植筋技术水电站钢翻板闸坝加固中的应用

植筋技术水电站钢翻板闸坝加固中的应用

【摘　要】　植筋是一种采用结构胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆锚固于基材砼中的加固技术，在建筑工程使用较多，而在水利工程运用较为罕见。云峰水电站闸坝在蓄水后由于使用不当导致钢翻板闸门砼支座开裂破损。在保留现有闸墩的基础上采用植筋技术重新浇筑砼支座，取得了较好的加固效果。
【关键词】　植筋技术；加固；应用

1、工程概况及问题的由来
云峰水电站位于广东省陆河县河口镇的螺河上游，装机容量2×1.7MW。云峰水电站是一座河床式水电站，属Ⅳ等工程，主要建筑物为4级建筑物，枢纽建筑物呈“一”字形布置，从左到右依次为：升压站、厂房、闸坝段、筏道和砌石重力坝段。
云峰水电站闸坝段全长64.5m，共7孔，单孔净宽10.0m，中墩及右边墩厚2.0m，左边墩厚2.5m，共分两联，其中左联为4孔联，右联为3孔联。闸底板高程为24.0m，闸室长（顺水流方向）16.5m，坝高16m。闸坝采用液压控制的钢制翻板闸门控制，闸门净宽10.0m，高7.0m，采用液压启闭机启闭。
2008年初，云峰水电站初步建成，开始蓄水发电进行试运行。进入汛期后，开始遭遇常遇频率洪水开闸泄洪。6月初，部分钢制翻板闸门支座开裂破损，致拦河水闸不能正常运行。通过现场分析，闸门支座破损是由于运行单位高水位时试图关闭闸门，在液压启闭机推力作用下支座锚栓产生过大拉力，导致支座砼拉裂破坏。
2、植筋技术及锚固计算
植筋技术是一种砼结构加固应用的新型技术，以专用的结构胶结剂将带肋钢筋或全螺蚊螺杆锚固于基材砼中。植筋采用的专用结构胶有改性环氧类和改性乙烯基酯类（包括改性氨基甲酸酯）胶结剂，胶结性能上分为A级胶和B级胶，其中植筋直径大于22mm时必须采用A级胶。植筋适用的基材砼强度等级一般不低于C20，如新增构件为悬挑结构时基材砼强度等级不得低于C25。
植筋可用冲击钻或其它造孔机械造孔，钻头直径应比所植钢筋大3～8mm（孔径小取小值，孔径大可取大值）。成孔后需洗孔，洗孔应用压缩空气吹出孔内浮尘，再用脱脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔内壁。洗孔结束后可用专用注胶设备注胶，再放入经除锈处理过的钢筋单向慢慢旋入孔内直至进入孔底后将钢筋固定以待注入的结构胶固化。植筋钢筋宜先焊接后种植；若有困难而必需先种植后焊接时，其焊点距基材混凝土表面应大于15d，且应采用冰水浸渍的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部，避免植筋温度过高影响胶结效果。
植筋锚固的长度应满足下式：

考虑各种因素对植筋受拉承载力影响而需加大锚固深度的修正系数按下式计算：

3、支座加固方案
由于使用不当造成翻板闸门支座破损，因此可按原设计进行修复。将受损的支座砼清理凿除后，重新浇筑C30钢筋砼支座。加固方案为：采用植筋法将闸门支座钢筋锚固在闸墩中，闸门支座四周预埋钢板以增强支座抗拉剪能力。详细做法是：
清理凿除受损的支座砼，并深入中（边）墩0.1m，保留原墩面钢筋。沿支座周边采用风钻每隔0.4m造一个贯穿孔，孔内采用改性环氧树脂（A类胶）植入直径为30mm的三级钢筋。支座四周加衬一圈10mm厚Q235钢板，植筋与钢板焊接，支座面层重设钢筋网（支座受力钢筋为φ20@140，箍筋为φ[ft=,,Times），并与支座周边的贴边钢板相焊接。为保证后浇砼与先浇的中（边）墩砼连接紧密，另采用直径为30mm的三级钢筋按孔距0.6m布置了梅花形锚筋并与支座面层钢筋网焊接。加固方案详见附图1和附图2。

4、加固效果
加固后钢制翻板闸门可正常启闭。经2009年和2010年的汛期考验（其中2010年水闸最高运行水位32.3m，距校核洪水位仅低0.5m），闸门能正常运行，完全达到了支座修复的目的和效果。
5、结语
植筋是一种采用结构胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆锚固于基材砼中的加固新技术，目前在水利工程中运用尚不多见。采用该技术可以利用完好的基材砼种植钢筋进行结构补强和结构改造，可在工程缺陷处理、除险加固中酌情使用。
4、加固效果
加固后钢制翻板闸门可正常启闭。经2009年和2010年的汛期考验（其中2010年水闸最高运行水位32.3m，距校核洪水位仅低0.5m），闸门能正常运行，完全达到了支座修复的目的和效果。
5、结语
植筋是一种采用结构胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆锚固于基材砼中的加固新技术，目前在水利工程中运用尚不多见。采用该技术可以利用完好的基材砼种植钢筋进行结构补强和结构改造，可在工程缺陷处理、除险加固中酌情使用。