植筋技術(shù)在陡山水庫溢洪道加固中的應(yīng)用

高 雪，崔為勝，陳 瑩

（1.莒南縣水利局，山東 莒南276600；2.莒南縣陡山水庫管理處，山東 莒南276600；3.莒南縣陡山灌區(qū)灌溉管理所，山東 莒南276600）

陡山水庫位于莒南縣城北17km、大店鎮(zhèn)花園村東1km處，是淮河流域沭河一級支流潯河下游的一座大（2）型水庫。水庫于1959年7月建成蓄水。

2013年9月，水庫進行了除險加固。此次加固，溢洪道泄槽原設(shè)計是拆除改建，加固后的泄槽軸線與溢洪閘軸線重合，上游接閘室，下游末端接挑流鼻坎。采用等寬矩形斷面，凈寬56m，總長70m，坡降1/13.2。泄槽底板采用C25鋼筋混凝土護砌，厚0.5m。

1 加固方案

在施工過程中，受莒南縣陡山水庫管理處委托，質(zhì)量檢測單位對原溢洪道泄槽底板與原基礎(chǔ)之間的密實程度、泄槽底板混凝土強度進行檢測。通過探地雷達無損檢測分析認為，泄槽段鋼筋混凝土內(nèi)部均勻、密實，混凝土與巖石基礎(chǔ)接觸良好；采用回彈法對混凝土表面強度進行檢測，混凝土抗壓強度推定值為33.2～46.0MPa。

根據(jù)檢測結(jié)果，設(shè)計單位對泄槽底板段基礎(chǔ)處理進行變更，保留原有泄槽陡坡段底板鋼筋混凝土，在其上面澆筑C25鋼筋混凝土。為實現(xiàn)新舊混凝土的有效連接，采用植筋錨固技術(shù)，即在原泄槽底板上植入Φ22錨固筋，間距1.5m×1.5m，呈梅花狀布置，每根下部入巖1.8m，上部錨固長0.9m。錨筋垂直于現(xiàn)狀泄槽底板，采用C40細石膨脹混凝土植筋，錨筋試驗拉拔力不小于90kN/根。

2 植筋技術(shù)

2.1 植筋原理

“植筋”技術(shù)主要是通過將滿足設(shè)計要求的鋼筋植入已成混凝土內(nèi)一定深度，依靠粘合劑的高粘結(jié)性及優(yōu)良的抗剪切能力，使植入的鋼筋和混凝土牢固結(jié)合，整體受力，起到相當(dāng)于預(yù)埋鋼筋的作用。

2.2 植筋施工工藝流程

工藝流程包括：混凝土表面鑿毛→放線定位→標(biāo)注植筋位置→鉆孔→清孔→驗收鉆孔→鋼筋處理→注C40細石膨脹混凝土→植筋→固化養(yǎng)護→拉拔檢驗。

1）混凝土表面鑿毛。先用挖掘機破碎錘對泄槽段底板全斷面進行表面鑿毛，然后人工使用手持式風(fēng)鉆對局部凸起進行鑿毛，去除表面碳化層并露出新鮮石子，鑿毛深度5cm左右，鑿毛后人工清除碎渣并清掃干凈。

2）放線定位。按照泄槽底板設(shè)計圖紙，對需要植筋的部位進行定位放線（位置允許偏差±10mm）。定位時，避開泄槽底板中原鋼筋的位置，以免鉆孔時鉆到并損傷原鋼筋，從而削弱植筋的錨固效果。

3）鉆孔。本工程采用功率較大且穿透力強的潛孔鉆機配75mm鉆頭進行鉆孔。成孔采用回轉(zhuǎn)鉆進，鉆孔時鉆頭始終與混凝土表面保持垂直，垂直度允許偏差±5%，孔深比設(shè)計深2cm，以保證鋼筋錨固頂端與粘結(jié)劑粘結(jié)。當(dāng)鉆至預(yù)定深度后，檢驗孔底的巖芯殘留，保證清孔質(zhì)量。

4）清孔。清孔采用風(fēng)機加導(dǎo)管方式伸入孔內(nèi)吹出粉塵，用高壓水槍沖洗干凈，并吸除孔內(nèi)積水，保持濕潤即可。清孔完畢后，為防止灰塵和砂粒等雜物掉進孔內(nèi)，可用抹布或棉紗堵住孔口。

5）鋼筋處理。植筋采用Q345級全螺紋鋼筋。為保證植筋施工質(zhì)量，鋼筋使用前將銹蝕嚴重或有傷痕的鋼筋剔除，并用磨光機和鋼絲刷清除鋼筋表面鐵銹和污漬,直至露出金屬光澤為止。同時，在鋼筋上標(biāo)出插入深度。經(jīng)處理后的鋼筋盡快植入孔內(nèi)，避免二次污染。

6）注C40細石膨脹混凝土。灌注前，根據(jù)設(shè)計要求拌制混凝土。拌制時，逐漸往攪拌機中加入水泥和細石子，攪拌3min后加入早強劑和膨脹劑，在攪拌2min即可灌注。注C40細石膨脹混凝土從孔底開始，孔內(nèi)注漿達到80%后立即植筋，整個過程連續(xù)進行。

7）植筋。植筋采用人工推送法進行。植筋孔注入C40細石膨脹混凝土后，及時將鋼筋慢慢垂直插入孔內(nèi)，并按順時針方向旋轉(zhuǎn)兩圈，使C40細石膨脹混凝土從孔口稍微溢出。插到設(shè)計深度后將鋼筋臨時固定，以防鋼筋傾斜。

8）固化養(yǎng)護。植筋完畢后48h之內(nèi)嚴禁擾動，以保證C40細石膨脹混凝土的正常固化。

9）拉拔試驗。在植筋固結(jié)后，質(zhì)量檢測單位利用千斤頂和位移傳感器現(xiàn)場對所有的植筋進行非破壞性的拉拔試驗，檢測植筋的錨固質(zhì)量?，F(xiàn)場按照植筋總數(shù)量的3%隨機選取了8根植筋進行試驗，通過檢測8根值筋抗拔力實測值均超過設(shè)計值90kN。

3 結(jié)語

陡山水庫溢洪閘加固后，經(jīng)過7年的運行，工程沒有出現(xiàn)質(zhì)量問題。特別在2020年8月14溢洪道泄洪流量達到最大流量1000m3/s的情況下，泄槽段底板未出現(xiàn)任何安全問題?？梢?，植筋錨固技術(shù)在陡山水庫泄槽底板加固中是成功的。該技術(shù)工藝成熟、施工簡便、施工工期短、承載力強、不破壞原結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定性和抗腐蝕性好、使用壽命長和經(jīng)濟可靠等特點，在水利工程混凝土結(jié)構(gòu)補強和結(jié)構(gòu)改造中具有極大的推廣應(yīng)用價值。