澄海市外砂桥闸重建工程的耐久性措施.pdf

澄海市外砂桥闸重建工程的耐久性措施 莫海鸿1 梁松1 杨医博1 陈尤雯1 茹建辉2何承伟2 (1广州华南理工大学建筑学院，广东广州510640；2广东省水利厅，广东广州510150) 摘要海工钢筋混凝土结构由于受到海水的腐蚀，普通混凝土结构的耐久寿命往往只有十 年左右。本文首先综述了抗海水腐蚀混凝土研究进展情况，进而根据外砂桥闸重建 工程的具体情况，按耐久性设计了混凝土的原材料和配合比，将研究的大掺量矿渣 微粉抗海水腐蚀混凝土在广东省内首次成功应用于大体积水工混凝土结构中。 关键词抗海水腐蚀混凝土矿渣微粉 1前言 我国有漫长的海岸线，在沿海修筑了大量的堤坝和水闸。这些水工建筑物为发展国家经 济、保护人民生命财产安全发挥了巨大的作用。但根据目前对海港码头和沿海水闸的钢筋混 凝土结构的大量调查表明：处于浪溅区的结构，由于氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀、干湿交替、风、浪、 潮的冲刷以及碳化等原因，有的水电站运行10多年部分构件的混凝土碳化深度已经超过保护 层，有的水闸运行20多年碳化深度已达60mm，在一些混凝土坝及钢筋混凝土闸、涵、渡槽，都 出现混凝土开裂和钢筋的严重锈蚀，一些沿海水闸的混凝土闸门，由于氯离子的腐蚀，使用不 到10年，即已报废，这些都严重影响了水工建筑物的正常运行和发挥效益。究其原因，在于当 时的技术条件偏低，混凝土质量普遍较差，混凝土达不到高耐久性。在水工建筑物设计时没有 考虑环境因素对混凝土结构物的损害，设计标准及施工质量偏低。混凝土达不到使用年限而 过早破坏不仅给国家和企业造成了巨大的直接经济损失，也对人民的生命财产安全产生巨大 的威胁。 对于沿海钢筋混凝土结构过早破坏的问题，华南理工大学建筑学院自1999年3月起受广 东省水利厅的委托进行了抗海水腐蚀}昆凝土的研究。经过实验室内砂浆和混凝土短期试验研 究，通过采用大掺量矿渣微粉等技术措施，制备出了抗氯离子性能远优于普通混凝土的抗海水 腐蚀混凝土；目前采用大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土的长期海水耐久性试验(在广东省吴 川市海边)正在进行中，初步试验结果也表明，采用大掺量矿渣微粉等技术措施配制的抗海水 腐蚀混凝土的抗氯离子渗透性能远优于普通混凝土。该研究成果已在广东省江门市电化厂工 业盐池(盐池尺寸为23m×21m×4．5m)和吴川市吴杨镇低甥水闸混凝土闸门重建工程中应 用。 369 第3部分结构检测评估鉴定与耐久性设计 基于上述的研究成果以及广东省沿海钢筋混凝土结构受海水腐蚀的严峻形势，在2001年 底广东省澄海市外砂桥闸进行重建时，华南理工大学建筑学院受澄海市外砂桥闸重建工程指 挥部的委托进行了抗海水腐蚀混凝土配合比的设计工作，并首次在广东省内将大掺量矿渣微 粉抗海水腐蚀混凝土技术应用于大体积水工建筑物中。 2澄海市外砂桥闸重建工程简介 广东省澄海市外砂桥闸位于韩江下游五个出海口之一的西溪河系外砂河中部，东接澄海 城岭亭，西接外砂镇内陇管理区，南至下游出海口约有9．6公里，行政区域属澄海市区。该工 程是以挡潮、御咸和蓄淡为主要功能，具有灌溉、供水、交通、航运和发电等效益的综合大型水 利工程。它与汕头市的下埔桥闸、梅溪桥闸、澄海的东里桥闸、莲阳桥闸一起，构成以城市供 水、防洪、灌溉为主要效益的水利系统工程。 原外砂桥闸建成于1959年，运行40多年来，发挥了巨大的社会效益和经济效益。限于当 时的建设条件及工程设计标准太低，现已不适应社会经济的发展，且闸孔小，启闭机设备陈旧， 桥墩和闸底板浆砌石结构勾缝胶结材料强度低，局部脱落，闸地基未经处理，不符合抗震要求。 近年来闸下河床下切，消能防冲设施屡次遭冲刷破坏。经安全鉴定和汕头市组织水利水电工 程专家进行评定，外砂桥闸定为四类水闸，须报废重建。 外砂桥闸重建工程为原址重建，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。枢纽工程主要由 000KW竖井 电站进水孔，水闸结构为开敞式混凝土宽顶堰)、水电站(位于西闸东侧，装3台l 贯流式机组)、交通桥(宽9m)组成。东西闸之间设有宽93m，长370m的环形园林式的洲心岛。 工程建成后，不仅能改善当地交通状况