浅谈某钢筋砼框架式防洪堤开洞加固改造设计

张腾 郝秀玲

【摘 要】受下游水利枢纽蓄水影响，原设计位于某钢筋砼框架式防洪堤外侧的排涝闸，常年水下运行，致使闸门锈蚀，闸底淤积严重，检修维护运行管理极为困难，存在严重的安全隐患。为避免防洪排涝闸在水利枢纽正常回水位以下运行，本次设计拟原涵管改造抬高至水利枢纽正常回水位高程以上，并封堵原高程处涵管。故需要在框格砼堤相应位置开洞加固，新建穿堤建筑物和排洪建筑物，连通堤外新建涵管。本文就该处钢筋砼框架式防洪堤开洞加固改造设计进行探讨与总结。

【关键词】钢筋砼框架式防洪堤；开洞加固；防洪排涝闸；粘钢法

1.开洞加固改造设计

防洪闸改造后涵闸净尺寸为2.5m（宽）×2.5m（高），箱涵壁厚为0.5m，故本次设计的开洞尺寸为3.5m×3.5m（宽×高）。开洞后会改变原防洪堤的受力条件，洞口处会出现应力集中现象，为了不影响防洪堤的正常使用，对开洞后的防洪洪堤洞口进行加固。本次主要加固内容包括：①外粘钢板加固；②切割砼开洞；③外包型钢加固；④植筋加固；⑤浇筑C25钢筋砼方涵。

1.1切割砼开洞

本次设计开洞尺寸为3.5m×3.5m（宽×高），开洞采用金刚石切割机切割，切割时先纵后横，切割的洞口钢筋砼的最小厚度为1.86m，最大厚度为2.48m，切割下的钢筋砼体积为25.2m3，重达63t。考虑到作业安全，切割区域拟按2t分块（长×宽0.4m×0.4m）切割。施工主要工序如下：定位、放线 → 钻工艺孔（起吊孔） → 安装起吊装置 → 切割→混凝块起吊、运走。

1.2外粘钢板加固

为了避免在防洪堤开洞切割过程中，形成应力集中，产生过大的应力变形，故在切割砼前，根据防洪堤迎、背水面的结构布置，对防洪堤的迎、背水面的洞口的外边缘2.0m范围内进行外粘钢板加固，其中迎水面上、下两侧各外粘钢板宽2m，左侧外粘钢板宽2.0m，右侧外粘钢板1.69m，共外粘钢板37.08m2；背水面上、下两侧各外粘钢板宽2m，左、右两侧各外粘钢板宽0.69m，共外粘钢板19.74m2。外粘钢板厚10mm，钢板粘贴前沿钢板长度方向，在钢板上和对应堤防位置，间隔500mm开洞，孔径d=18mm，埋设M16化学螺栓，入砼层300mm，其中迎水面共埋设M16化学螺栓150个，背水面共埋设M16化学螺栓86个。加固完成后钢材表面涂刷环氧富锌漆和环氧氟碳面漆，并抹25mm厚的环氧水泥砂浆保护层。施工主要工序如下：放线→表面处理→配胶→粘贴→加压→固化及养护→检验→防护处理。

1.3外包型钢加固[1] [2]

切割后的洞口尺寸为方形，洞口尺寸为3.5m×3.5m（宽×高），洞口边缘及四周采用“角鋼+缀板”的搭配方式加固，洞口左、右壁面设立H型钢支撑。对于洞壁的内外切口及四角均采用外包角钢加固，同时对洞壁内、外侧切口处的角钢进行锚固，锚固采用M10化学螺栓，间距400mm，锚入砼100mm， 加固时采用的角钢规格为∠200×14。为了能使外包的角钢形成整体，沿着洞壁设置缀板，缀板宽100mm，间距为400mm，缀板两端与内外侧切口外包的角钢焊接，形成整体。同时为了保证加固后的新旧结构共同受力，并在加固的角钢、缀板缝隙灌入环氧树脂。施工主要工序如下：表面处理→钢板固定→围箍制安→埋嘴封缝→配制改性环氧浆液→注浆→拆嘴→固化养护→做保护层。

1.4植筋加固[2]

本次设计对切割后的洞壁进行植筋。植筋钢筋直径为Φ20，植筋长1000mm，入砼750mm，外露250mm，钻孔孔径为25mm，间距为0.5m，共植入钢筋128根。施工主要工序如下：弹线定位→钻孔→洗孔→注胶 →植筋→固化养护→抗拔试验（抽检）。

1.5切割洞口衬砌

根据防洪排涝闸改造的涵闸尺寸，对切割加固后洞壁进行C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度为0.5m，衬砌后的方涵尺寸为2.5m（宽）×2.5m（高），底部高程为78.20m，采用C25钢筋砼结构。

2.结语

总而言之，通过采用外粘钢板、切割砼开洞、外包型钢、植筋、浇筑C25钢筋砼方涵等一系列方式加固开洞后的防洪堤，可以满足原防洪堤的设计要求，本文详细的介绍了钢筋砼框架式防洪堤开洞加固改造设计施工方法，对今后钢筋砼防洪堤开洞加固改造设计与施工工作有一定指导价值。

参考文献：

[1]王芳，符志强，混凝土加固外粘钢板施工工艺[J].山西建筑，2006（14）

[2]《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）