大中型水闸除险加固研究与处理措施
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6.3 工程规模

根据《山东黄河东平湖林辛分洪闸安全鉴定资料》,对水闸进行除险加固设计,确定的除险加固的主要内容包括下列几个方面。

(1)水闸加固。剥蚀破坏处理:闸室混凝土多处存在冻融破坏,表面剥蚀,混凝土保护层厚度不够。需进行凿毛补强修复,补强材料选用丙乳砂浆。在确定处理范围时,考虑到不同高度剥蚀程度不同,进行分部位处理。剥蚀部位高程由闸后湖区非汛期10月水面高程41.29m控制,另外增加0.5m超高;在剥蚀高程以下处理深度为35mm,以上为20mm,处理范围包括闸墩、闸底板和胸墙。

裂缝修补:针对不同的裂缝种类和裂缝宽度,采用不同的处理措施。对宽度不超过0.2mm裂缝,可以利用混凝土表面微小独立裂缝或网状裂纹的毛细作用,采用丙乳砂浆进行表面封闭处理。针对上游南导墙裂缝,缝长3.0m;北减载孔墩与边墩沉陷缝宽4cm,北翼墙扭面裂缝长3cm等贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的非贯穿性裂缝采用化学灌浆进行处理。

橡胶止水带更换:闸室上游侧边墩与两侧减载孔间因历史沉降差较大,造成两者间橡胶止水带拉裂。需要更换止水带,每条止水带长12m,共2条。处理措施为:取出原有止水带,用螺栓和钢压条将651型塑料止水带进行固定,回填M10水泥砂浆保护。

消能防冲建筑物加固:海漫复核计算时,长度不足。通过对海漫加长和防冲槽加固两个方案的对比,最终采用加固防冲槽方案。将原防冲槽断面面积由26.12m2增大到33.94m2,为了增强其抗冲能力,挖出原有抛石,采用铅丝笼石进行回填。

(2)启闭机和闸门更换。启闭机已经超过规范规定20年折旧年限,设备陈旧;制动器抱闸时出现冒烟现象,轴瓦老化;高度指示器均有不同偏差,有的已经失去作用;部分启闭机减速器、联轴器出现漏油现象;绝大部分启闭机未设荷载限制器。为此,对启闭机进行更换。

闸门为钢筋混凝土平面门,闸门年久失修,3孔、7孔、10孔和15孔闸门混凝土脱落,金属构件出露、锈蚀严重;1孔、6孔、8孔、13孔、15孔闸门门顶止水拉裂严重,对闸门进行更换,更换为目前普遍应用的钢闸门,门槽止水与闸门同进更换。

(3)启闭机房重建。启闭机房墙体出差贯通裂缝,影响结构安全,为配合启闭机更换,启闭机房整体拆除,重建采用轻钢房屋。

启闭机大梁在复核计算时,其抗剪腹筋不能满足现行规范要求,结构启闭机更换,对其进行重建。重建的大梁采用原有结构型式,断面采用尺寸为宽30cm,高100cm,为了增加大梁的整体性,在大梁两端由次梁联结,次梁尺寸为宽17cm,高100cm。

(4)交通桥拆除重建。交通桥原设计标准荷载为汽13,低于目前的荷载标准;交通桥桥伸缩缝处铺装普遍破坏,桥板混凝土老化严重,钢筋多处裸露。综合这样情况,公路桥承载能力严重不足,不能满足当前抗洪抢险的需要,需要拆除重建。

(5)电气设备。电气设备多为改建时架设,部分为涵闸始建时配置,由于年久失修,部分线路已严重老化;电源开关部件为老式闸刀,开关不灵活,有黏滞现象;控制点没有能切断总电源的紧急断电开关。这次加固时,统一更换为新的设备。

(6)安全监测设施。测压管A1~A4因淤堵原因引起不通,考虑到曾采用高压水进行疏通处理效果不明显,本次加固采用重设渗压计,仍为4组,每组设2个渗压计。原闸未设测流设备,造成分洪时分洪流量无法准确掌握。为此,增加两套测流设备。

(7)消能防冲建筑物检查。在水闸安全鉴定时,未进行清淤检查。根据对水闸安全鉴定的核查意见,在初步设计阶段应考虑清淤工作,在施工阶段如发现问题,作变更处理。据现状实测地形与原始设计资料进行计算,确定清淤范围的原则为所有混凝土需要检查的部位,结合防冲槽加固,该处也需要清淤,开挖边坡系数为1∶4,预留3m施工平台。检查部位需要清淤3.03万m3

(8)水渠拆除重建。林辛闸在改建时,在原铁路桥位置改造成灌溉水渠,矩形断面,外轮廓尺寸为宽1.5m,高1.5m;过水断面宽0.7m,高1.2m。水渠北起雪松园,南至围十堤。雪松园至林辛闸址段长177m,林辛闸址段长130.7m,林辛闸址至围十堤长139.8m。该渠年久失修,多处开裂;该渠紧邻交通桥,在交通桥重建时,需要将其拆除,留足施工空间。为此,对该渠进行重建,范围为雪松园至围十堤,断面尺寸不变。

(9)堤顶道路恢复和养护。场区施工道路为黄河大堤和二级湖堤,其中黄河大堤3.5km,二级湖堤5.4km。路面为4cm厚沥青混凝土路面。施工期间弃土、弃渣、建筑材料及闸门吊装等运输车辆,均会对现有路面造成损坏。为此,交通桥两侧引线各考虑50m的堤顶道路恢复,施工场区内考虑2.5km的道路养护。