植筋技術在陡山水庫溢洪道加固中的應用

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，質量檢測單位對原溢洪道泄槽底板與原基礎之間的密實程度、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部均勻、密實，混凝土與巖石基礎接觸良好；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。

根據檢測結果，設計單位對泄槽底板段基礎處理進行變更，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。為實現新舊混凝土的有效連接，采用植筋錨固技術，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

2.1 植筋原理

“植筋”技術主要是通過將滿足設計要求的鋼筋植入已成混凝土內一定深度，依靠粘合劑的高粘結性及優良的抗剪切能力，使植入的鋼筋和混凝土牢固結合，整體受力，起到相當于預埋鋼筋的作用。

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%，孔深比設計深2cm，以保證鋼筋錨固頂端與粘結劑粘結。當鉆至預定深度后，檢驗孔底的巖芯殘留，保證清孔質量。

4）清孔。清孔采用風機加導管方式伸入孔內吹出粉塵，用高壓水槍沖洗干凈，并吸除孔內積水，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，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，在鋼筋上標出插入深度。經處理后的鋼筋盡快植入孔內，避免二次污染。

6）注C40細石膨脹混凝土。灌注前，根據設計要求拌制混凝土。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，孔內注漿達到80%后立即植筋，整個過程連續進行。

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，并按順時針方向旋轉兩圈，使C40細石膨脹混凝土從孔口稍微溢出。插到設計深度后將鋼筋臨時固定，以防鋼筋傾斜。

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

9）拉拔試驗。在植筋固結后，質量檢測單位利用千斤頂和位移傳感器現場對所有的植筋進行非破壞性的拉拔試驗，檢測植筋的錨固質量。現場按照植筋總數量的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計值90kN。

3 結語

陡山水庫溢洪閘加固后，經過7年的運行，工程沒有出現質量問題。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，泄槽段底板未出現任何安全問題。可見，植筋錨固技術在陡山水庫泄槽底板加固中是成功的。該技術工藝成熟、施工簡便、施工工期短、承載力強、不破壞原結構，具有穩定性和抗腐蝕性好、使用壽命長和經濟可靠等特點，在水利工程混凝土結構補強和結構改造中具有極大的推廣應用價值。