植筋技术在水闸改造工程中的应用

1 工程概况

通州市新江海河老闸共7 孔，每孔净宽6 m，西边孔为通航孔。闸室底板结构共分3 块，中间3 孔连成一块，两侧各为两孔一块；现明显可见两边块底板发生严重不均匀沉降，经现场实测最大沉降14 cm，墩身向外侧倾斜，水闸不能保持正常运行。

结合“新江海河闸改建工程”对原老闸进行技术改造，新老闸底板高程相同，新闸设计孔径净宽32 m，老闸孔径净宽42 m；老闸西两孔闸拆除中墩，改为净宽12 m，挡潮高程5.5m，上卧式闸门变为套闸下闸首。老闸通航孔边墩、缝墩各加厚0.5 m，底板结构进行加强，底板高程由-1.38 m加高至-1.00 m，底板上、下游端部、闸墩通航船只碰撞区设防撞钢板。

老闸原胸墙和通航孔闸门顶高均为8.76 m，改造后均降至5.5 m，5.5 m以上潮水发生时不起挡潮作用。由于老闸的挡潮标准降低，在低标准状况下老闸的安全度也相应加大；通过技术改造使新、老闸形成简易套闸，通航孔通航更为安全，经济效益更为明显。

2 加固方案

通航孔底板加高至-1.0 m，混凝土强度等级C20，混凝土加固厚度27～39 cm。底板上、下游端部112 cm宽度范围内面层做成半径为190 cm圆弧面与老混凝土衔接。底板面层顺水流方向配置钢筋Ф18@20；垂直水流方向下游段9 m长配置Ф28@12.5筋，上游段7.5 m长配置Ф25@12.5筋；新老混凝土结合面设置锚固钢筋Ф16 双向@50 cm，总长度55 cm，插入老混凝土内25 cm。

通航孔边墩临水面及缝墩西侧面墙面加厚0.5 m左右，混凝土强度等级C25，钢筋保护层5 cm。墙面上、下游端部面层做成半径为130 cm圆弧面与老混凝土衔接；主门槽与检修门槽间墙面至6.0 m处向外侧倾斜2cm。

自高程2.5 m至6.0 m通航船只通航碰撞区设置1 cm厚钢板防撞。墩身面层设置双向钢筋；在老混凝土内预先埋设直径Ф16@20 cm，长度分别为130 cm、80 cm锚杆，所有锚杆植入老混凝土内20 cm，竖向钢筋与锚杆焊接；滚轮安装洞口及原墩身洞口处增设附加钢筋。

3 植筋的施工

凿除老闸混凝土保护层→测量放样定出植筋位置→植筋钻孔→清理钻孔→验收钻孔→钻孔注胶→植筋、同时固定→胶固化→植筋质量检验→现场清理、绑扎钢筋→浇筑混凝土。

粘合剂选用瑞士生产的HIFHY150粘合剂，该材料有以下特点：不含苯乙烯；安全无臭味；耐热性能好，常温下无变化；水溶性基材，可用水洗；抗老化阻燃。该粘合剂由两种化学成分组成，装在两个管状箔包内，为软塑状材料，在两个箔包的端部设有特殊的连通器，通过专用手动注射器将两个箔包中的不同成分挤出混合，使其发生化学反应以进行植筋施工。

本工程植筋设计为Ф16，故采用Ф22 钻头进行钻孔，并保证每孔的深度符合设计要求。孔深应比设计深2cm，以确保钢筋锚固顶端能与粘合剂粘结。钻孔过程中如遇闸底板钢筋，孔位可作适当的调整或增加孔洞。

在底板、闸墩钻孔结束后整体一次性进行洗孔，施工时用空压机气管由上方向下方进行吹孔，人工配合掏孔，反复吹孔直至符合设计要求。施工时不能用水冲，以避免水留在孔内影响粘合剂与混凝土的固结。

清孔后进行每孔的深度、孔位、清孔质量的自检，经监理验收合格后方可进行下道工序的施工。

注浆工序很重要，注浆太多植筋后会溢出孔外太多，太少又影响植筋质量，因而正式施工前要在现场预先进行试验，根据试验的结果确定注入量，以施工后粘合剂溢出作为控制。注浆时应注意粘合剂是由两种化学成分组成，一旦混合后发生化学反应，很快发生胶凝及固化，为此施工时每包粘合剂在使用后应及时用完，防止注射器混合管延长器堵塞不利施工。第一次用专用手动注射器注出的粘合剂不能用，应等出胶混合均匀才能施工，施工时用注射器从孔底开始向外均匀注射适量的粘合剂，不能将空气封入孔内。

在注入粘合剂后及时轻轻插入钢筋，为使钢筋与混凝土及粘合剂充分结合，钢筋插入后应顺时针旋转两圈，插到设计深度的同时粘合剂应稍微溢出，且钢筋应垂直或平直无弯曲，然后搭设临时支架固定钢筋，宜在24 h 后才能触动钢筋。

在植筋固结后利用千斤顶及传感器进行现场植筋的抗拔试验，以检验植筋的质量。在植筋固结后利用锚固钢筋作为撑脚进行面层钢筋施工，绑扎钢筋必须牢固稳定，位置准确。墩身竖向钢筋锚杆及门槽预埋铁件按设计要求埋设牢固。

浇筑混凝土前做好仓面清理检查工作，老混凝土面要提前24 h 洒水湿润，并在面层设置明显样标，闸底板底层按施工浇筑速度由专人指挥工人摊铺同标号砂浆，砂浆厚度以2～3 cm为宜；对闸墩混凝土浇筑时可以利用水泥浆采用专用铁管沿老混凝土面灌入墙面，水泥浆应随浇筑速度进行控制，采取HBT-50 型混凝土输送泵泵送混凝土，使混凝土一次性浇筑完成。

4 结束语

老闸改造后混凝土质量可靠，闸底板及闸墩未发现裂缝等问题，工程质量经验收达优良等级。植筋技术具有工艺简便、施工时无挤压应力、可小空间作业、施工方式灵活、快速粘固、工期短、施工质量有保证、造价低等特点，为水闸除险加固工程提供了方便，同时为工程质量提供了保证。