九江长江航道大堤安全小探

曹 静 谷建松 朱晓娥

1 九江长江大堤简介

江西省九江市城区长江大堤西自赛湖闸,东至乌石矶,全长17.46 km,其中钢筋混凝土防洪墙和土石混合堤11.27 km,土石堤3.5 km,岸线2.69 km,通江涵闸 19座,与10.4 km内湖堤防共同组成九江市城区完整的防洪体系。1998年8月7日长江水位超历史0.83 m,位于长江九江段4号闸与5号闸之间决堤30 m左右(见图1,图2)。洪水以7 m的落差扑向九江市区,洪灾给九江市经济及居民生活各方面都造成了严重的损失。当时,针对九江长江堤岸大部分上部为黏土、下部为粉细砂层的二元结构特点,投资19亿元多,首次借鉴了海岸加固方法,对九江长江干堤各个环节都应用了崭新的堤岸加固整治技术。该次维修距今已经有十多年了,效果究竟怎么样,本文以九江市滨江路那一段防洪体系为例,说明在长江大堤上存在的一些问题。取滨江路段码头部分来看,情况不容乐观,钢筋混凝土防洪墙到处都隐含着裂缝,闸门建设所用混凝土杆件(后文简称抗洪杆)被直接堆放在露天,没有任何遮蔽,抗洪杆表面裂缝宽大且很多都露出纵筋与箍筋,钢筋已严重锈蚀,本文就抗洪杆给以具体分析。

2 抗洪杆简要分析与验算

2.1 表面状况调查及初步检测

从目测来看,抗洪杆局部出现肉眼可见裂缝,裂缝宽度较大,甚至有的达到了2 mm左右(见图3);局部出现箍筋露出的情况,箍筋锈蚀较为严重(见图4);在构件的端部,出现较大的局部破碎,有的甚至能清楚看到钢筋的暴露(见图5)。

对三根抗洪杆进行外观检查与内部检测,得其大量基本数据,并进行相关统计,抗洪杆长约5 m,截面尺寸200 mm×200 mm,杆内纵筋直径在16 mm～20 mm之间,本文计算采用4B20;箍筋直径为8 mm,间距约200 mm,由此可得混凝土强度回弹分析如下。

表1 抗洪杆实际测量抗压值 MPa

表2 抗洪杆实际检测钢筋保护层厚度 mm

对以上数据进行统计、分析(见表1,表 2):按照 JGJ/T 23-2001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程:

求得平均回弹值为38.58,取平均碳化深度 dm=1.0 mm,查规范附录的测区混凝土强度换算表,混凝土强度换算值36.0 MPa。

由计算结果可判断:混凝土强度等级选用C35,而抗洪杆所用钢筋的混凝土保护层厚度不超过25 mm。

2.2 抗洪杆的承载力初步验算

假设水位已淹没闸门2 m,抗洪杆组成的界面承受从上到下呈三角形分布荷载(见图6)。

取混凝土强度为C35,截面纵筋配筋为4B20,箍筋为8@200,每根抗洪杆5 m,对抗洪杆分别进行正截面和斜截面承载力验算。经计算该抗洪杆在适筋破坏条件下最大正截面承载力为43.01 kN◦m,而荷载产生的作用大小为51.75 kN◦m,不能满足承载能力要求;斜截面承载力为61.66 kN◦m,可以满足抗剪要求。

2.3 调查结果分析

1)本抗洪杆钢筋保护层厚度都在25 mm范围内,而根据GB 50010-2002混凝土结构设计规范9.2.1规定:当混凝土强度等级为C25～C45时,梁杆的钢筋保护层厚度都必须不小于25 mm。显然,原设计与施工未充分考虑规范规定。2)经以上构件配筋验算,发现部分构件在不利位置处不满足设计配筋要求。然而,本次假设的洪水水位淹没闸门2 m,已不能满足安全要求,如当洪水淹没闸门3 m以上后,其荷载至少可达到45.22 kN/m。由验算表明,所有抗洪杆都远不满足承载力要求。由此,当再一次有像1998年洪水(水位落差7 m)侵袭来临时,长江大堤闸口明显不能承受如此巨大冲击,危害严重,发人深思。3)调查还发现,由于抗洪杆露天随意堆放,导致大多抗洪杆杆头局部破坏严重,而且纵筋露出,锈蚀严重;杆表面大量成排相邻箍筋露出,表面锈蚀,这样大大降低了抗洪杆的抗剪强度,更不足以承受突如袭来的洪水猛兽,值得关注。

3 结语

水利工程是功在当前,利在千秋的工程,稍有不慎就会于国于民造成灾难性损失。在勘察与设计阶段一定要做到细心仔细,认真负责,不能简单地套用经验来解决问题。同时,水利事故也是有征兆的,其破坏往往是长期而缓慢的,有一个量变到质变的过程,加强日常养护,经常性观察并分析出现的一切可疑现象。及时处理各种缺陷,把一切可能的事故水灾消除在萌芽期间。

[1] 彭文成,彭文祥,李 娟.混凝土回弹测强数据处理“公式法”的研究[J].人民长江,2004(9):139-141.

[2] 曾秋华,李仕仁.九江长江大堤江岸治理技术浅述[A].长江护岸工程(第六届)及堤防防渗工程技术经验交流会[C].2001.