印庭宇
江苏省泰州市引江河河道工程管理处 江苏省泰州市 225300
摘要：如何修补加固水下闸底板，提高修补质量，简化施工工艺，降低工程费用，是一个值得研究的课题。随着科学技术的发展，各种新材料的问世，以及潜水作业技术的进步，为水下补强加固技术提供了重要条件。为此，结合泰州闸底板修补加固工程实际，经多方案比较研究，提出水下补强加固新技术。
关键词：闸底板；水下；修补技术 ；
1引言
泰州闸位于江苏省泰州市主城区西北侧，曾经是南连长江、北接里下河地区枢纽船闸，集挡洪、排涝、灌溉、活水、服务地区航运等多种功能于一体的重要水工控制工程。该闸始建于1951年，1953年汛前竣工投入使用。泰州闸一期工程净宽9m，二期工程净宽12mm闸室长度190米。闸底板为钢筋砼结构，底板与闸墩呈倒π型布置，独立单元底板之间设有伸缩缝。
水下检查发现该闸底板表面普遍凹凸不平，呈麻面状，骨料外露；伸缩缝填料流失严重，伸缩缝两侧砼破损严重；上下游闸门门底砼剥蚀严重，面层钢筋外露，闸室内部底板砼也出现较大较深的剥蚀破坏。为延长工程使用寿命，消除事故隐患，确保工程安全运行，需对底板损坏处进行修补。
2施工方案比选
泰州闸底板修补可选择三种方案：①打土坝施工，②水下潜水员施工，③自浮式气压沉柜施工和开口钢围堰施工。考虑到工程实际情况、现场限制等因素，决定采用自浮式气压沉柜和开口钢围堰施工，与其它施工方案相比，它的优势表现在：①与打坝抽排降水方案相比，可节省大量的财力、物力和人力，经济性占优；②与水下潜水员施工相比，施工更方便，更直观，方便质量检查，施工质量有保证，方便性、可靠性占优。
泰州闸底板损坏部位基本集中在门底部位，胸墙下部高程▽4.1m，底板高程▽-0.9m，净高只有5.0m，上游水位2.5m左右 ，在此条件下，自浮式气压沉柜无法进入胸墙下工作，如何完成门底部位底板修补，成了一道难题。经过反复计算论证，在做了大量试验的基础上，将自浮式气压沉柜拆取盾首，并加装必要的辅助设施，改制成自浮式开口钢围堰，实践表明，此围堰能较好地适应水下修补需要。
3水下修补技术
3.1施工主设备
自浮式开口钢围堰由盾底、压重块、浮箱、通道、盖板、控制阀组等组成，配套有空压机、储气罐等设备。盾底直径为3.6m，围堰一次施工面积达10m2，围堰高5.3m，满足胸墙下高度限制和水位双重要求。该围堰能够在水中自浮移动到施工部位，无需起吊设备，具有移动灵活，排水方便等优点。利用自浮式开口钢围堰，可以造成局部水下无水或少水（水深低于10cm）的施工作业空间，人员可直接进入围堰内进行检查、维修施工。
3.2修补工艺要点
3.2.1底板损坏砼处理
针对泰州闸底板门底损坏现状，对发生剥蚀破坏区域的混凝土进行 “凿旧补新”修补，即清除受到剥蚀作用损伤的老混凝土，浇筑回填能满足特定耐久性要求的修补材料。
⑴清除损伤的老混凝土
彻底清除受到剥蚀作用损伤的疏松混凝土，以保证修补材料能与完好混凝土基面获得良好结合。先采用圆片锯切槽 （5mm以上）划出要清除混凝土的范围，以便形成整齐规则的边缘，周边垂直表面切除，增加混凝土的接触面。轮廓线宜构成凸多边形，且相邻两线的夹角应小于 90 °。然后根据具体情况，用手工工具、风镐清除疏松混凝土,凿除时不损害周围完好的混凝土，凿除厚度应均匀，避免出现薄弱断面。
⑵修补体与老混凝土结合面的处理
老混凝土基面的清理工作，包括去掉表面松动混凝土或骨料，用高压水冲洗干净表面浮渣。因施工采用水泥基液修补材料，应使老混凝土基面吸水饱和，表面无明水。利用原钢筋网绑扎新钢筋网（如9#、11#、13#孔），钢筋网与原钢筋网相连，以增加混凝土修补体与老混凝土的结合强度以及修补体的抗裂性和耐久性。
⑶修补材料的浇筑回填
回填前，在老混凝土基面刷一层聚合物水泥净浆，作为结合面粘结层。在回填过程中，充分振捣并及时抹面，抹面时应反复压抹、拍打，并严格控制修补区的高程、平整度及与未修补区的平顺连接，伸缩缝填料固定牢固。
浅层修补时（损坏深度小于10cm），采用PBM聚合物砂浆。修补深度大于10cm时，采用CT203多功能添加剂配合而成的聚合物混凝土。
⑷养护
由于采用的修补材料均水下不分散，静水中养护即可，施工完后，围堰移走，闸门不下放，待强度达到一定程度时，方关闭闸门，吊移走挡水检修门。
3.2.2伸缩缝处理
泰州闸底板伸缩缝填料流失，为恢复原有填料止水效果，需对伸缩缝进行处理，处理步骤如下。
⑴清理
利用扁錾子和穿心起子，剔除缝中杂质及松动老化层，清除过程中，到止水铜片附近时便细心轻敲，做到不伤损止水铜片，然后用高压水将缝冲洗干净。
⑵压填
先用BW-II型止水条逐层压填，紧贴基面，阻止了止水分层结合面串水通道，面层做到平整光滑。BW-II顶面距底板面7～8cm时，改用JSP膨胀橡胶止水条（制品型2cm×5cm）压填。止水条膨胀后增加了它和原止水基面及砼侧面的连接和密封，通过其耐水性和不透水性，阻止压力水对缝腔的渗漏，基本达到了伸缩缝填充要求。伸缩缝嵌缝时，按顺序逐步向前推进，不留有施工空隙，确保工程质量。
⑶封面
止水条顶面距底板面2～3厘米，浇灌CT203聚合物砂浆封面。
3.3修补材料
3.3.1材料选择原则
泰州闸底板修补为局部片状修补，修补面积不大，修补厚度从5cm到35cm不等，用的修补材料较少，但对修补材料的性能却比较高。修补材料选择不当、修补材料的性能与基底混凝土性能不匹配，可能会在修补后短时间或长时间内对修补效果产生不利影响，表现在：①养护期内，修补体相对混凝土基底的收缩，会在修补体中引起拉应力，甚至导致裂缝；②运行期内，弹性模量的不匹配和热胀系数的差异会影响修补效果，甚至导致修补失败。因此选择修补材料应遵循性能相似原则，亦即修补材料的力学性能和物理性能与基底混凝土相似。
3.3.2材料性能
选用合适的材料，对确保修补效果是必须的。在修补过程中，我们选择了PBM、CT023两种聚合物水泥混凝土(砂浆)修补材料，根据修补厚度大小分别采用。
⑴PBM聚合物水泥砂浆
PBM聚合物水泥砂浆是以PBM系互穿网络高分子材料为粘结剂，将其与砂、水泥混合而成的砂浆。它具有普通砂浆和高分子树脂两者的物理力学性能，在水下其抗压强度（﹥50MPa）、抗折强度（﹥15MPa）、抗拉强度（﹥10MPa）和粘结强度（﹥2.0MPa）可在短时间内迅速增长，同时具有水下不分散、收缩率小、粘结力强、优良的抗冲耐磨和耐腐蚀性能等特点，非常适合对混凝土缺陷进行水下快速修补。其硬化时间可以通过所添加的引发剂和促进剂用量来控制，在实际施工中根据设计强度和现场天气情况调整。
⑵CT203聚合物水泥混凝土
CT203聚合物水泥混凝土是一种有机、无机复合的新颖聚合物水泥混凝土，它具有粘结强度高（粘结抗析强度﹥5Ｍpa）、补偿收缩（限制膨胀﹥0.025%）、耐久性好（抗渗标号﹥Ｓ15、抗碳化50～100年）、早强、水下不分散等特点，可广泛使用于混凝土结构薄层护面和裂缝、缺陷等修复。
4结语
泰州闸底板水下修补工程于2016年5月完成，目前运行安全正常。采用自浮式开口钢围堰进行水下施工，具有施工方便、质量可控、投资省等优点，加上新材料的运用，为同类型工程的水下修补探索出一条新路。