摘要：水閘病害是水閘的不安全因素，隨著科研工作和工程實(shí)踐的廣泛開(kāi)展，出現(xiàn)了許多新材料、新技術(shù)和新工藝，應(yīng)積極地將這些科技新成果應(yīng)用到水閘病害防治工作中來(lái)。

關(guān)鍵詞：水閘病害；成因分析

1 引言

我國(guó)現(xiàn)有各類(lèi)水閘5萬(wàn)多座，它們?cè)诜篮槌凉场⑥r(nóng)業(yè)灌溉、攔潮蓄水、水力發(fā)電、城鄉(xiāng)供水、旅游、環(huán)境生態(tài)等方面發(fā)揮了巨大的作用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，構(gòu)成了我國(guó)水利基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。但是由于歷史原因，并受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的限制。大多數(shù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量較差。而且建成后的管理水平低。工程運(yùn)行維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)無(wú)正常投入渠道。致使水閘在空氣、負(fù)荷、凍融、污染、風(fēng)、浪、雨和雪的長(zhǎng)期作用下，呈現(xiàn)出各種各樣的老化病害，嚴(yán)重影響水閘的安全性、適用性和耐久性。

2病害類(lèi)型及其成因分析

許多水閘都不可避免地存在多種不同形式的老化病害，為了消除或減輕這些水閘的病害癥狀，應(yīng)首先分析病害的類(lèi)型及其成因，才能“對(duì)癥下藥”。

水閘的病害往往不是單獨(dú)存在的，它們之間或多或少地存在著某些必然的聯(lián)系。往往一種作用在最初導(dǎo)致了某種破壞，而這種破壞又會(huì)誘發(fā)其他形式的破壞；反過(guò)來(lái)，其他形式的破壞又將加劇最初的這種破壞。因此，必須對(duì)水閘的病癥進(jìn)行透徹的分析，找出這些病癥的“因果關(guān)系”。

2.1 閘室結(jié)構(gòu)變形破壞

結(jié)構(gòu)的變形破壞形式分為結(jié)構(gòu)的整體位移和局部變形，主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的水平位移和豎直位移超標(biāo)、混凝土開(kāi)裂、結(jié)構(gòu)縫的張開(kāi)（包括止水的失效），這些表現(xiàn)形式之間通常是互相關(guān)聯(lián)的。混凝土的開(kāi)裂和結(jié)構(gòu)縫的張開(kāi)屬于局部結(jié)構(gòu)變形。除了結(jié)構(gòu)整體位移，特別是不均勻位移會(huì)引起混凝土裂縫和結(jié)構(gòu)縫張開(kāi)外，其他原因也會(huì)造成各種類(lèi)型的混凝土裂縫，主要包括溫度裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫和施工裂縫。

2.2 地基滲流破壞

水閘的滲流包括閘下滲流和側(cè)向滲流兩種途徑。由滲流引起的滲透變形是水閘破壞的主要形式之一，主要包括管涌、流土和接觸破壞三種形式。

引起水閘滲流破壞的主要原因有：原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，現(xiàn)水閘為了滿(mǎn)足新的功能要求，提高水位差運(yùn)行；防滲止水設(shè)施失效；排水反濾設(shè)施失效；存在影響結(jié)構(gòu)整體性的裂縫；地基土本身的特性與缺陷；其他原因。

2.3閘門(mén)及其啟動(dòng)系統(tǒng)的破壞

閘門(mén)的主要問(wèn)題包括：面板、主梁、次梁變形與剝落；止水橡皮的老化破損；閘門(mén)及其細(xì)部構(gòu)件的銹蝕等。一般說(shuō)來(lái)，閘門(mén)的破壞往往是在閘室過(guò)水時(shí)發(fā)生的，特別是在某些水力條件下，閘門(mén)將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，甚至產(chǎn)生共振和動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象。閘門(mén)振動(dòng)破壞的原因十分復(fù)雜，目前對(duì)于閘門(mén)振動(dòng)的研究還處于探索階段，但總的說(shuō)來(lái)是由于動(dòng)水作用的不平穩(wěn)引起的。伴隨閘門(mén)的振動(dòng)，將產(chǎn)生一系列的閘門(mén)破壞，例如閘門(mén)變形、止水破壞等。閘門(mén)本身的老化是閘門(mén)破壞的另一個(gè)原因。

2.4 混凝土表面劣化

２.4.1 混凝土碳化和鋼筋銹蝕?；炷恋奶蓟强諝庵械亩趸寂c水泥石中的堿性物質(zhì)互相作用的一種復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。由于碳化會(huì)降低混凝土的堿度，破壞鋼筋表面的鈍化膜，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

2.4.2 混凝土表面剝蝕破壞。混凝土耐久性不良是造成表面剝蝕破壞的內(nèi)在原因。水力混凝土產(chǎn)生剝蝕破壞主要是由于環(huán)境原因。（包括水、氣、溫度、介質(zhì)）與混凝土及其內(nèi)部的水化產(chǎn)物、砂石骨料、摻和物、外加劑、趕緊相互作用，產(chǎn)生一系列機(jī)械、物理、化學(xué)的復(fù)雜作用，從而形成大于混凝土抵抗能力（強(qiáng)度）的破壞應(yīng)力所致。

3 病害加固措施

在對(duì)水閘進(jìn)行安全檢測(cè)及評(píng)估之后，應(yīng)針對(duì)所出現(xiàn)的病害癥狀進(jìn)行除險(xiǎn)加固。在確定加固措施時(shí)，應(yīng)首先消除或最大可能地減小病害源，在對(duì)病害源進(jìn)行整治之后，再逐步對(duì)病害癥狀進(jìn)行處理。由于每個(gè)水閘的病害癥狀及病因都各不相同，所以，對(duì)于各個(gè)水閘的除險(xiǎn)加固應(yīng)因地制宜，靈活運(yùn)用各種加固方法。

3.1 結(jié)構(gòu)變形的處理

3.1.1 閘室的糾偏處理。水閘可以采用應(yīng)力解除法糾偏，其原理是：在沉降較小的一側(cè)布設(shè)密集的鉆孔排，有計(jì)劃，有次序，分期分批地在鉆孔內(nèi)適當(dāng)深處掏出適量的軟淤泥，使地基應(yīng)力在局部范圍內(nèi)得到解除，促使軟土向該側(cè)移動(dòng)，從而增加該側(cè)地基沉降量，最終達(dá)到糾偏的目的。其特點(diǎn)是：掏土?xí)r，掏深不掏淺，掏軟不掏硬，掏基底外不掏基底內(nèi)。

3.1.2 裂縫處理。裂縫處理除了以恢復(fù)防水性和耐久性為主要目的外，也要考慮到經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)的美觀性。修補(bǔ)裂縫的方法很多，主要有鑿槽充填法、灌漿法、表面覆蓋法。

3.2 地基滲透的處理

處理原則是降低水流的滲透坡降，提高基礎(chǔ)的抗?jié)B坡降，從而使?jié)B透坡降達(dá)到安全要求。

基礎(chǔ)滲透修復(fù)主要包括：修復(fù)沉險(xiǎn)縫止水，可重新補(bǔ)做止水設(shè)施；修復(fù)下游排水，將護(hù)坦底部的反濾層拆除，重新修復(fù)，在護(hù)坦下游的海漫段加做反濾排水設(shè)施；適當(dāng)加長(zhǎng)上游防滲鋪蓋；補(bǔ)救閘基板樁；加固閘基，其方法主要是灌漿處理。

側(cè)向滲漏修復(fù)主要包括：閘背填土開(kāi)挖回填；加深和加長(zhǎng)刺墻；垂直止水的修復(fù)；灌漿處理。

3.3 上下游消能防沖設(shè)施破壞的處理

上下游消能放沖設(shè)施產(chǎn)生破壞時(shí)，應(yīng)采用工程措施與非工程措施相結(jié)合的手段在處理。

非工程措施最主要的是提高水閘運(yùn)行管理水平，采用合理的運(yùn)行方式。如果這種破壞主要?dú)w咎于水力條件發(fā)生變化或設(shè)計(jì)不當(dāng)，則應(yīng)對(duì)消能防沖設(shè)施進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，設(shè)置完善合理的消能工程。對(duì)于軟弱地基，需采用合適的方法進(jìn)行處理。處理過(guò)程中，注意到土工合成材料中的非織造針刺土工織物具有良好的反濾特性，可用來(lái)設(shè)置反濾層，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂礫料，可以解決砂礫料級(jí)配不當(dāng)所帶來(lái)的一系列問(wèn)題。例如，閘后底板分縫處排水孔常因淤堵而失效，致使底板下積聚過(guò)高的揚(yáng)壓力等。

3.4 閘門(mén)及其啟閉設(shè)備的維修加固

由于受過(guò)去技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制，建造的閘門(mén)多為鋼筋混凝土閘門(mén)，現(xiàn)大多已出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，加固過(guò)程中可以考慮將混凝土閘門(mén)門(mén)體更換為鋼閘門(mén)。一些重要的中小型水閘沒(méi)有設(shè)置檢修閘槽及備用工作閘門(mén)，萬(wàn)一閘門(mén)損壞，可能引起嚴(yán)重的事故。因此，對(duì)于這類(lèi)水閘必須用切割機(jī)切出一道預(yù)備工作閘槽，以防不測(cè)。在對(duì)啟閉系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)注重對(duì)其供電及控制線(xiàn)路進(jìn)行改造，完善各輔助設(shè)施功能，提高控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度。

3.5 混凝土表面劣化的處理

3.5.1 混凝土的碳化及鋼筋銹蝕處理。對(duì)于混凝土碳化的處理，視碳化的深度和部位的不同，各種工程的處理方法也不盡相同。一般而言，將碳話(huà)的混凝土全部鑿去，表面清理干凈，再用高于原混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的混凝土或其他修補(bǔ)材料（例如環(huán)氧聚酯、丙乳砂漿、丙乳混凝土、HBR聚合物砂漿等）進(jìn)行修補(bǔ)加固；如果外露的鋼筋已產(chǎn)生銹蝕，必須先除銹再進(jìn)行處理，都應(yīng)考慮采用一般混凝土或噴砂漿修補(bǔ)，可以考慮用環(huán)氧厚漿涂料封閉。

3.5.2 混凝土表面剝蝕處理。首先對(duì)原混凝土剝蝕面進(jìn)行清洗，然后用各類(lèi)修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)。在選用修補(bǔ)材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)混凝土剝蝕的原因，采用不同的修補(bǔ)材料。例如，由凍融破壞引起的表面剝蝕，可采用抗凍性聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

水閘病害是水閘的不安全因素，所以，水閘的安全評(píng)價(jià)應(yīng)建立在現(xiàn)狀調(diào)查與安全檢測(cè)的基礎(chǔ)上。目前，水閘安全評(píng)價(jià)在很大程度上依賴(lài)于多位專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，其安全評(píng)價(jià)體系尚待進(jìn)一步成熟與發(fā)展。病害檢測(cè)水平需進(jìn)一步提高，特別是應(yīng)加強(qiáng)水下部分的檢測(cè)，以提高檢測(cè)工作的完善性，更好地了解水閘的工作性態(tài)。近年來(lái)，隨著科研工作和工程實(shí)踐的廣泛開(kāi)展，出現(xiàn)了許多新材料、新技術(shù)和新工藝，應(yīng)積極地將這些科技新成果應(yīng)用到水閘病害防治工作中來(lái)。