船闸改造加固方法探索

船闸改造加固方法探索

刘小军

江苏丹阳市九曲河枢纽管理处江苏丹阳212300

摘要：本文介绍了九曲河枢纽船闸改造加固中贴面钢板安装以及系船钩改造的施工方法，改造后下部翼墙和上部挡浪墙在整体连接和外观上浑然一体兼具美观和实用性。对于类似工程的加固处理有一定的参考意义。

关键词：钢板吊装植筋六眼系船钩挂板施工防腐处理

一工程概况

九曲河船闸位于丹阳市丹北镇，建于2004年，尺寸为190×12（16）×2.5m，按Ⅵ（Ⅰ）级标准设计，最大通过船型为300T级；年货物通过能力为1340万吨。船闸经多年的运行，［1］随着过闸船舶大型化的发展，上下闸首导航墙被船舶碰撞损坏严重，上部挡浪墙有部分已被撞坏，尤其下闸首挡浪墙己经多次修补，显得伤痕累累。闸室原三眼系船钩设计承受拉力为5KN。多处锚固螺栓己被船舶拉断；原系船环钢筋多处变形，已不能适应船舶大型化发展的要求，对船舶靠船带缆带来不安全因素，船闸运行存在安全隐患。此次加固改造工程主要是以下两项：

1、闸室系船环和损坏的三眼系船钩改造为六眼系船钩。

2、上下游挡浪板部分拆除重建并在翼墙和挡浪墙易被船只碰撞处表面增设钢板护面。

二工程技术要点

1闸室系船环和损坏的三眼系船钩改造为六眼系船钩：原三眼系船钩材质为铸铁，设计抗拉强度为5KN,现六眼系船钩用铸钢材料，设计抗拉强度为15KN。

1.1系船环和损坏的三眼系船钩凿除：由于工程量不大，出于成本控制，不搭设满堂脚手，采用挂板进行人工凿除。作业时两个工人站在挂板上，系好安全带，用风镐进行人工凿除。取出旧系船钩(或环)后，再在原位置继续用风镐开凿六眼系船钩的安装孔洞。孔洞形状里大外小的正方形，外口尺寸为40cm*40cm，里口尺寸为50cm*50cm。孔洞凿好后对孔洞尺寸逐个进行验收。如果孔洞尺寸不符合要求，那么新旧砼连接质量得不到保证。孔洞表面要求不能光滑，要有一定的粗糙度，以利于新旧砼的连接。

1.2六眼系船钩安装：

在孔洞尺寸验收合格后进行六眼系船钩的安装。安装工序如下：

1.2.1六眼系船钩锚固件和原闸室墙内的钢筋焊接；

1.2.2六眼系船钩和锚固件连接好，用一块开孔尺寸和位置与六眼系船钩相同的钢板套在预埋螺栓上。既做螺栓固定件也做浇筑砼的模板用。

1.2.3安装孔洞内进行混凝土填充浇筑:混凝土浇筑前用吸尘器孔洞内清洁干净。由于混凝土凝固后会有一定的收缩，为了保证新旧混凝土充分连接，应采用微膨胀混凝土进行浇筑。新浇筑混凝土比原混凝土高一个标号；

1.2.4按规范要求对混凝土进行养生。混凝土浇筑14天后六眼安装系船钩，28天后六眼系船钩才能正常使用。

2翼墙和挡浪墙护面钢板安装

2.1破损挡浪墙拆除：由于九曲河枢纽是省级水利风景区，为了保持挡浪墙范围内绿化，不能使用大型机械拆除，采用人工风镐凿除。拆除至翼墙顶部。

2.2挡浪墙表面砼凿除：采用挂板进行施工，两个工人一组，系好安全带，用风镐凿除，凿除厚度10cm，凿除顺序自上而下。凿除砼时不能破坏挡浪墙内钢筋，挡浪墙表面混凝土凿除至设计高度后进行钢板吊装。

2.3钢板吊装：

钢板吊装前先对钢护板采用磁电钻钻孔处理，钻孔尺寸为φ24，设计图纸植筋钢筋为φ20。应注意不能用氧气乙炔燃烧打孔，氧气乙炔火焰温度非常高，会破坏钢材的化学成份，从而影响钢材的力学性能。钢板吊装按照从下向上的顺序。钢护板安装尺寸纵向每块高度为2m，横向每块长度为两根钢护木之间长度，钢护板与两侧翼墙钢护木焊接牢固，上下两块钢板之间采用破口焊接：即相邻两块钢板外侧切割成45°斜口，切割厚度为钢板厚度的1/3。在切口位置进行破口焊接。与钢护木相接处钢板也同样切割成45°斜口进行破口焊接。焊缝质量必须符合要求，钢护板安装后，进行钻孔植筋，在钢板孔洞位置进行用φ20钢筋植筋。植筋深度16cm。植筋外侧穿过钢板预留孔洞并和钢板圈焊连接。将钢板和翼墙连为一体。最下部钢板安装好后再用同样工序顺序安装上部将钢板。

钢板植筋和焊接时不能采用采用挂板作业，挂板易晃动，不能保证植筋孔洞的垂直度和深度，也影响焊接质量。需搭设临时脚手架，脚手架支撑采用角钢三角撑焊接在两侧钢护木上，为保证脚手板有足够的强度和施工平台尺寸,三角撑上铺设宽60cm厚4cm的木板。

2.4挡浪墙和钢板中间填充细石混凝土：钢板安装结束后，封好最下面一块钢板底部空隙，然后在挡浪墙和钢板中间填充细石混凝土，挡浪墙和钢板之间空隙较小，且内部植筋和原挡浪墙钢筋密布，浇筑砼时不具备仓内平整和插入振捣条件，因此，混凝土应保持一定的流动性，使混凝土能在薄壁结构中自流填充，达到自密实的效果［2］。在能够振捣的部位用3.5cm振动棒进行插入振捣。

挡浪墙和钢板之间空隙较小，高度较大，串筒不能直接进入仓内，如直接从顶部倒入混凝土易使粗细骨料分离从而造成砼离析。甚至因为钢筋堵截，中间形成空洞。一次浇筑混凝土的高度应小于2米，横向长度为两个钢护木的距离(4米)。

混凝土2米一层进行浇筑，预留入口在浇筑完成后拆除事先预留的小块模板，浇筑上层混凝土时对其进行封堵，填充混凝土一次浇筑到顶。

2.5挡浪墙上部翼墙绑扎钢筋并浇筑混凝土：挡浪墙和钢板中间填充细石混凝土完成后，在挡浪墙顶部用φ20钢筋植筋，植筋间距30cm，双排竖向。挡浪墙部位钢板焊接φ20水平钢筋，间距50cm。竖向植筋和水平焊接筋都和挡浪墙钢筋网焊接连接。立好模板后进行挡浪墙的混凝土浇筑。

挡浪墙伸缩缝和下部翼墙伸缩缝在同一位置。以前用防腐木作为伸缩缝填充料，实践证明，在伸缩缝内的防腐木不能做防腐养护，损坏后不易维修，耐久性不强。聚乙烯材料具有较好的耐久性和较强的耐腐蚀性，伸缩缝用2cm聚乙烯塑料板进行填充，由于聚乙烯塑料板是软性材料，因此浇筑混凝土时应在聚乙烯塑料板外侧衬托木模板以保证伸缩缝垂直度。

2.6钢板表面防腐处理：钢板表面水位上下波动，干湿交替频繁，对防腐要求较高。普通防腐漆和钢构漆，附着力不强、耐久性和而腐蚀性较差。而环氧富锌底漆具有自然干燥快，附着力强，防腐蚀能力强等特点。氯化橡胶面漆漆膜坚韧，干燥快，具有优良的耐候性和耐化学品性；耐水性防霉性能优异，干湿交替性好，在氯化橡胶漆膜上重新维修时，不必除掉牢固的旧漆膜，维修方便。所以防腐处理用环氧富锌底漆一度、面漆用氯化橡胶二度。为了保证防腐的施工质量，底漆和面漆都采用喷涂方式进行施工。防腐层要求做到连续、平整、无颗粒、无流挂或其它缺陷，颜色应均匀一致，厚度达到要求。

三保障措施

本工程高空作业较多，且要保持周围优美环境，因此施工中做好以下几点；

3.1由于九曲河枢纽是省级水利风景区，为了保持翼墙范围内绿化，拆除挡浪墙时不能使用大型机械拆除，而采用人工风镐凿除。并及时清运建筑垃圾。

3.2钢板吊装:对钢丝绳、卸扣等吊装工具检查后进行试吊，试吊时充分考虑实际吊装过程中可能遇到的问题以确保吊装安全。吊装过程中有专人指挥，吊装现场设置警戒标志，严禁无关人员入内［3］。

3.3在整个施工过程中，高空作业频繁，如系船钩凿除安装，翼墙表面砼凿除、钢板吊装等均存在高空。编排生产计划时要考虑安全条件，安排生产任务时要交待安全要点，检查生产时要检查安全措施。不戴安全帽，不准进入施工现场；不系安全带，不准登高作业；开凿系船钩孔洞和凿除翼墙表面混凝土的挂板作业施工人员必须系好安全带。

3.4为保证工程质量，对焊缝质量应进行外观检查和无损探伤检测；砼试块进行28天强度检测，现场挡浪墙混凝土做回弹试验，植筋做拉拔试验检测；防腐层做防腐厚度检测；钢筋按要求检查产品合格证、出厂检验报告等。

四结束语

1九曲河枢纽船闸加固项目在施工前编制了详细的施工方案。实际施工过程证明施工技术方案是可行的［4］。安装贴面钢板后下部翼墙和上部挡浪墙在整体连接上安全可靠,外观上浑然一体，防撞防擦能力显著提高,兼具美观和实用性。更换安装六眼系船钩后，系船钩抗拉强度增大，系船钩损坏情况明显减少。工程效益显著。

施工中通过对上述制作与安装过程各关键节点的控制，顺利完成了计划目标,取得了良好的工程效果。

2航道等级较低、运行十年以上的小型船闸，大都存在设计标准偏小，过闸船闸只变大,系船钩和靠船墩等助航设施不能和过闸船只相匹配的情况。九曲河枢纽船闸加固项目的施工方案和施工技术对于类似工程的加固处理有一定的参考意义。

参考文献：

［1］、九曲河枢纽工程简介

［2］、田俊《闸室墙“贴面”薄壁混凝土施工技术》江苏利2015年增刊:44

［3］、大件吊装作业安全规定

［4］、梁邦军，《第三方检测在船闸工程中的应用》交通科技，2012(6):97