大型水闸连续反拱底板加固技术研究

周灿华，樊 旭，蔡 平

（江苏省江都水利工程管理处，225200，江都）

一、问题的提出

太平闸是淮河入江水道的大型控制工程之一，建于20世纪70年代初期。该闸建设时为了节省投资，进行了不少设计革新，采用了当时推广的反拱底板正拱公路桥（工作便桥）、浆砌块石闸墩、混凝土薄壳闸门等特殊的结构形式。全闸共24孔，每孔净宽6.0 m，闸室总宽167 m。闸底板为混凝土连续反拱结构，24孔不分缝，并与岸墙连成整体。该结构形式对水闸不均匀沉降的适应能力明显不足，容易导致底板出现裂缝等隐患。2009年检查发现该闸10号孔闸室内有一条顺水流向通长裂缝，宽度约1 mm，裂缝有多处混凝土剥落现象。

为了分析评估闸底板的安全状况，在建立闸室地基系统三维有限元模型的基础上，依据太平闸长期垂直位移观测数据，对地基的变形模量进行了反分析，进而采用三维有限单元法对该闸地基系统进行了应力变形分析。分析计算结果表明：由于10号底板部分开裂，系统顺河向位移、竖向位移有小幅增加，有15孔反拱底板最大拉应力值超过了混凝土（强度等级为C18）的设计抗拉强度（1.02MPa）；在假定闸底板出现完全贯通这一最不利的条件下，竖向、横河向位移将有很大程度的增加，对水闸的安全会产生极为不利的影响，必须采取必要的工程加固措施来防止底板裂缝完全贯通这一极端情况的出现。从确保建筑物安全的角度出发，需要研究采取反拱底板抗裂加固措施，尽快消除工程隐患。……