姜建波 顧正南 倪言波 戴壽曄

（淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 淮安 223005）

高位漏斗澆筑自密實(shí)混凝土方法的提出與應(yīng)用

姜建波 顧正南 倪言波 戴壽曄

（淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 淮安 223005）

鹽河閘為涵洞式水閘，洞身閘墩、頂板加固采用增大截面法。結(jié)合鹽河閘除險(xiǎn)加固工程，介紹一種從涵洞頂部填土開孔直接灌入自密實(shí)混凝土加固閘墩和頂板的方法，為受抗滑、抗浮穩(wěn)定要求限制，洞頂填土不能移除，施工空間狹小、鋼筋密集，澆筑區(qū)呈封閉狀態(tài)的類似加固工程提供借鑒和參考。

涵洞式水閘 高性能混凝土 自密實(shí)混凝土 加固

1 工程概況

鹽河閘是《全國(guó)大中型病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固專項(xiàng)規(guī)劃》中的一座病險(xiǎn)水閘，位于江蘇省淮安市淮陰區(qū)中運(yùn)河和淮沭河交匯處東側(cè)，為二河?xùn)|堤穿堤建筑物，屬分淮入沂綜合利用工程之一，具有供水、分洪、防洪、發(fā)電等功能，1959年4月建成運(yùn)行，至今已50多年。鹽河閘由進(jìn)水閘和水力發(fā)電站組成，兩者并列布置，共15孔，底板順?biāo)飨蜷L(zhǎng)20m，垂直水流向總寬64.38m（含分縫）。其中，進(jìn)水閘為涵洞式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量230.0m3/s，校核流量276.0 m3/s，共12孔，單孔凈寬3.0m，閘底板3孔一聯(lián)，分為4塊底板，邊孔臨土側(cè)底板垂直水流向?qū)?1.7m，其余3孔底板垂直水流向?qū)?1.0m，總寬44.76m；發(fā)電孔共3孔，底板為3孔一聯(lián)，單孔凈寬5.0m，垂直水流向?qū)?9.60m。分淮入沂東堤為1級(jí)堤防，鹽河閘為Ⅰ級(jí)水工建筑物?，F(xiàn)狀進(jìn)水閘閘身縱剖面見圖1。功能正常發(fā)揮的需要，進(jìn)水閘墩墻、頂板加固采用鋼圍堰緊貼墩墻擋水分孔施工方案，當(dāng)鋼圍堰到位、閘室內(nèi)水體抽除后，閘室為“浮箱”結(jié)構(gòu)，受閘室抗滑、抗浮要求限制，洞身頂部填土不能全部挖除；另進(jìn)水閘首部空間狹小，大中型施工設(shè)備難以運(yùn)送至洞內(nèi)，且墩墻、頂板加厚厚度較大，以致噴錨支護(hù)施工技術(shù)、鋼模臺(tái)車施工方法難以采用；再者水閘頂板順?biāo)鞣较蜉^長(zhǎng)，頂板加厚部位位于現(xiàn)狀頂板底部，采用在模板上開設(shè)進(jìn)料孔加壓澆筑方法，難以保證混凝土滿實(shí)澆筑，且進(jìn)水閘新澆混凝土為“∏”形薄壁結(jié)構(gòu)，洞身加固空間狹小、鋼筋密集，模板安裝后整個(gè)澆筑區(qū)呈封閉狀態(tài)，施

圖1 現(xiàn)狀進(jìn)水閘閘身縱剖面圖

2 問題的提出

現(xiàn)狀進(jìn)水閘洞身結(jié)構(gòu)混凝土碳化嚴(yán)重，頂板強(qiáng)度不足，需加固處理，洞身閘墩、頂板加固采用增大截面法。其中，閘墩臨水側(cè)加厚15cm，頂板底面加厚40cm，加固后水閘過流能力仍滿足要求。為滿足施工期鹽河閘供水、通航以及發(fā)電

工人員無法進(jìn)入倉(cāng)面振實(shí)混凝土，普通混凝土與傳統(tǒng)施工方法已不能滿足本工程加固的需求。

3 高位漏斗澆筑自密實(shí)混凝土方法

3.1高位漏斗法

為滿足在不挖除洞身填土條件下，閘墩、頂板澆注料滿實(shí)澆筑的要求，提出通過提高澆筑料的位能，增加其流動(dòng)性的高位漏斗方法：從洞頂近4.0m厚的填土及現(xiàn)狀涵洞0.35m厚頂板上開設(shè)進(jìn)料孔，埋設(shè)UPVC管護(hù)套作為高位漏斗，澆筑料通過高位漏斗灌入閘墩和頂板。加固流程如下：（1）開設(shè)頂板頂部進(jìn)料孔及觀測(cè)孔；（2）安裝上下游鋼圍堰；（3）抽排閘室內(nèi)的水，鋼圍堰堵漏；（4）拆除原閘門及啟閉機(jī)；（5）鑿除邊墩、頂板部分碳化層，植筋、布置受力、構(gòu)造鋼筋及模板；（6）澆筑料澆筑。高位漏斗布置如下：進(jìn)水閘每孔閘室頂板中間設(shè)5個(gè)進(jìn)料孔，間距為3.3m；進(jìn)料孔兩側(cè)1.30m處各設(shè)1個(gè)觀測(cè)孔，兼作輔助進(jìn)料孔。通過觀測(cè)孔灌注澆筑料加固閘墩，通過觀測(cè)孔及進(jìn)料孔灌注澆筑料加固頂板，澆筑時(shí)，觀測(cè)孔及進(jìn)料孔互為主通氣孔。高位漏斗布置見圖2、圖3。為保證澆注料滿實(shí)澆筑，確?；炷林械臍馀莺透{及時(shí)排出，混凝土分段澆筑時(shí)，在墩墻、頂板模板中部及底部間隔5m左右設(shè)置排漿孔及輔助排氣孔，待混凝土澆至孔口或氣泡、浮漿溢出后封模?；炷翝仓r(shí)可結(jié)合排漿孔或人工敲擊模板對(duì)自密實(shí)混凝土進(jìn)行輔助振搗和排氣。澆筑時(shí)，混凝土通過洞頂近4.0m厚的填土（UPVC管護(hù)套）及現(xiàn)狀0.35m厚鋼筋混凝土頂板灌入閘墩和頂板，利用混凝土重力勢(shì)能，克服混凝土在倉(cāng)內(nèi)流動(dòng)的阻力，通過頂板頂部觀測(cè)孔及進(jìn)料孔以及墩墻、頂板的模板中部及底部孔洞排漿、排氣，保證混凝土滿實(shí)澆筑。

圖2高位漏斗縱剖面布置圖

圖3高位漏斗平面布置圖

3.2自密實(shí)混凝土

20世紀(jì)70年代早期，微振搗混凝土開始在歐洲使用，80年代后半期，日本村甫教授開發(fā)出自密實(shí)高性能混凝土。自密實(shí)混凝土亦稱為自流平混凝土或免振搗混凝土，具有很高的流動(dòng)性且不離析、不泌水，經(jīng)微振搗或不經(jīng)振搗能自動(dòng)流平，其硬化性能與普通混凝土相似，而新拌混凝土性能主要表現(xiàn)為高流動(dòng)性、抗離析性和填充性，其特殊性能在南水北調(diào)江都三站進(jìn)水流道改造等工程中成功應(yīng)用。本工程進(jìn)水閘加固新澆混凝土為“∏”形薄壁結(jié)構(gòu)，洞身加固空間狹小、鋼筋密集，模板安裝后整個(gè)澆筑區(qū)呈封閉狀態(tài)，高位漏斗法澆筑的澆筑料采用自密實(shí)混凝土，其拌合物工作性按Ⅰ級(jí)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，其填充性檢測(cè)性能采用坍落擴(kuò)展度（SF）和流動(dòng)時(shí)間（T500）來檢測(cè)，間隙通過性、抗離析性檢測(cè)性能采用L型儀和U型儀檢測(cè)。其中坍落擴(kuò)展度（SF）指標(biāo)滿足650mm≤SF≤750mm，T500流動(dòng)時(shí)間指標(biāo)滿足2s≤T500≤5s；L型儀檢測(cè)指標(biāo)滿足H2/H1≥0.8，U型儀檢測(cè)指標(biāo)滿足Δh≤30mm。配合比設(shè)計(jì)根據(jù)原材料性能和混凝土技術(shù)要求，考慮結(jié)構(gòu)的構(gòu)造尺寸和形式、鋼筋的大小及密集程度，進(jìn)行初始配合比的計(jì)算，經(jīng)過試驗(yàn)室試配、調(diào)整后確定。

4 施工技術(shù)要點(diǎn)

考慮到加固體為薄壁結(jié)構(gòu)，結(jié)合江都三站進(jìn)水流道等加固工程施工技術(shù)，該工程施工需注意以下要點(diǎn)：（1）澆筑時(shí)盡量減小落料點(diǎn)和灌注口落差，灌注口采用漏斗進(jìn)行緩沖處理，保證澆筑過程中不引入空氣；（2）老混凝土表面需鑿毛，清除表面碎屑等雜物后，采用高壓水槍沖洗干凈，保證新老混凝土結(jié)合面粘結(jié)強(qiáng)度；（3）控制混凝土澆筑速度，以保持混凝土澆筑面均衡上升，確?；炷劣凶銐虻牧鲃?dòng)時(shí)間充滿整個(gè)空間，保證不出現(xiàn)因新澆混凝土塑性收縮、沉降而產(chǎn)生裂縫；（4）使用微膨脹型外加劑，減少水泥用量，做好自密實(shí)混凝土早期持續(xù)濕養(yǎng)護(hù)，防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和干縮裂縫；（5）頂板開設(shè)進(jìn)料孔及觀測(cè)孔，頂板的強(qiáng)度被進(jìn)一步削弱，加固過程中，需結(jié)合模板工程，做好洞內(nèi)臨時(shí)支撐，保證施工期洞身結(jié)構(gòu)安全。

5 結(jié)語

目前，鹽河閘閘墩及頂板的加固已完成，混凝土整體性較好，新加固混凝土滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30要求，實(shí)踐證明高位漏斗澆筑自密實(shí)混凝土方法是可行的。高位漏斗澆筑自密實(shí)混凝土方法在不挖除進(jìn)水閘頂部填土的情況下，利用高位漏斗的重力勢(shì)能，通過設(shè)置頂板頂部觀測(cè)孔、進(jìn)料孔以及墩墻、頂板模板的中部及底部排漿孔、排氣孔，保證了澆注料滿實(shí)澆筑。采用自密實(shí)混凝土作為澆注料，充分利用其高流動(dòng)性、抗離析性和填充性特性，克服了“∏”形薄壁結(jié)構(gòu)加固空間狹小、鋼筋密集，模板安裝后整個(gè)澆筑區(qū)呈封閉狀態(tài)，施工人員無法進(jìn)入倉(cāng)面振實(shí)混凝土等不利因素，為類似加固工程提供了借鑒和參考■