植筋技术在陡山水库溢洪道加固中的应用

高 雪，崔为胜，陈 莹

（1.莒南县水利局，山东 莒南276600；2.莒南县陡山水库管理处，山东 莒南276600；3.莒南县陡山灌区灌溉管理所，山东 莒南276600）

陡山水库位于莒南县城北17km、大店镇花园村东1km处，是淮河流域沭河一级支流浔河下游的一座大（2）型水库。水库于1959年7月建成蓄水。

2013年9月，水库进行了除险加固。此次加固，溢洪道泄槽原设计是拆除改建，加固后的泄槽轴线与溢洪闸轴线重合，上游接闸室，下游末端接挑流鼻坎。采用等宽矩形断面，净宽56m，总长70m，坡降1/13.2。泄槽底板采用C25钢筋混凝土护砌，厚0.5m。

1 加固方案

在施工过程中，受莒南县陡山水库管理处委托，质量检测单位对原溢洪道泄槽底板与原基础之间的密实程度、泄槽底板混凝土强度进行检测。通过探地雷达无损检测分析认为，泄槽段钢筋混凝土内部均匀、密实，混凝土与岩石基础接触良好；采用回弹法对混凝土表面强度进行检测，混凝土抗压强度推定值为33.2～46.0MPa。

根据检测结果，设计单位对泄槽底板段基础处理进行变更，保留原有泄槽陡坡段底板钢筋混凝土，在其上面浇筑C25钢筋混凝土。为实现新旧混凝土的有效连接，采用植筋锚固技术，即在原泄槽底板上植入Φ22锚固筋，间距1.5m×1.5m，呈梅花状布置，每根下部入岩1.8m，上部锚固长0.9m。锚筋垂直于现状泄槽底板，采用C40细石膨胀混凝土植筋，锚筋试验拉拔力不小于90kN/根。

2 植筋技术

2.1 植筋原理

“植筋”技术主要是通过将满足设计要求的钢筋植入已成混凝土内一定深度，依靠粘合剂的高粘结性及优良的抗剪切能力，使植入的钢筋和混凝土牢固结合，整体受力，起到相当于预埋钢筋的作用。

2.2 植筋施工工艺流程

工艺流程包括：混凝土表面凿毛→放线定位→标注植筋位置→钻孔→清孔→验收钻孔→钢筋处理→注C40细石膨胀混凝土→植筋→固化养护→拉拔检验。

1）混凝土表面凿毛。先用挖掘机破碎锤对泄槽段底板全断面进行表面凿毛，然后人工使用手持式风钻对局部凸起进行凿毛，去除表面碳化层并露出新鲜石子，凿毛深度5cm左右，凿毛后人工清除碎渣并清扫干净。

2）放线定位。按照泄槽底板设计图纸，对需要植筋的部位进行定位放线（位置允许偏差±10mm）。定位时，避开泄槽底板中原钢筋的位置，以免钻孔时钻到并损伤原钢筋，从而削弱植筋的锚固效果。

3）钻孔。本工程采用功率较大且穿透力强的潜孔钻机配75mm钻头进行钻孔。成孔采用回转钻进，钻孔时钻头始终与混凝土表面保持垂直，垂直度允许偏差±5%，孔深比设计深2cm，以保证钢筋锚固顶端与粘结剂粘结。当钻至预定深度后，检验孔底的岩芯残留，保证清孔质量。

4）清孔。清孔采用风机加导管方式伸入孔内吹出粉尘，用高压水枪冲洗干净，并吸除孔内积水，保持湿润即可。清孔完毕后，为防止灰尘和砂粒等杂物掉进孔内，可用抹布或棉纱堵住孔口。

5）钢筋处理。植筋采用Q345级全螺纹钢筋。为保证植筋施工质量，钢筋使用前将锈蚀严重或有伤痕的钢筋剔除，并用磨光机和钢丝刷清除钢筋表面铁锈和污渍,直至露出金属光泽为止。同时，在钢筋上标出插入深度。经处理后的钢筋尽快植入孔内，避免二次污染。

6）注C40细石膨胀混凝土。灌注前，根据设计要求拌制混凝土。拌制时，逐渐往搅拌机中加入水泥和细石子，搅拌3min后加入早强剂和膨胀剂，在搅拌2min即可灌注。注C40细石膨胀混凝土从孔底开始，孔内注浆达到80%后立即植筋，整个过程连续进行。

7）植筋。植筋采用人工推送法进行。植筋孔注入C40细石膨胀混凝土后，及时将钢筋慢慢垂直插入孔内，并按顺时针方向旋转两圈，使C40细石膨胀混凝土从孔口稍微溢出。插到设计深度后将钢筋临时固定，以防钢筋倾斜。

8）固化养护。植筋完毕后48h之内严禁扰动，以保证C40细石膨胀混凝土的正常固化。

9）拉拔试验。在植筋固结后，质量检测单位利用千斤顶和位移传感器现场对所有的植筋进行非破坏性的拉拔试验，检测植筋的锚固质量。现场按照植筋总数量的3%随机选取了8根植筋进行试验，通过检测8根值筋抗拔力实测值均超过设计值90kN。

3 结语

陡山水库溢洪闸加固后，经过7年的运行，工程没有出现质量问题。特别在2020年8月14溢洪道泄洪流量达到最大流量1000m3/s的情况下，泄槽段底板未出现任何安全问题。可见，植筋锚固技术在陡山水库泄槽底板加固中是成功的。该技术工艺成熟、施工简便、施工工期短、承载力强、不破坏原结构，具有稳定性和抗腐蚀性好、使用寿命长和经济可靠等特点，在水利工程混凝土结构补强和结构改造中具有极大的推广应用价值。