袁家口子水源工程牛腿支鉸二期澆筑施工

王進利，王愛敏

沂河袁家口子水源工程是臨沂市雨洪資源利用規劃的重點工程，位于沂南縣袁家莊村東南沂河干流上，中泓樁號112+250。工程閘址以上流域面積5524km2，平均來水量為16.5億m3。工程規模為大Ⅰ型，設計洪水標準為50年一遇，設計洪峰流量12000m3/s。設計一次蓄水量為3960萬m3，相應蓄水面積6.77km2。

本工程主要由攔河閘、分流島、連接橋、放水洞、護岸、管理設施等工程組成。主河槽布置攔河閘，總寬度262m，共12孔，單孔凈寬20m，順水流向總長124.7m。擋水結構為露頂式弧形鋼閘門，由12孔20m×9.5m大型弧形鋼閘門組成。閘室段牛腿共計24個，牛腿構件尺寸規格為3.3m×3.2m×1.5m；每個牛腿預埋件長3.2m，孔道內徑8cm，共計12根，孔道填充縫隙為2cm。支鉸與牛腿接觸面尺寸規格為1.35m×1.2m，二期填充厚度10cm。支鉸與閘墩接觸面尺寸規格為1.2m×1.05m扇形，填充厚度為35cm，需要進行二期填充澆筑。

1 二期澆筑技術方案比選

袁家口子水源工程閘室段牛腿支鉸設計要求為預留螺栓孔二期施工完成，預埋用填充材料按施工圖設計為環氧樹脂砂漿，施工強度為80MPa以上，在施工前采用多種配比和不同廠家材料進行適配，并進行了嚴格的現場試驗，經檢測試件抗壓強度均未超過30MPa，不能滿足設計要求。經項目公司組織設計、質量監督、施工單位等相關人員赴外地實地考察請專家進行現場試驗，先后試驗結果試件抗壓強度均未超過30MPa，結論仍不滿足設計要求。

經項目公司組織設計、科研、施工等單位專家，召開袁家口子水源工程攔河閘牛腿二期環氧砂漿充填專項論證會，確定對原設計方案進行變更，具體方案為：牛腿二期填充部位的受力取30MPa即可滿足要求，選用C40W6F150細石混凝土，考慮抗凍防滲的要求及混凝土干縮的影響，預埋件孔道用M10水泥漿填充。

2 施工工藝

2.1 預埋件孔道填充灌漿施工

1）灌漿準備。螺栓全部穿過牛腿預埋鋼套管與支鉸座定位鋼板安裝完成后，用清水清洗灌漿孔清除孔道內粉塵、粉渣、鋼套管內鐵銹等雜物。

2）水泥漿制備。水泥漿制備需用清潔地下水或自來水，水泥漿的配和比在試驗室進行配比，水灰比控制在1∶0.5。為防止水泥漿終凝后發生干縮，在制備水泥漿時加入鋁粉，鋁粉用量為水泥用量的0.01%。水泥漿制備時，先在攪拌機中加入稱量好的水，再按配合比加入水泥及鋁粉進行攪拌，攪拌約3min后觀察檢測水泥漿，流動性、稠度控制在14～18s之間，水泥漿中無細小粉團及糊狀物時可進行灌注。在孔道灌漿時攪拌機不間斷攪拌，防止水泥漿發生沉淀初凝。

3）孔道填充灌漿。水泥漿制備合格后進行孔道灌漿，由于單根鋼套管需用的水泥漿量較少，所以采用人工灌注的方法進行灌漿。灌漿按單根從下往上分層進行，灌漿過程中注意觀察底部是否有漏漿現象，出現漏漿應及時封堵處理。灌漿完成后觀察孔道內液面是否降低，如有降低現象，在初凝前及時進行二次補灌。

2.2 支鉸座與牛腿閘墩間二期混凝土澆筑

1）混凝土鑿毛。根據支鉸座尺寸1.35m×1.2m在牛腿上放出鑿毛范圍邊界線，嚴禁超出邊界線鑿毛，防止破壞牛腿及閘墩混凝土，增加碳化深度，降低混凝土強度。

邊界線內周邊采用人工手持鉆頭配合手錘進行精準鑿毛，邊界線內大范圍的鑿毛可用沖擊鉆進行。鑿毛深度控制在2cm或鑿至混凝土露出石子處，清除所有松動的碎渣及粉塵，并用高壓水沖洗干凈。

2）支模。鑿毛部位經監理工程師驗收合格后進行支模，模板采用1.5cm厚高強度木模板，模板縫隙及與牛腿閘墩、支鉸座底板接觸部位全部用雙面海綿膠帶黏貼密實防止跑漿漏漿。模板支設完成保證具有足夠的剛度、強度及穩定性。兩側的模板用對拉絲進行加固，保證模板在澆筑過程中不移位變形。

3）填充混凝土澆筑。由于C40微膨脹、抗滲、防凍混凝土具有早期強度高、凝結硬化快等特點，所以在澆筑過程中要控制好澆筑速度及澆筑時間。

支鉸座與牛腿間間隙為10cm，支鉸與閘墩間空隙為35cm，為保證澆筑質量采取以下措施：

（1）經過現場試驗混凝土塌落度控制在140～180mm，保證混凝土具有良好和易性及流動性。（2）采用分層澆筑方法每層高度控制在20cm，防止骨料分離或骨料集中現象。（3）采用小型混凝土振搗棒振搗，小型振搗棒在狹小空間便于操作，防止混凝土出現漏振、蜂窩、麻面不密實等質量問題。（4）澆筑完成后及時清理灑落的混凝土及污染的鉸座及牛腿部位，接近初凝時立即對混凝土面提漿壓光，并采用塑料膜覆蓋防止混凝土表面出現干縮裂紋。

4）模板拆除。模板拆除遵循“先支后拆、后支先拆”的原則，非承重側模拆除時保證混凝土表面及棱角不因拆模而破壞。

5）養護。本工程二次澆筑部位狹小，混凝土厚度為10～35cm，拆模后立即灑水養護，并用塑料薄膜覆蓋密封，防止水分流失降低混凝土強度。根據天氣情況氣溫低于5°時停止養護，氣溫高于5°時養護期不少于14d。

3 二次填充澆筑施工難點及安全措施

1）施工難點。二次固定預埋件兩次澆筑費時費力，增加較大的工作量；二是灌注環氧砂漿材料操作相對困難、造價高、強度難以滿足設計要求；三是高空作業時間長，空間狹小安全隱患大；四是二次澆筑周期長對后續金屬結構安裝影響較大。

2）安全措施。由于牛腿下部操作面狹小且位于高空作業，非施工人員不得進入施工區域。在施工區域周邊設臨時圍擋、懸掛安全警示標志，施工人員正確佩戴安全帽，安全繩。作業過程中禁止從上向下拋置雜物，以防傷人。在進行模板支設及澆筑混凝土時搭設操作用平臺，并掛安全平網及立網，操作平臺周邊搭設臨邊防護欄桿，高度不小于1.5m，防護欄桿底部安裝不小于20cm的踢腳板。

4 結語

本工程對閘墩牛腿支鉸二期填充料設計方案進行論證優化，采取C40W6F150細石混凝土和M10水泥漿填充料滿足設計要求。施工過程中采取科學合理的工藝措施，克服了施工空間狹小，二期填充入倉難、振搗難等不利因素，保證了二期填充料澆筑密實度、強度、外觀質量。經現場檢測和試件抗壓強度試驗，均滿足變更設計方案后的強度要求，保證了整體工程施工質量。對同類工程施工具有指導借鑒意義。