某枢纽工程船闸门库与节制闸闸墩混凝土裂缝处理方案.doc

************枢纽工程

船闸门库与节制闸闸墩混凝土裂缝处理方案

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材料结构研究室

2009年11月26日

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船闸门库与节制闸闸墩混凝土裂缝处理方案

现场检查：************
编写：****
审核：****

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船闸门库与节制闸闸墩混凝土裂缝处理方案
1．前言
***********枢纽工程是我省苏北地区的主要引江口门之一，位于*********,距长江边1.9km，是****引江河江边控制工程。***枢纽包括泵站、节制闸、船闸、调度闸、送水闸五座工程及配套建筑物。工程于1996年10月开工建设，1999年9月建成并投入运行。
节制闸工程闸孔总净宽50m，共5孔，每孔净宽10m，闸墩高15m，设计流量为440m3/s。节制闸分为2块底板，边块底板23.8m×31.9m，为两孔一联；中块底板35.2m×31.9m，为三孔一联，均为整体式平底板。底板顶面高程▽-6.35m，由于挡潮水位较高，设置了净高5m（3.0m～8.0m）的钢筋混凝土胸墙。节制闸边墩和缝墩厚度均为1.2m，中墩厚1.4m，闸墩长31.9m，边墩顶高程▽9.0m，中墩和缝墩顶高程▽8.0m。闸墩设计强度等级为C20。
***船闸是连接长江与***引江河航道的控制性建筑物，为Ⅱ-（3）级通航建筑物，船闸的设计通航能力为千吨级船队。***船闸上闸首底板中心相应于引江河河线桩号CS1+897.17处。船闸下闸首及下游引航道西堤为Ⅰ级水工建筑物，上闸首及闸室为Ⅱ级水工建筑物，上游引航道为Ⅲ级水工建筑物。上、下闸首均为整体平底板坞式结构，钢筋混凝土板桩围封、水泥搅拌桩基础。上下闸首采用短廊道输水对称消能方式，工作闸门采用横拉门，采用150kN齿条式启闭机台车传动结构，上下游闸首各设门库一座，门库净宽3.36m，门库基础采用水泥搅拌桩复合地基，门库混凝土设计强度等级为C20。
***船闸门库、翼墙和节制闸闸墩等结构部位有裂缝产生，受*******引江河管理处委托，我室提出裂缝处理方案如下。

2.裂缝情况
2.1船闸门库南北侧墙裂缝
***********枢纽船闸门库1997年施工，管理单位在2005年发现船闸上下闸首门库南北两侧墙有裂缝，2009年11月25日我们对裂缝进行现场检查，共发现裂缝16条，裂缝主要位于牛腿至顶板以下部位，且主要集中在距门库与闸首之间伸缩缝4.5m范围内，表面裂缝最大宽度0.5-2mm，靠近伸缩缝的裂缝宽度最大。裂缝分布见示意图1。
2.2船闸翼墙裂缝情况
管理单位2009年委托*******水利建设工程质量检测站检测发现翼墙有2条裂缝，见照片1。
2.3节制闸闸墩裂缝情况
节制闸闸墩有裂缝2条，1#边墩1条竖向裂缝，裂缝表面宽度1.1mm，见照片2。
2.4节制闸胸墙裂缝情况
胸墙裂缝检查结果见表1。

胸墙裂缝情况表1
部位检查检测结果1＃孔胸墙2条裂缝，长度1.8-2.2m，裂缝表面宽度0.12-0.15mm。4＃孔胸墙1条裂缝，长度2.0m，裂缝表面宽度0.1mm。5＃孔胸墙1条贯穿裂缝，长度2.0m，表面宽度0.25mm，有褐色物质析出

照片1：船闸下游左侧4节翼墙裂缝照片2：节制闸1#边墩裂缝

3裂缝处理方案
3.1混凝土裂缝产生原因初步分析
节制闸闸墩与胸墙和船闸翼墙等部位出现的裂缝走向基本为竖向裂缝，初步分析裂缝属于温度裂缝，是混凝土常见的通病之一。
船闸门库在施工过程中即发现有不均匀沉降，后来采取地基加固处理，门库裂缝表面缝宽比较大，靠近伸缩缝部位的裂缝缝宽最大，且裂缝位置大体相同，初步分析门库南北侧墙裂缝与施工期间的温度裂缝和不均匀沉降有关。
3.2裂缝处理方案
管理单位于2005年8月发现船闸门库产生裂缝后，于2005年8月至2009年8月期间进行观测，裂缝表面宽度基本无变化，门库近年来沉降观测已基本稳定（2008年10月9日至2009年3月25日间隔167天间隔位移量1-2mm）。
根据我室以往对水闸、泵站、船闸、桥梁、工民建等近百个工程混凝土裂缝处理的经验，提出对节制闸闸墩和船闸门库等部位裂缝采用低压化学灌浆处理，达到隔绝有害介质对缝内混凝土的侵蚀、防止缝内钢筋锈蚀以及裂缝补强加固的目的。
具体施工方法为：先沿缝涂刷封缝胶泥，同时布置灌浆嘴，在0.1~0.3MPa的压力作用下，沿裂缝内灌入E－85环氧浆材，对于缝宽在0.5mm以上的裂缝采用二次复灌技术，将裂缝处混凝土连结成整体，并阻止有害介质对混凝土的侵蚀、防止缝内钢筋锈蚀，在裂缝灌浆后用磨光机将表面封闭材料和灌浆嘴清除。
E-85灌缝浆材力学性能见表2。