严埭港船闸闸墙修复浅析

何建栋

(无锡市水利设计研究院有限公司，江苏 无锡 214023)

1 引 言

严埭港水利枢纽是运东片包围圈八个较大的口门控制建筑物之一，位于无锡市北郊，枢纽由泵站、节制闸、船闸和上下游连接建筑物等组成。泵站总装机流量为70m3/s，单机流量为14m3/s，其中2台水泵具备双向抽排功能。节制闸的总净宽为24m，2孔，单孔净宽12m。船闸尺寸为16(20)m×135m。

严埭港船闸由上下闸首、闸室、上下游引航道和导航建筑物等构成。船闸的上下闸首采用钢筋混凝土U形结构，底板高程与河底高程相平，底板厚2.0m。消力池紧靠上下闸首，长11.99m，宽16～20m，深0.5m。闸室段底部高程0.00m，宽20.0m。

2 运行概况

严埭港水利枢纽建成运行四年多来，发挥了重要的防洪排涝效益，船闸连接了无锡城区与锡北运河、江阴及长江之间的航运，具有重要的航运价值。目前，在船闸运行管理过程中出现不少问题亟待解决，如船闸上下游导航墙、闸室翼墙容易受船只碰撞出现破损，现急需对船闸上下游导航墙及闸室翼墙进行保护性修复。

严埭港枢纽每日通航量约为150条船，随着钢制运输船舶数量的不断增加，超吨级船舶不断涌现，加上船只过闸时随意停靠，对船闸上下游导航墙及闸室挡浪墙造成严重破坏，导致导航墙表面混凝土脱落、破碎，闸室挡浪墙破碎等。尤其是上下闸首的圆弧翼墙、闸墩、闸室内渐变段交界处更加突出。经观察，闸墙迎水面磨损现象普遍存在，局部出现露筋、断筋等现象，船闸闸墙修复已经到了刻不容缓的程度。

3 工程类比启示

直湖港船闸运行工况与严埭港船闸相类似，该船闸已妥善完成闸墙修复工作，其中修复内容包括闸室段翼墙修复和上下闸首翼墙修复。

闸室段翼墙修复过程中，将闸室翼墙顶部挡浪墙破除[1]，新建挡浪墙后移1～2m，对拆低后的翼墙前沿进行钢板包护。

上下闸首翼墙修复采用钢板包护的处理方式[2]，先对混凝土脱落、露筋等部位凿毛清理，再用同强度等级的细石混凝土修补，待新铺设混凝土达到强度要求后，再对易被船只碰撞的墙面进行钢板包护。具体的修复细节为先在导航墙间隔一定距离处打孔，埋入膨胀螺栓的销子，再在混凝土表面放置厚度为6mm或者8mm的钢板[3]，在打孔位置预留螺栓孔洞，最后将膨胀螺栓拧入孔洞中，使钢板与混凝土表面紧密结合。

通过几年的运行观察发现，以上两种修复方式存在以下不足之处：

a. 由于闸室段翼墙拆低，挡浪墙后移，闸室水位发生变化，容易导致船只搁置在闸室墙翼墙顶端，造成船只损坏或翼墙钢板拉裂。若水位变幅过大，甚至会造成船只倾覆。

b. 上下闸首翼墙钢板包护采用直径为12mm的膨胀螺栓固定，船只反复碰撞后，极易出现断筋、拔除等现象，使包护钢板出现松动，导致钢板内侧混凝土撞碎掉落，内部空鼓，引发钢板包护表面凹凸不平。

由此可见，直湖港船闸闸墙的修复工作在一定程度上保护了船闸的安全运行，但仍有改进的空间。本文针对严埭港船闸闸墙的运行现状，系统总结直湖港船闸闸墙的修复经验，在其基础上提出改进措施，以完善闸墙修复方案。

4 修复方案设计

4.1 挡浪墙修复方案

严埭港船闸的闸室挡浪墙向内突出于闸室墙，极易被船只碰撞，而且工程建设时未对其进行钢板包护，目前已破损严重。该次闸墙修复过程中，保留原有挡浪墙，将挡浪墙宽度从0.3m调整至0.57m[4]，在挡浪墙前沿以外7cm处设置8mm的钢板包护。

保护钢板中每隔一定间距设置拉杆，拉杆植入原有挡浪墙中[5]，与新浇筑的挡浪墙加宽段钢筋网焊接。钢板与原挡浪墙之间的间隙采用细石混凝土填筑，以便于钢筋绑扎与焊接将挡浪墙高程抬高0.10m。

混凝土填筑前，需进行新老混凝土结合面的凿毛清洗作业[6]。挡浪墙加固断面结构如图1所示。

图1 挡浪墙加固断面结构 (单位：mm)

该方案有效避免了船只搁置现象，同时表面的钢板包护降低了挡浪墙混凝土表面破损概率。挡浪墙加厚后，采用钢板包护，且混凝土与钢板有效结合，提升了挡浪墙的抗撞击能力。

4.2 闸首翼墙修复方案

上下闸首翼墙钢板包护是在闸墙外侧采用钢板护面、橡皮防冲的方法，其保护原理是钢板承受船只的冲拉和摩擦，橡皮起缓冲作用。

修复流程包括：将M24高强度螺丝栓植入闸墙内20cm，用高强乙烯基树脂砂浆紧固，该螺栓用于固定钢板；钢板四周折入闸墙内，采用电焊焊接牢固，钢板折入前用环氧砂浆补平闸墙表面的凹穴、磨损部位，钢板折入后保障其表面平整[7]；分块安装钢板，将闸墙外墙与上顶、内墙的钢板形成整体，对闸墙进行封闭式全面保护。

钢板包护断面结构如图2所示。

图2 翼墙钢板包护断面 (单位：mm)

上下闸首翼墙钢板包护方案采用M24高强螺丝栓固定，提高了钢板包护的牢固性和可靠性，内垫10mm橡皮有效缓冲了船只对闸墙的冲击力，使内部钢筋混凝土得到有效保护。

5 钢板包护施工

5.1 前期准备

钢板包护的施工前期准备工作涉及施工人员、施工材料、施工设备三个方面，具体如下：

a. 一支业务技术精、能吃苦耐劳的施工队伍。

b. 原材料充足，包括8mm厚Q235平面钢板、10mm厚耐酸平板橡胶、M24高强度长螺丝栓、高强乙烯基树脂砂浆、闸墙补强环氧树脂材料等。

c. 起重机、施工钢脚手架、钢板切割机、弯边机、电弧焊等施工工具齐备。

5.2 施工流程

钢板包护的施工流程大致可分为三个部分，分别为钢板部分、导航墙部分、整体吊装部分。

钢板部分主要包括：气割开料，坡口焊接整形磨光，内部涂刷防锈漆，内表面固定保护橡皮，试吊装(钢板打孔)。

导航墙部分主要包括：墙体钻孔埋置螺栓，墙面环氧砂浆修补[8]。

整体吊装部分主要包括：钢板整体吊装焊接，螺栓固定钢板、表面磨圆，钢板外表面镀锌防腐(可预先涂装)。

5.3 注意问题

钢板包护的施工过程中需注意以下问题：

a. 连接问题。钢板包护边缘设置2cm槽口，钢板两侧及下沿弯边内设R角，弯边6cm，以便与翼墙槽口封闭式连接。

b. 钢板焊接的焊缝问题。焊缝要避开船只撞击方向，切实有效包护钢板。

c. 橡皮固定问题。选用10mm厚耐酸碱橡胶板作为缓冲材料，采用黏合剂使橡胶板与刷防腐漆后的钢板内表面黏合。

d. 钢板固定问题。采用M24高强螺栓将钢板固定，每平方米不少于4个螺栓固定位。

e. 施工时间问题。施工人员应密切注意开闸时间，尽量避免船闸断航，施工时应与船闸管理单位密切配合。

6 结 语

本文选取与严埭港船闸运行工况相类似的直湖港船闸作为分析对象，对直湖港船闸闸墙的修复内容、修复措施、修复效果进行总结，根据其修复后的实际运行状况提出闸墙修复方案的改进措施。

通过分析严埭港船闸运行存在的问题，分别针对挡浪墙和闸首翼墙提出不同的修复方案。挡浪墙加宽后使用钢板包护，采用混凝土与钢板有效结合，提升了挡浪墙的抗撞击能力。M24高强螺丝栓固定上下闸首翼墙包护钢板，同时内垫缓冲橡皮，保障了内部钢筋混凝土的长效运行。

针对闸墙修复中的关键技术钢板包护施工，本文从前期准备、施工流程、注意问题三个方面对其施工要求、施工内容、施工技术进行研究，提出建议性结论，以期为同类工程提供借鉴。

[1] 潘静标.苏北运河船闸闸室墙面修复实践[J].中国水运月刊,2010,10(2):190+193.

[2] 郑昌利.用硅粉水泥砂浆修复船闸闸墙[J].水运工程,1994(7):35-37.

[3] 江朝华,董庆,陈达,等.船闸闸室墙表面修复砂浆物理力学性能试验研究[J].现代交通技术,2008,5(5):80-84.

[4] 高修.颍上船闸闸室边墙裂缝分析[J].治淮,2008(10):21-21.

[5] 王为人,潘祖贤.新材料在淀东闸墙修复中的应用[J].上海水务,1992(4):21-24.

[6] 徐振华,潘卫凯.浅论三河船闸闸室墙加固处理[J].江苏水利,2006(9):30-30.

[7] 陈作强,卢文蕾,陈艳梅,等.山区河流船闸衬砌式闸墙结构计算研究[J].水运工程,2005(4):70-73.

[8] 赵友全.船闸闸室墙体“病理”分析[J].港口科技,2014(3):31-34.