路快通修补砂浆用于水闸底板应急抢修工程浅述

胡凯伦，张书鹏，邓彬彬

（河北工程大学 水利水电学院，河北 邯郸056000）

1 问题提出

黎明水闸2孔净宽16m， 设计流量157m3/s，于2002年建成并投入运行（上游约500m处曾经的黎明老闸尚未拆除）， 主要承担温州主城区防洪排涝、挡潮、 日常生态排水及瓯江与温瑞塘河船只过闸通航等任务。 在一次检查中发现，由于长时间货船来往，对水闸闸室底板、闸底板槽钢、边墙等造成较为严重的剐蹭、磨损；另外，水闸长期运行受水流冲刷等因素导致闸底板、闸墩混凝土表面保护层磨损严重，因此需要对该闸进行及时修复。

2 工程概况

黎明水闸原设计为不通航水闸， 后期根据实际需要做通航使用。因水位等原因，货船通航对闸室底板、槽钢、边墙时有剐蹭、碰撞等现象，导致止水铜片受损、闸底板槽钢凹陷；另外，水闸长期运行受水流冲刷导致闸底板、 闸墩混凝土表面保护层磨损较为严重，水闸存在漏水等情况，使得修复工作必须及时开展。 但此时已进入汛期，如果下游建设围堰（上游关闭黎明老闸），建设期间如遇强降雨，会导致无法及时排水等不可控的风险。 水闸下游约200m处为浙江省第二大江瓯江，属正规半日潮，通常情况高潮位在3.7m，天文大潮达4.6m，台风期间遇“三碰头”时最高潮位纪录为5.6m。 水闸下游与瓯江之间可修围堰处的河床底高程为-1.5m，且河面跨度大，下游的水环境为海水，要对这种情况设计一种施工方案，满足现场的施工要求且工期较短。

3 工程分析

本次工程抢修的地方有以下3个部分：止水铜片受损；闸底板槽钢凹陷，闸底板槽钢两边与中间的高差约有5cm左右；局部面板混凝土表面受损，骨料裸露。

以上3个部分必须在干地进行修复，所以首先要确定如何形成干地环境，常用的方法是建造围堰。但是，由于处在汛期，该闸又是温州主城区主要骨干排涝闸之一， 同时还承担瓯江与温瑞塘河船只通航任务，而下游围堰跨度大、建设要求高，建造和拆除都会耗费大量时间。 因此，采用常规的施工方案，对城市防汛安全和内河航运都不利， 且大型围堰成本过高。通过实地分析，黎明水闸上游曾经的老闸尚未拆除，虽然老闸存在一些漏水情况，但可以阻隔绝大部分的水。将老闸关闭，再在黎明水闸两孔前靠着闸墩分两段设置小的围堰， 就相当于一个大的上游围堰的作用，而且非常经济。 而瓯江每日有两次潮落，每次可以短暂创造出4h左右的干地条件。 止水铜片和槽钢都是可以浸没水中的， 且第二次施工只需少量时间清除施工部位的水即可。但是，闸底板修复使用的传统混凝土， 无法在未终凝之前泡入流动的海水中， 因此， 该方案的关键在于闸底板修复材料的选取。如果有材料能够迅速终凝且到达强度，即可在下游不修建围堰的情况下完成修复。

3.1 主要施工机械设备

主要施工机械设备如表1。

表1 主要施工机械设备

3.2 施工进度

施工进度如表2。

表2 施工进度

3.3 修复材料的选取

目前采用的混凝土面板破损补强修复的材料主要有两类：一类是聚合物水泥基砂浆，其养护时间为7d；第二类是修补型改性环氧砂浆，养护时间为2d。均无法满足时间要求。据了解，路快通修补砂浆是一种速凝修补材料，其给定的参数如表3。

表3 路快通修补砂浆主要性能指标

经过在黎明水闸施工场地情况下的测试，得到其终凝时间小于40min，实地检测主要性能指标如表4。

表4 实地检测主要性能指标

通过计算， 该修补砂浆1h后的主要参数都能满足使用要求。

4 抢修工作

4.1 抢修设计方案

4.1.1 处理闸门槽钢底部凹陷

切除原设计底板中部凹陷的槽钢， 凿除酥松底板混凝土，采用路快通修补砂浆填充，并预留20mm深，300mm宽，4m长凹槽，凹槽内嵌HW100×100工字钢，两边采用直径20mm化学锚栓固定。

4.1.2 处理闸底板

利用涨落潮间歇， 对闸底板货船剐蹭区域先凿成毛面，将基面清理干净，采用路快通修补砂浆修补后找平，修补面积由现场确定。

4.1.3 处理止水铜片

对上下游闸底板与消力池底板接缝处失效的止水铜片位置，先凿除铜片表面混凝土，遇表层钢筋网进行局部切除，露出损坏的止水铜片，进行局部切除更换新的止水铜片，新旧止水铜片可采用焊接连接，止水铜片更换完成后用路快通修补砂浆填充找平（砂浆内可配镀锌钢丝网片）， 止水铜片更换位置和长度根据现场实际确定。

4.2 总体工作思路

总体工作思路如图1。

图1 总体工作思路

4.3 闸底板修复

4.3.1 基面处理

对于破损或松散混凝土， 用风镐或电钻彻底凿除；对于完好混凝土基面，用钢丝刷将基面的疏松颗粒、浮浆层、油污、沥青、黏合剂、涂料、尘土等污染物彻底清除，露出坚硬毛糙面，并用空压机将基面和槽内灰尘吹净。

4.3.2 界面浸润

由于施工之前就已泡在水中已经足够湿润，只需施工时清除明水即可。

4.3.3 砂浆搅拌

拌合水与材料的质量比（水料比）为13%上下浮动不超过1%，即每袋50kg材料加水量为6～7L。 拌合水严禁使用海水。

砂浆使用强制式砂浆搅拌机进行搅拌。 将水按比例倒入搅拌容器中，边搅拌边加入粉料，直至获得所需要施工稠度的砂浆，搅拌时间3min。一次搅拌量根据现场修补面积和修补厚度决定， 每次搅拌的砂浆从加水搅拌开始至修补结束，时间不超过10min。

4.3.4 修补

用灰刀将修补砂浆分层、 均匀地将破损面修补平整密实。 超过可施工时间或稠度不满足要求的砂浆，不得继续使用。

4.3.5 养护

砂浆表面终凝后，放置水管让砂浆表面湿润，待潮水上涨收回水管。

4.4 闸门下部抢修

4.4.1 闸门下部不锈钢钢槽更换

（1）将闸门凹陷区域原结构混凝土凿除，漏出闸门处已经变形内嵌工字钢。

（2）将闸门处已经变形内嵌工字钢切除，并更换新的型钢。

（3）将新旧型钢焊接连接，底板处进行植筋锚固。

（4）工字钢安装校平后，浇筑路快通修补砂浆。

4.4.2 闸门止水铜片更换

（1）将闸门结构缝止水铜片损坏区域的混凝土和结构缝内填充沥青松木板进行凿除，漏出止水铜片。

（2）将破损的止水铜片切除。

（3）更换新的止水铜片，新旧止水铜片进行焊接。

（4）浇筑路快通修补砂浆，砂浆内布镀锌钢丝网片。

（5）结构缝内填充沥青松木板。

（6）路快通修补砂浆养护。

4.4.3 闸门底止水橡皮更换

（1）将闸门底部原止水带上固定的螺栓拆除。

（2）将闸门原止水带卸除。

（3）将新止水带定位放线打孔。

（4）安装新止水带。

5 工程投资

本工程投资54.03万元， 其中： 建安工程投资34.91万元，临时工程16.12万元，设计费3.0万元。

6 结语

本工程采用了新式材料，在时间紧、要求高的情况下，利用潮汐潮落所形成施工的时间差，采用新式材料快速完成修复。这一工程的亮点在于：①充分利用潮汐潮落等条件， 在上下游围堰问题处理上非常科学合理，大大节省了投资；②采用传统路面修复的材料解决水工问题，结合了潮汐潮落各种特殊条件，很好地解决了当前问题，节省了大量时间。这不仅解决了汛期水闸随时可能出现的排涝需求的难题，也最大限度减少了因航路停运过久带来的损失； 同时还克服了传统的施工方法下游需要建造围堰的重要施工内容，节省了工程投资，为江海等有潮汐潮落地带的水闸等水利工程抢险修复提供了实例经验。