植筋工藝在泄洪隧洞加固工程中的應用

李遇春 皋 祥

泄洪隧洞是水庫建筑物的重要組成部分之一,泄洪隧洞上洞首、洞身四壁及下洞首在泄洪水流的長期作用下已出現了部分破壞,結構物表面部分形成麻面等缺陷,結構物原表面混凝土碳化較為嚴重,影響建筑物的使用壽命。擬加固的隧洞位于溧陽國家AAAA風景區天目湖旅游度假區太公山景區,是太湖流域七座大型水庫中的一座。水庫集水面積148.5 km2,總庫容1.086億m3,為大型水庫。設計洪水位23.00 m,正常蓄水位21.00 m,建成于20世紀50年代。經幾十年的運行,洞首及洞壁混凝土表面出現剝蝕、麻點等,上洞首閘門銹蝕嚴重,門槽及檢修門門槽均不同程度受到破壞,已影響到水庫泄洪的正常使用,需對其進行加固處理方可消除隱患。上洞首的加固處理結合了本工程處于風景旅游區的特點,將23.0 m原墩墻以上的排架、人行便橋、工作橋及啟閉機房等部分全部拆除。在加固方案的選擇設計中,從實用性、可行性及經濟性等方面考慮最終選用植筋對上洞首原混凝土結構進行加厚加固處理,將原墩墻外表面打毛再植筋重新澆筑混凝土,加厚墩墻及底板,在墩墻頂部植筋重新澆筑排架及工作橋。本次加固工程取得了預期的效果。

1 植筋膠的特點

植筋膠系雙組分高強復合樹脂結構膠,具有錨固力強、固化速度快、施工簡便、材料成本低等特點。固化速度快,調和后在室溫下能快速固化,對建筑物結構承載快、錨固力強,耐熱性能好、常溫下無蠕變,抗老化、耐介質(酸、堿、水)性能好,抗焊性、阻燃性、密封性、防潮性、抗震性好,工藝性能好,可在-10℃～+40℃的環境下施工(見表1)。

表1 植筋膠的特點

2 施工方法

鉆孔:按照設計圖紙標注的尺寸、位置,用筆在需造孔處作記號,為避免打孔時對混凝土結構的振動破壞,采用直徑20 mm的取芯電動鉆造孔,鉆到設計規定的深度(孔深不小于20 cm,并避開原混凝土結構的內部鋼筋)。清孔:孔位打好后先用毛刷將孔內的浮渣、石屑等雜質刷凈,再用氣筒將浮塵吹凈,然后用高壓水槍洗孔,量深,驗孔合格后吹干。灌膠:孔位干凈后,取出 A,B組分膠,用專業工具按配膠比例調制成植筋膠,將配好的膠用注射器從孔底逐漸向外注入孔中,以保證孔內空氣排出,確保膠體飽滿。每孔注膠量略大于其理論需膠量。插筋:植筋前把鋼筋植入部分用鋼絲刷清除銹污,并清洗干凈。將準備好的鋼筋慢慢單向加壓旋轉插入,達到設計深度的同時人工加振輕敲,確保密實,使錨固鋼筋充分與膠體接觸無空隙,保證孔口溢膠并注意防止漏膠。膠層是否飽滿將直接影響錨固力的大小。調整:將鋼筋插進孔中膠體后,若需調整位置,應在5 min內調整完畢,但不允許向外拉拔鋼筋。保護:調整好的鋼筋在固定支架上定位,在24 h內不得振動鋼筋,否則將影響其錨固強度。檢測:錨固好待膠體充分固化后,即可進行錨筋的抗拔試驗。

3 質量控制

建立施工質量保證體系,為強化施工質量管理,按已建立的質量保證組織體系、三級質量檢驗體系、質量責任人體系進行質量管理。在施工過程中嚴格執行“三檢制”,并按如下的步驟進行:

1)先定位,將造孔位置按設計要求標出,檢查無誤后方可施工。2)造孔時確保鉆孔深度達到設計要求,鉆好后必須逐孔檢測,符合深度后才能進入下道工序施工,孔深達不到設計要求時重新鉆孔直到符合要求。3)鉆孔時要確保不得對原混凝土結構產生破壞,如確有破壞,則鑿除松動混凝土,重新鉆孔。4)孔鉆好后先用高壓空氣將浮渣灰塵吹掉,再用水沖洗,確保孔內干凈無雜質,以保證膠體與混凝土的粘結。5)錨固用的鋼筋原材料均需經檢測合格后才能用于植筋施工。6)向孔中注膠時必須順暢并從孔底逐步向孔口填膠,以保證孔內空氣排出、注膠飽滿,每孔注膠量略大于其理論需膠量。7)插筋時方法正確,直立進位,保證鋼筋與膠體的充分接觸。8)施工前對參加施工的人員進行崗前培訓,進行技術交底。

4 加固檢測結果

植筋施工完成后,待全部所植錨筋膠體固化后進行錨固力檢測,檢測依據為JGJ 145-2004混凝土結構物后錨固技術規程,檢測設備選用SW-300型錨桿拉拔儀。檢測結果見表2。

表2 加固檢測結果

5 結語

根據本工程加固的效果,我們體會到錨固鋼筋在施工時只要按照相應的施工技術要求進行施工,錨固鋼筋的各項性能能滿足設計要求,在技術上是可行的,也便于施工,在加固工程的應用中充分體現了經濟性,為以后相似的工程提供了經驗。