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高强灌浆料抗冲磨补强加固技术

1· 工程概况
    头屯河水库是一座以灌溉为主，结合城镇生活供水、工业用水、防洪等综合利用的中型拦河水库。水库总库容2 030 万m3，由大坝、溢洪道、放水涵洞、泄水隧洞及下游分水枢纽5 大部分组成，工程等级为Ⅲ 等，主要建筑物级别为3 级。涵洞全长300． 2 m，其中洞身段长213． 7 m，中间设有工作闸井，闸井上游为压力段，长93． 2 m，断面为城门洞型，净宽4． 0 m，侧墙高2． 0 m，圆拱内半径2． 0 m; 闸井段长22． 5 m; 闸井下游为明流段，明流段长98． 0 m，断面为城门洞型，净宽4． 5 m，侧墙净高4． 0 m，圆拱内半径2． 25 m。涵洞进、出口底高程分别为949． 20，947． 00 m，纵向坡比1 /100［1］。
    涵洞位于河槽段坝基处，上部为水库大坝心墙砾质黏土，下部基础为150 号混凝土砌块石，混凝土砌块石下为砂岩、泥岩互层。涵洞基础岩性以侏罗系上统头屯河组( J3t) 砂岩与泥质砂岩互层及第四系松散堆积层为主; 建基面基础岩性为砂岩与泥质砂岩互层，岩性软硬相间，其饱和抗压强度为35． 4 ～53． 5 MPa。
    2 ·头屯河水沙特性
    头屯河系山溪性多泥沙河流，年平均进库沙量为132． 9万t，其中悬移质沙量118． 66万t，占89． 3%;推移质沙量为14． 24万t，占10． 7%。汛期年平均进库沙量为116． 96万t，其中悬移质平均沙量为104． 43万t，推移质沙量为12． 53万t，推悬比12%。水沙量主要集中在汛期6—8 月份，汛期入库水沙量分别占年来水来沙量的65． 57%和88． 00%( 见表1) 。

    3· 原抗冲磨加固方案
    2011 年3 月施工实施时，采用一级配C40F200W8钢筋混凝土浇筑32 cm 厚，混凝土表面铺装8 cm 厚球墨铸铁块作为抗冲磨层［1］，单块球墨铸铁平均重45 kg，规格尺寸为: 50 cm( 长) × 15 cm( 宽) × 8 cm( 厚) ，铁块下设2 根长20 cm 的支腿( 直径20 mm 二级钢筋) ，支腿间距30 cm，支腿在球墨铸铁块生产制造时与其整体浇筑为一体。对闸底槛至闸底槛后明流段第1 道结构缝长9 m 段，采用混凝土入仓振捣密实后，人工铺装球墨铸铁块，球墨铸铁块支腿嵌入混凝土与钢筋网( 支腿与钢筋网不焊接) 的施工方式( 以下简称A 方案) ; 对明流段第1 道结构缝至第2道结构缝长12 m 段，采用球墨铸铁块支腿与钢筋网整体焊接加固( 并与原底板出露钢筋焊接) 成一体，预留浇筑孔，混凝土振捣密实后，人工将球墨铸铁块封嵌预留浇筑孔的施工方式( 以下简称B 方案) ［1］。
    涵洞明流段底板于2011 年4 月17 日完成抗冲磨加固，投入正常运行1 a 多，期间水库进行多次泄洪冲沙，并于2011 年7 月2 日经历当年最大进库洪峰流量191 m3 /s，涵洞最大泄流120 m3 /s。停水检查后发现，A 方案实施部位约有面积7． 5 m2 球墨铸铁块被冲失，球墨铸铁块下混凝土基底层完好。B 方案实施部位的球墨铸铁块及混凝土基底层整体完好无损。
    A 方案中，球墨铸铁块支腿嵌入混凝土与钢筋网中，球墨铸铁块与钢筋混凝土基底层在结构上没有成为一体，在高速含沙水流的强大动能作用下，球墨铸铁单块受力较大，球墨铸铁块和支腿整体很容易被连根拔起或球墨铸铁块与支腿连接处被剪切折断( 现场停水检查也表现如此情况) ，造成球墨铸铁块被冲失。而B 方案采用球墨铸铁块支腿与钢筋网整体焊接加固( 并与原底板出露钢筋焊接) 成一体，在高速含沙水流的强大动能作用下，球墨铸铁块与钢筋混凝土基底层整体受力情况较好，球墨铸铁块不易被冲失。
    4 ·补强加固技术方案
    根据涵洞水沙运行特点和已往使用抗冲磨措施及材料经验，从材料性能、施工工艺特性、应用经验、经济性等因素综合考虑，对7． 5 m2 冲失面积部位，采用对原加固层整体结构稳定性影响小的高强耐磨材料进行补强加固方案。2012 年4 月施工实施时，采用BZK-G 高强灌浆料补强加固技术，补强加固平均厚10 cm。对冲失部位进行清基，清基后进行植筋，用GHJ 高强型植筋胶对植筋锚固，采用纵横间距20 cm × 20 cm、直径12 mm 二级钢筋单层筋钢筋网作为骨架( 钢筋保护层厚5 cm) ，通过植筋把钢筋网与基底层连接成一个整体，用BZK-G 高强灌浆料进行灌注。

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点击次数：更新时间：2015-6-25 15:22:45 【打印此页】【关闭】

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