津唐运河造甲城船闸混凝土抹面修复处理措施

【摘要】造甲城船闸闸墩受冻融及碳化影响使混凝土表面剥蚀严重，出现蜂窝麻面、裂缝及部分保护层脱落等现象。处理措施为将闸室、渐变段及消力池混凝土表面全部进行凿除，采用水泥基渗透结晶型产品对混凝土表面进行处理。

【关键词】造甲城船闸 混凝土剥蚀 水泥基渗透处理

1船闸概况

为减轻永定河洪水对天津市区的威胁，1970年开挖了永定新河，永定新河于宁河县造甲城和田辛庄之间横穿津唐运河。为维持津唐运河的航运交通，1971年在永定新河南北两岸分别修建了田辛庄船闸和造甲城船闸。至此，津唐运河田辛庄船闸至造甲城船闸段与永定新河平交，联通了永定新河和潮白新河两大水系，造甲船闸同时兼负宁河县造甲城镇和东丽区部分村庄农田的灌溉、排沥任务。

造甲城船闸为100吨级船闸，设计流量80m3/s，位于永定新河左堤北侧550m处，由上游闸和下游闸组成。上游闸为单孔钢筋混凝土开敞式水闸，孔净宽8.40m，底板高程-3.00m（黄海高程基准，下同）。闸门为升卧式平板钢闸门，尺寸8.4m×7.9m，设QPQ-2×25t双吊点电动卷扬启闭机1台。闸上交通桥桥面宽6.5m，按汽-13标准设计，桥面顶高程7.2m。该工程1971年12月竣工。

2 船闸现状存在问题

造甲城船闸已运行四十多年，在通航、灌溉和防洪排沥方面发挥了巨大的作用，但多年来未进行大的整修加固。该闸目前存在的主要问题为：①闸体及连接段整体沉降量较大。根据实测地形，造甲城闸上游闸闸室、上下游连接段、靠船建筑物及两岸连接段均发生了不同程度的沉降。闸上交通桥实测高程为6.7m，竣工图纸高程为7.2m，沉降约0.5m；两岸连接段靠闸室部分回填土竣工时顶高程为4.2m，现实测为3.3m左右，沉降量约0.8m；靠船建筑物板顶高程竣工时为4.05m，实测顶高程为3.58m，沉降约0.47m。②机架桥、排架柱混凝土碳化严重，混凝土保护层脱落、露筋、锈蚀，损坏严重，控制室房屋破损。③交通桥栏杆钢筋锈蚀、断裂，大梁及支墩混凝土碳化严重，混凝土脱落、露筋、锈蚀，桥面板后浇层剥落。④闸墩混凝土表面剥蚀严重，出现蜂窝麻面，部分保护层脱落。因此，急需对该船闸混凝土剥蚀面进行加固处理，在保证防洪排涝和引水灌溉功能的前提下，确保永定新河左堤的防洪安全。

3 混凝土剥蚀面处理工程

由于本闸运行已超过四十年，且永定新河建防潮闸前河道内为海水，闸墩受SO42+腐蚀较为严重，另外闸墩受冻融及碳化影响亦使混凝土表面剥蚀严重，出现蜂窝麻面、裂缝及部分保护层脱落等现象。如不进行加固治理必会加速混凝土中受力钢筋锈蚀，影响闸的安全和使用。为安全考虑，本次加固将闸室、渐变段及消力池混凝土表面全部进行凿除，采用水泥基渗透结晶型产品对混凝土表面进行处理。该产品可渗透入混凝土的毛细孔及微小裂缝内产生数以亿计的结晶体充填入混凝土内，渗透深度较大，能使处理层与原混凝土很好的结合，另外该产品还具有防SO42+侵蚀和防碳化的功能。

用该产品对一般混凝土剥蚀面处理的具体措施为：

①混凝土表面凿毛、打磨。为确保水泥基防水砂浆与基底混凝土具有良好的粘结，用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物（有油漆或油脂污染部位用丙酮等有机溶液洗刷）。如基面松动，应采用人工凿毛方法，凿掉破损的混凝土，使基底露出坚硬、牢固的混凝土面，凿毛必须彻底全面，按照设计深度（1.0cm）凿除。如果钢筋锈蚀外露，还应对钢筋表面进行除锈，并涂刷钢筋防锈剂。②饱和。对凿除的混凝土表面，采用高压水枪（采用饮用水）将碎屑、灰尘冲洗干净，并连续、均匀地喷洒，使表层混凝土达到饱和状态，且表面无明水。③在工作基面上涂刷水泥基渗透结晶型防水材料，涂刷时应均匀，不得有漏涂、流淌；④批抹水泥基渗透结晶型防水修补砂浆；⑤涂刷水泥基密封剂一层。

对蜂窝麻面及露筋处理，主要工艺如下：

①缺陷混凝土剔除：将缺陷部位松散混凝土凿除，直至密实混凝土，四周凿成垂直状，应凿成方型或圆型，严禁形成锅底形，有锐角的部位应凿除。凿挖时应避免造成周边混凝土表面脱皮，凿挖的深度因缺陷架空的深度而定，混凝土部位原则上不小于3cm，在配钢筋部位凿挖时如钢筋出露，应凿至钢筋底面以下不小于5cm。

②锈蚀钢筋处理：对凿挖出的锈蚀钢筋进行除锈防腐处理。

③打磨：对槽周围10cm进行打磨，打磨至露出混凝土坚实面并不小于2mm。将槽内及打磨面清洗干净。

④回填水泥基防水砂浆：在槽内混凝土饱和面干状态下涂刷水泥基渗透结晶材料后用水泥基防水砂浆进行回填修补。

水泥基防水材料指标见下表。

4其他机架桥及排架柱拆除重建

现状船闸控制室外墙框架柱保护层脱落、基础承台混凝土碳化露筋，外墙砖表面脱落、屋顶漏雨；现状排架柱截面尺寸为300mm×400m，排架柱和桥面板混凝土保护层脱落严重，多处露筋。经验算不满足设计要求，已无维修必要，需进行拆除重建处理。

新建排架柱共2榀，排架柱尺寸为2×500×400mm，双柱净距1300mm，排架柱高5.1m，顶部支座外设抗震挡，抗震挡高30cm。新建排架柱采用C30F200现浇钢筋混凝土结构，排架柱与闸墩间采用Φ32锚筋与柱内钢筋连接，经计算柱内配置10Φ25钢筋可满足规范要求。

新建机架桥采用跨连续∏型梁结构，采用C30F200混凝土现浇而成，机架桥长10.8m，宽4.00m，主梁宽300mm，高950 mm，梁净距1700mm。机架桥上卷扬启闭机吊物孔尺寸为900×1000mm，孔边顺水流方向设200×600mm次梁与主梁相连。主梁两侧悬壁板宽850mm，板端厚100mm，根部厚150mm。经计算单根主梁内配置6Φ25钢筋可满足规范要求。

为操作检修方便，启闭机平台上设启闭机房，采用轻型彩钢结构。启闭机控制台设在启闭机房内。对原控制室进行拆除，对控制室下承台进行维修加固，具体加固措施为：拆除原控制室，对承台进行凿毛处理后在平台上浇筑100mm厚C25W4F150混凝土一层，下设φ12@150钢筋网一层。

5 结论

造甲城船闸已不再有通航要求，故加固该船闸只对船闸上闸首进行维修加固，加固后可满足永定新河防洪的要求，同时可满足周边农田的灌溉和排沥要求。其他存在的渗漏问题、闸门更换、变台及控制设备老化等问题需尽快开展。