袁家口子水源工程牛腿支鉸二期澆筑施工

王進(jìn)利，王愛(ài)敏

沂河袁家口子水源工程是臨沂市雨洪資源利用規(guī)劃的重點(diǎn)工程，位于沂南縣袁家莊村東南沂河干流上，中泓樁號(hào)112+250。工程閘址以上流域面積5524km2，平均來(lái)水量為16.5億m3。工程規(guī)模為大Ⅰ型，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量12000m3/s。設(shè)計(jì)一次蓄水量為3960萬(wàn)m3，相應(yīng)蓄水面積6.77km2。

本工程主要由攔河閘、分流島、連接橋、放水洞、護(hù)岸、管理設(shè)施等工程組成。主河槽布置攔河閘，總寬度262m，共12孔，單孔凈寬20m，順?biāo)飨蚩傞L(zhǎng)124.7m。擋水結(jié)構(gòu)為露頂式弧形鋼閘門，由12孔20m×9.5m大型弧形鋼閘門組成。閘室段牛腿共計(jì)24個(gè)，牛腿構(gòu)件尺寸規(guī)格為3.3m×3.2m×1.5m；每個(gè)牛腿預(yù)埋件長(zhǎng)3.2m，孔道內(nèi)徑8cm，共計(jì)12根，孔道填充縫隙為2cm。支鉸與牛腿接觸面尺寸規(guī)格為1.35m×1.2m，二期填充厚度10cm。支鉸與閘墩接觸面尺寸規(guī)格為1.2m×1.05m扇形，填充厚度為35cm，需要進(jìn)行二期填充澆筑。

1 二期澆筑技術(shù)方案比選

袁家口子水源工程閘室段牛腿支鉸設(shè)計(jì)要求為預(yù)留螺栓孔二期施工完成，預(yù)埋用填充材料按施工圖設(shè)計(jì)為環(huán)氧樹(shù)脂砂漿，施工強(qiáng)度為80MPa以上，在施工前采用多種配比和不同廠家材料進(jìn)行適配，并進(jìn)行了嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)試件抗壓強(qiáng)度均未超過(guò)30MPa，不能滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)項(xiàng)目公司組織設(shè)計(jì)、質(zhì)量監(jiān)督、施工單位等相關(guān)人員赴外地實(shí)地考察請(qǐng)專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，先后試驗(yàn)結(jié)果試件抗壓強(qiáng)度均未超過(guò)30MPa，結(jié)論仍不滿足設(shè)計(jì)要求。

經(jīng)項(xiàng)目公司組織設(shè)計(jì)、科研、施工等單位專家，召開(kāi)袁家口子水源工程攔河閘牛腿二期環(huán)氧砂漿充填專項(xiàng)論證會(huì)，確定對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行變更，具體方案為：牛腿二期填充部位的受力取30MPa即可滿足要求，選用C40W6F150細(xì)石混凝土，考慮抗凍防滲的要求及混凝土干縮的影響，預(yù)埋件孔道用M10水泥漿填充。

2 施工工藝

2.1 預(yù)埋件孔道填充灌漿施工

1）灌漿準(zhǔn)備。螺栓全部穿過(guò)牛腿預(yù)埋鋼套管與支鉸座定位鋼板安裝完成后，用清水清洗灌漿孔清除孔道內(nèi)粉塵、粉渣、鋼套管內(nèi)鐵銹等雜物。

2）水泥漿制備。水泥漿制備需用清潔地下水或自來(lái)水，水泥漿的配和比在試驗(yàn)室進(jìn)行配比，水灰比控制在1∶0.5。為防止水泥漿終凝后發(fā)生干縮，在制備水泥漿時(shí)加入鋁粉，鋁粉用量為水泥用量的0.01%。水泥漿制備時(shí)，先在攪拌機(jī)中加入稱量好的水，再按配合比加入水泥及鋁粉進(jìn)行攪拌，攪拌約3min后觀察檢測(cè)水泥漿，流動(dòng)性、稠度控制在14～18s之間，水泥漿中無(wú)細(xì)小粉團(tuán)及糊狀物時(shí)可進(jìn)行灌注。在孔道灌漿時(shí)攪拌機(jī)不間斷攪拌，防止水泥漿發(fā)生沉淀初凝。

3）孔道填充灌漿。水泥漿制備合格后進(jìn)行孔道灌漿，由于單根鋼套管需用的水泥漿量較少，所以采用人工灌注的方法進(jìn)行灌漿。灌漿按單根從下往上分層進(jìn)行，灌漿過(guò)程中注意觀察底部是否有漏漿現(xiàn)象，出現(xiàn)漏漿應(yīng)及時(shí)封堵處理。灌漿完成后觀察孔道內(nèi)液面是否降低，如有降低現(xiàn)象，在初凝前及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)灌。

2.2 支鉸座與牛腿閘墩間二期混凝土澆筑

1）混凝土鑿毛。根據(jù)支鉸座尺寸1.35m×1.2m在牛腿上放出鑿毛范圍邊界線，嚴(yán)禁超出邊界線鑿毛，防止破壞牛腿及閘墩混凝土，增加碳化深度，降低混凝土強(qiáng)度。

邊界線內(nèi)周邊采用人工手持鉆頭配合手錘進(jìn)行精準(zhǔn)鑿毛，邊界線內(nèi)大范圍的鑿毛可用沖擊鉆進(jìn)行。鑿毛深度控制在2cm或鑿至混凝土露出石子處，清除所有松動(dòng)的碎渣及粉塵，并用高壓水沖洗干凈。

2）支模。鑿毛部位經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后進(jìn)行支模，模板采用1.5cm厚高強(qiáng)度木模板，模板縫隙及與牛腿閘墩、支鉸座底板接觸部位全部用雙面海綿膠帶黏貼密實(shí)防止跑漿漏漿。模板支設(shè)完成保證具有足夠的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。兩側(cè)的模板用對(duì)拉絲進(jìn)行加固，保證模板在澆筑過(guò)程中不移位變形。

3）填充混凝土澆筑。由于C40微膨脹、抗?jié)B、防凍混凝土具有早期強(qiáng)度高、凝結(jié)硬化快等特點(diǎn)，所以在澆筑過(guò)程中要控制好澆筑速度及澆筑時(shí)間。

支鉸座與牛腿間間隙為10cm，支鉸與閘墩間空隙為35cm，為保證澆筑質(zhì)量采取以下措施：

（1）經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)混凝土塌落度控制在140～180mm，保證混凝土具有良好和易性及流動(dòng)性。（2）采用分層澆筑方法每層高度控制在20cm，防止骨料分離或骨料集中現(xiàn)象。（3）采用小型混凝土振搗棒振搗，小型振搗棒在狹小空間便于操作，防止混凝土出現(xiàn)漏振、蜂窩、麻面不密實(shí)等質(zhì)量問(wèn)題。（4）澆筑完成后及時(shí)清理灑落的混凝土及污染的鉸座及牛腿部位，接近初凝時(shí)立即對(duì)混凝土面提漿壓光，并采用塑料膜覆蓋防止混凝土表面出現(xiàn)干縮裂紋。

4）模板拆除。模板拆除遵循“先支后拆、后支先拆”的原則，非承重側(cè)模拆除時(shí)保證混凝土表面及棱角不因拆模而破壞。

5）養(yǎng)護(hù)。本工程二次澆筑部位狹小，混凝土厚度為10～35cm，拆模后立即灑水養(yǎng)護(hù)，并用塑料薄膜覆蓋密封，防止水分流失降低混凝土強(qiáng)度。根據(jù)天氣情況氣溫低于5°時(shí)停止養(yǎng)護(hù)，氣溫高于5°時(shí)養(yǎng)護(hù)期不少于14d。

3 二次填充澆筑施工難點(diǎn)及安全措施

1）施工難點(diǎn)。二次固定預(yù)埋件兩次澆筑費(fèi)時(shí)費(fèi)力，增加較大的工作量；二是灌注環(huán)氧砂漿材料操作相對(duì)困難、造價(jià)高、強(qiáng)度難以滿足設(shè)計(jì)要求；三是高空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，空間狹小安全隱患大；四是二次澆筑周期長(zhǎng)對(duì)后續(xù)金屬結(jié)構(gòu)安裝影響較大。

2）安全措施。由于牛腿下部操作面狹小且位于高空作業(yè)，非施工人員不得進(jìn)入施工區(qū)域。在施工區(qū)域周邊設(shè)臨時(shí)圍擋、懸掛安全警示標(biāo)志，施工人員正確佩戴安全帽，安全繩。作業(yè)過(guò)程中禁止從上向下拋置雜物，以防傷人。在進(jìn)行模板支設(shè)及澆筑混凝土?xí)r搭設(shè)操作用平臺(tái)，并掛安全平網(wǎng)及立網(wǎng)，操作平臺(tái)周邊搭設(shè)臨邊防護(hù)欄桿，高度不小于1.5m，防護(hù)欄桿底部安裝不小于20cm的踢腳板。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程對(duì)閘墩牛腿支鉸二期填充料設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證優(yōu)化，采取C40W6F150細(xì)石混凝土和M10水泥漿填充料滿足設(shè)計(jì)要求。施工過(guò)程中采取科學(xué)合理的工藝措施，克服了施工空間狹小，二期填充入倉(cāng)難、振搗難等不利因素，保證了二期填充料澆筑密實(shí)度、強(qiáng)度、外觀質(zhì)量。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，均滿足變更設(shè)計(jì)方案后的強(qiáng)度要求，保證了整體工程施工質(zhì)量。對(duì)同類工程施工具有指導(dǎo)借鑒意義。