比较久远，因此，每个时期的水闸等级评定标准也就不同，相应的水闸工程的级别划分也就存在差异性。
1.4闸室结构布置
在进行水闸的除险加固中，对水闸室的结构布置也是比较重要的一个环节，需要对其进行分析和验收，对原设计进行科学的验证和判断，检验其是否需要进行改进。
2工程实例概述
该水闸工程是1座以灌溉为主的中型水闸，设计灌溉面积0.04万km2。依据现行规范标准要求，本工程设计标准低，工程设备超期服役，建筑物因多年冻融风化等因素，裂缝与麻面严重，存在安全隐患，严重的影响了工程效益发挥。
3水闸过流能力复核
3.1溢流坝过流能力复核
溢流坝通过加固，将原为浆砌石结构梯形堰，整型为曲线实用堰，堰高为3m，堰长123m。在多泥沙河流上建取水枢纽，无论选取什么堰型进行计算，最后在运行中坝前都将会被淤平形成宽顶堰，因此溢流坝的过流能力依据《水力计算手册》宽顶堰的计算公式为：式中：Q表示的是溢流坝的实际泄流量，单位为m3/s；σs表示的是水闸泄洪建筑淹没系数，若hs/H0﹤0.15，则表明为自由出流，那么淹没系数则设定为11；ε1表示的是侧收缩系数，ε1=1-0.2取值为1；m表示的是流量系数，取值为0.385；b′表示的是溢流坝宽度，取值为123m；H0表示的是行进流速水头的堰上水头，计算为N表示的是泄流孔数，取值为1；V0表示的是行进流速。
3.2泄洪闸过流能力复核计算
泄洪闸设置在溢流坝左侧，共3孔，每孔净宽3.5m，闸底板高程391.8m。闸室段长4m为平底，钢筋混凝土结构。闸中墩及边墩厚均为0.9m。闸门为平板钢闸门，尺寸为3.5m×3.4m。因此按《水闸设计规范》（SL265－2001）的堰流公式：
式中：B0-闸孔净宽，取值为10.5m；Q-过闸流量，单位未m3/s；H0-计入行进流速水头的堰上水深，单位为m；g-重力加速度，取值为9.8m3/s；m-堰流流速系数，取值为0.385；ε-堰流侧收缩系数；b0-闸孔净宽，取值为3.5m；b-上游河道一半水深处的宽度，单位为m；N-闸孔数，取值为3；εz-中闸孔侧收缩系数；dz-水闸闸孔中闸墩厚度，取值为1m；bb-水闸闸孔边闸墩顺水流向边缘线至上游到水边线之间的距离，单位为m；σ-堰流淹没系数，hs/h0≥0.72，σ可以按照公式计算得出；hs-由溢流堰顶算起的下游水深。
4水闸除险加固技术探究
4.1混凝土防碳化处理技术
该河闸中闸墩、架排等混凝土结构由于多年的腐蚀已经出现严重的碳化问题，下面主要针对混凝土碳化问题进行探究：混凝土碳化就是指空气中的CO2与水泥中的碱性物质相互反应，一系列的物理化学反应的进行会造成材料中的各组分性能等发生较大变化，也就是混凝土的中性化。对于水闸建筑混凝土结构损坏，修复方法如下：①纵横梁裂缝修复。对于宽度≤0.5mm的裂缝，需顺着裂缝的纹理设置一道宽度为10-20mm的凹槽，深至钢筋，并对钢筋表面的锈渍等进行清理，去除钢筋结构和混凝土结构表面的多余盐分，必要时需焊接，保证建筑的稳定性。需在水闸建筑表面均匀涂刷处理剂，并使用聚合物对砂浆中的凹槽处进行充填处理。对于宽度﹥0.5mm的裂缝，择婿立即修复。②混凝土脱落。对于混凝土结构脱落或者是钢筋外露的废方，需凿除钢筋保护层表面的混凝土，在防腐去锈后需立模板，浇筑C45高性能混凝土。③碳纤维加固。因为水闸建筑长期运行处于水环境中，需要进行加固处理，优化湿固化效果。对此，可在混凝土外粘贴碳纤
维布，并进行涂层防腐处理。
4.2对上游干砌块石护坡进行整修灌浆
因为工程建设必须要综合考虑到防洪功能，防洪需求需要适当的墙高和墙的长度，这就要结合气候、雨量等进行计算。该河闸工程在施工现场，施工人员与技术人员进行了全面勘察，对干砌块石护坡施工参数进行确定，明确翼墙边坡比例和边墙的高度、比例。在边墙位置，每间隔10m便设置一道伸缩缝，宽度为20mm，伸缩缝采用0．2×0.5m现浇C20砌混凝土冒石进行封顶，保证挡土墙结构的稳定性，也维护水闸枢纽边坡。
