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【摘 要】 水闸除险加固工程设计在水利系统维护中起着至关重要的作用。在我国，一些大中型水库由于建设年代久远，水闸也年久失修，急需对其进行除险加固，本文列舉了造成我国水利系统中水闸损坏的主要症状以及目前常用的除险加固工程技术，并提出了目前存在的问题及对策。
【关键字】水闸除险加固
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
水闸是一种利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物。水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。然而水闸经过多年运行，稳定性和抗渗性能就会下降，消能防冲不满足要求，砼炭化、冲刷破坏严重，闸门、启闭机存在安全隐患，电气设备老化严重，无观测设施，管护设施破旧。水闸在排洪泄水方面起着至关重要的作用，所以对一些急需除险加固的水闸进行抢修加固就显得尤为重要。在工程设计上也要采用安全谨慎的设计方法。
一、水闸破坏症状及原因分类
根据水利工程的闸门情况的调查，水闸破坏症状主要有：①裂缝，②渗漏，③冲刷、磨损以及腐蚀，④闸室的启闭设备破坏， ⑤挡水闸闸下游河道淤积，⑥地质灾害等六大类。
二、水闸工程除险加固措施
（一）裂缝的修复方法
1、表面涂抹法
①水泥砂浆涂抹；②防水快凝砂浆涂抹；③环氧砂浆涂抹。
2、表面粘补法
用环氧材料胶粘剂把橡皮或其他材料粘贴在裂缝部位的混凝土上，以达到封闭裂缝和防止渗漏的目的。
3、凿槽嵌补法
根据裂缝的开裂情况，分三种情况对裂缝进行处理，可凿成V字形、梯形、倒梯形深槽。并对其进行修整，清理，槽内用防水材料嵌补，以防止渗水。该法适用于修复对结构强度影响不大的裂缝。
4、喷浆修补法
在裂缝部位喷射一层密实而强度高的水泥砂浆保护层，就能够封闭裂缝、防渗漏，并提高混凝土表面抗冲能力的目的。
5、内部裂缝的处理
正常情况下多采用钻孔灌浆；对浅缝和仅需防渗堵漏、不需要提高构件整体强度的裂缝，则采用骑缝灌浆处理。对于开度大于0.3mm的裂缝，可采用水泥灌浆；对于开度小于0.3mm的裂缝或对渗透流速较大(25m/h)或受温度影响较明显的裂缝，采用改性水泥灌浆或化学灌浆。
（二）水闸渗漏的修复方法
1、基础渗漏的修复方法
基础渗漏主要分三种：a.下游排水的修复方法：①将护坦底部的反滤层拆除，重新修复；②在护坦下游的海漫段增设反滤排水设施。b.沉陷缝止水断裂的修复方法：沉降缝临水面凿槽清洗；将沥青石棉绳或SR止水材料等嵌人缝内，表面平整，将紫铜片(或镀锌片)涂上一层环氧基液覆盖在缝的表面，并用型钢、膨胀螺钉沿缝的两侧固定。c.闸基板桩的补救措施：在下游加做排水设施或在上游适当延长防渗铺盖并对闸基进行灌浆处理。重要的水闸可在闸上游增设垂直防渗。选用深层搅拌桩或射水造墙法建地下连续防渗桩墙或高压喷射灌浆(三管式微摆喷)方法建造防渗帷幕。d.闸基的加固方法主要是灌浆处理。
2、侧向渗漏的处理
开挖回填加深和加长防渗齿墙、灌浆处理以及构筑垂直防渗，选用深层搅拌桩、射水造墙法建地下连续防渗墙或高压喷射灌浆(三管式微摆喷)方法建造防渗板墙。
（三）水闸的冲刷、磨损及汽蚀的修复方法
根据水闸的现状及运行状态，水闸的冲刷、磨损以及腐蚀情况等来分析水闸的腐蚀程度。修复应与非工程措施相结合。如研究水闸合理的运用方式，加强河道采沙的统一管理，以科研成果为基础指导有序采沙，保持河流动力的稳定等。这里主要介绍工程措施：
1、上游防冲槽、护底及下游海漫、防冲槽冲刷的修复
一般应根据形成破坏的原因，水闸运行情况及洪水等相关因素，综合考虑几种常用的有效的处理措施：①回填冲刷坑，设置完善的消能工；②部分回填冲刷坑，采用柔性护砌；③钻孔灌注桩建造二道堰等；④柔性护砌中土工布的应用
2、闸室段底板冲刷、气蚀的修复
可采用混凝土修补浆砌石结构，对原混凝土结构，应将冲刷的部位凿毛，清洗破损面并保湿，如果板内受力筋被冲断，则要按钢筋搭接要求重新搭接钢筋，最后浇筑比原设计的混凝土标号高一级的二期混凝土。
3、消能设施冲刷和磨损的修复
护坦冲刷和磨损的修复方法与底板相同；消能工的冲毁，首先应复核设计尺寸是否满足要求，如满足要求，则只要按原设计尺寸重新修复，并在运行管理过程一中，改善过闸水流的条件；如不满足要求，则一般应按校核后的尺寸进行修复，如修复消力池对闸室安全有影响的，应尽量采取新建辅助消能工、加长海漫和修建防冲槽。并保持护坦的整体性。
（四）下游翼墙、护坡冲刷的修复
下游翼墙原是混凝土材料的，冲刷后可按混凝土修补方法进行修复；若是浆砌石材料，冲毁后，可用混凝土材料修复。但修复时要注意翼墙的扩散角不超过100，过渡段长度按设计规范要求进行设计施工。下游护坡的修复是将已冲毁的部位清除干净，堤坡用土料回填夯实，再用混凝土、浆砌石或水下模袋混凝土进行护坡衬砌。-
（五）闸室启闭设备更新改造
1、启闭机
对于手电两用螺杆启闭机闭门时，由于闸门卡阻、强行顶压或制动失控，产生螺杆压弯应将已压弯曲变形的螺杆矫正修复。对设计启闭力不足或闸槽变形闸门摩阻加大，造成铜螺母牙磨损率超过20%。前者应更新启闭机，后者应更换铜螺母和对闸槽进行处理。
2、电气设备更新改造
提高供电电源的可靠性，重点是复核供电负荷容量，设置备用电源，进行供电方案设计，变压器容量和接线组别选择，箱式变压站的选择与布置，电气接线，接地与照明，低压电器保护等。
（六）水闸抗地质灾害加固
抗地质灾害这要是抗震，抗震除校核主要建筑物是否安全外，重要的是闸门能否及时启闭等等，以便将震灾损失减至最小。因此要从结构和材料上把关以满足复杂的抗震要求；选择超静定结构、设置足够的横向支撑、采用能适应温度沉陷变形和防止构件及设备被抛出的连接方式，避免简支。避免使用坛工材料，采用具有足够抗拉和适应变形的材料。有较高抗震要求的结构宜用钢筋混凝土结构，有一般要求者可用素混凝土结构，避免采用浆砌石结构。
三、结语
水闸在排洪挡水等方面起着重要的作用，对水闸的除险加固能提高其自身的抗御风暴洪水袭击能力， 促进区域经济发展取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益， 更好地为改革开放，为水利建设创造作出更大的贡献。
【关键字】水闸除险加固
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
水闸是一种利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物。水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。然而水闸经过多年运行，稳定性和抗渗性能就会下降，消能防冲不满足要求，砼炭化、冲刷破坏严重，闸门、启闭机存在安全隐患，电气设备老化严重，无观测设施，管护设施破旧。水闸在排洪泄水方面起着至关重要的作用，所以对一些急需除险加固的水闸进行抢修加固就显得尤为重要。在工程设计上也要采用安全谨慎的设计方法。
一、水闸破坏症状及原因分类
根据水利工程的闸门情况的调查，水闸破坏症状主要有：①裂缝，②渗漏，③冲刷、磨损以及腐蚀，④闸室的启闭设备破坏， ⑤挡水闸闸下游河道淤积，⑥地质灾害等六大类。
二、水闸工程除险加固措施
（一）裂缝的修复方法
1、表面涂抹法
①水泥砂浆涂抹；②防水快凝砂浆涂抹；③环氧砂浆涂抹。
2、表面粘补法
用环氧材料胶粘剂把橡皮或其他材料粘贴在裂缝部位的混凝土上，以达到封闭裂缝和防止渗漏的目的。
3、凿槽嵌补法
根据裂缝的开裂情况，分三种情况对裂缝进行处理，可凿成V字形、梯形、倒梯形深槽。并对其进行修整，清理，槽内用防水材料嵌补，以防止渗水。该法适用于修复对结构强度影响不大的裂缝。
4、喷浆修补法
在裂缝部位喷射一层密实而强度高的水泥砂浆保护层，就能够封闭裂缝、防渗漏，并提高混凝土表面抗冲能力的目的。
5、内部裂缝的处理
正常情况下多采用钻孔灌浆；对浅缝和仅需防渗堵漏、不需要提高构件整体强度的裂缝，则采用骑缝灌浆处理。对于开度大于0.3mm的裂缝，可采用水泥灌浆；对于开度小于0.3mm的裂缝或对渗透流速较大(25m/h)或受温度影响较明显的裂缝，采用改性水泥灌浆或化学灌浆。
（二）水闸渗漏的修复方法
1、基础渗漏的修复方法
基础渗漏主要分三种：a.下游排水的修复方法：①将护坦底部的反滤层拆除，重新修复；②在护坦下游的海漫段增设反滤排水设施。b.沉陷缝止水断裂的修复方法：沉降缝临水面凿槽清洗；将沥青石棉绳或SR止水材料等嵌人缝内，表面平整，将紫铜片(或镀锌片)涂上一层环氧基液覆盖在缝的表面，并用型钢、膨胀螺钉沿缝的两侧固定。c.闸基板桩的补救措施：在下游加做排水设施或在上游适当延长防渗铺盖并对闸基进行灌浆处理。重要的水闸可在闸上游增设垂直防渗。选用深层搅拌桩或射水造墙法建地下连续防渗桩墙或高压喷射灌浆(三管式微摆喷)方法建造防渗帷幕。d.闸基的加固方法主要是灌浆处理。
2、侧向渗漏的处理
开挖回填加深和加长防渗齿墙、灌浆处理以及构筑垂直防渗，选用深层搅拌桩、射水造墙法建地下连续防渗墙或高压喷射灌浆(三管式微摆喷)方法建造防渗板墙。
（三）水闸的冲刷、磨损及汽蚀的修复方法
根据水闸的现状及运行状态，水闸的冲刷、磨损以及腐蚀情况等来分析水闸的腐蚀程度。修复应与非工程措施相结合。如研究水闸合理的运用方式，加强河道采沙的统一管理，以科研成果为基础指导有序采沙，保持河流动力的稳定等。这里主要介绍工程措施：
1、上游防冲槽、护底及下游海漫、防冲槽冲刷的修复
一般应根据形成破坏的原因，水闸运行情况及洪水等相关因素，综合考虑几种常用的有效的处理措施：①回填冲刷坑，设置完善的消能工；②部分回填冲刷坑，采用柔性护砌；③钻孔灌注桩建造二道堰等；④柔性护砌中土工布的应用
2、闸室段底板冲刷、气蚀的修复
可采用混凝土修补浆砌石结构，对原混凝土结构，应将冲刷的部位凿毛，清洗破损面并保湿，如果板内受力筋被冲断，则要按钢筋搭接要求重新搭接钢筋，最后浇筑比原设计的混凝土标号高一级的二期混凝土。
3、消能设施冲刷和磨损的修复
护坦冲刷和磨损的修复方法与底板相同；消能工的冲毁，首先应复核设计尺寸是否满足要求，如满足要求，则只要按原设计尺寸重新修复，并在运行管理过程一中，改善过闸水流的条件；如不满足要求，则一般应按校核后的尺寸进行修复，如修复消力池对闸室安全有影响的，应尽量采取新建辅助消能工、加长海漫和修建防冲槽。并保持护坦的整体性。
（四）下游翼墙、护坡冲刷的修复
下游翼墙原是混凝土材料的，冲刷后可按混凝土修补方法进行修复；若是浆砌石材料，冲毁后，可用混凝土材料修复。但修复时要注意翼墙的扩散角不超过100，过渡段长度按设计规范要求进行设计施工。下游护坡的修复是将已冲毁的部位清除干净，堤坡用土料回填夯实，再用混凝土、浆砌石或水下模袋混凝土进行护坡衬砌。-
（五）闸室启闭设备更新改造
1、启闭机
对于手电两用螺杆启闭机闭门时，由于闸门卡阻、强行顶压或制动失控，产生螺杆压弯应将已压弯曲变形的螺杆矫正修复。对设计启闭力不足或闸槽变形闸门摩阻加大，造成铜螺母牙磨损率超过20%。前者应更新启闭机，后者应更换铜螺母和对闸槽进行处理。
2、电气设备更新改造
提高供电电源的可靠性，重点是复核供电负荷容量，设置备用电源，进行供电方案设计，变压器容量和接线组别选择，箱式变压站的选择与布置，电气接线，接地与照明，低压电器保护等。
（六）水闸抗地质灾害加固
抗地质灾害这要是抗震，抗震除校核主要建筑物是否安全外，重要的是闸门能否及时启闭等等，以便将震灾损失减至最小。因此要从结构和材料上把关以满足复杂的抗震要求；选择超静定结构、设置足够的横向支撑、采用能适应温度沉陷变形和防止构件及设备被抛出的连接方式，避免简支。避免使用坛工材料，采用具有足够抗拉和适应变形的材料。有较高抗震要求的结构宜用钢筋混凝土结构，有一般要求者可用素混凝土结构，避免采用浆砌石结构。
三、结语
水闸在排洪挡水等方面起着重要的作用，对水闸的除险加固能提高其自身的抗御风暴洪水袭击能力， 促进区域经济发展取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益， 更好地为改革开放，为水利建设创造作出更大的贡献。