卿光大

（湖南省雙牌水電站永州市425203）

雙牌水庫(kù)樞紐工程始建于1958年,1962年竣工,是典型的“三邊”工程。壩址控制集雨面積1.059萬(wàn)km2，總庫(kù)容6.9億m3，裝機(jī)150 MW，多年平均發(fā)電量5.85億kW·h。溢流壩段溢流面長(zhǎng)128 m，裝11扇10 m×9 m鋼質(zhì)弧形閘門，閘墩厚1.5 m，為開敞式非真空實(shí)用剖面堰，堰面曲線為克奧型，采用鼻坎挑流消能。原設(shè)計(jì)溢流面混凝土為C20，順?biāo)飨蜾摻顬棣?2@300 mm，垂直水流向鋼筋為Φ16@300 mm。由于長(zhǎng)期露天環(huán)境影響及高速水流的沖刷，混凝土表面已出現(xiàn)剝蝕和露筋現(xiàn)象。大壩安全論證時(shí)，堰頂及溢流面共查出裂縫30條，裂縫平均長(zhǎng)度：（2～8）m，平均寬度（0.3～0.6）mm。情況有逐年惡化趨勢(shì)，影響大壩安全行洪，需對(duì)大壩溢流面進(jìn)行處理。

1 溢流壩面改造方案的優(yōu)化

大壩閘門前混凝土較好，反弧段在1985年加固已作處理，本次加固范圍是由堰頂至陡坡段尾，加固方案有三種：修補(bǔ)方案、加層方案及鑿除重澆方案。

修補(bǔ)方案是將沖壞與露筋處混凝土鑿除，重澆高標(biāo)號(hào)混凝土修補(bǔ)。該方案優(yōu)點(diǎn)：工程量少，施工簡(jiǎn)便，投資少，不易影響到汛期防洪；缺點(diǎn)是：不能從根本上解決混凝土普遍老化及被沖損問題。此次不予采納。

鑿除重澆方案是將原堰面混凝土鑿除，鑿除老混凝土厚度為40 cm，保護(hù)好伸入閘墩內(nèi)鋼筋，使之外露部分留長(zhǎng)50 cm以上，再布錨筋，錨筋為Φ18@100 mm，再澆C30混凝土，使新老混凝土結(jié)合緊密，混凝土中布置Φ12@150 mm鋼筋網(wǎng)，縱橫布置相同，恢復(fù)原形。該方案優(yōu)點(diǎn)：處理徹底，無(wú)后患，安全可靠；缺點(diǎn)：工程量大，工程造價(jià)高，且易影響到汛期防洪。

加層方案是將現(xiàn)有混凝土表面鑿毛后，再澆筑250 mm厚鋼纖維混凝土或聚丙烯纖維混凝土保護(hù)層，在鋼筋錨固時(shí)，采用新型的自鎖錨桿。與混凝土鑿除重澆方案相比，該方案優(yōu)點(diǎn)是：安全可靠，工程量少，投資較省?；炷凌彸貪卜桨概c加層方案兩者工程量比較見附表。

附表混凝土鑿除重澆方案與加層方案工程量比較

從附表可以看出，加層方案更可靠，投資較省，又可節(jié)省工期，所以選定加層方案作為此次溢流壩面的改造方案。

2 壩面加層方案的設(shè)計(jì)

（1）混凝土鑿毛深度的確定。

根據(jù)工程現(xiàn)狀，若只單純鑿毛在原混凝土面上澆混凝土層，就改變了溢流面的堰型，經(jīng)泄洪實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头治龅贸觯瑢?duì)泄流量有一定的滯泄影響，且轉(zhuǎn)滑的陡坡施工難度大，予以放棄。若鑿除深度太深，那就變?yōu)橹貪卜桨?。?jīng)優(yōu)化，選擇鑿除深度25 cm，保留原堰型，重澆25 cm混凝土，為防止開裂，采用小而密的鋼筋網(wǎng)Φ14@200 mm，縱橫向布置相同，保護(hù)層10 cm。

（2）錨固設(shè)計(jì)。

因新澆溢流面層混凝土薄，錨固不采用常規(guī)砂漿錨筋，而采用巨成牌自鎖錨桿，為武大研制。該自鎖錨桿有以下優(yōu)點(diǎn)：抗拔力大，Φ20錨桿抗拉力為53.1 kN，抗剪力為40.1 kN；施工簡(jiǎn)便，工期短；自鎖錨桿主要靠錨頭與混凝土作用，與常規(guī)砂漿錨筋（灌溉砂漿有收縮問題，會(huì)減小錨筋抗拔力）相比，不受環(huán)境影響。具體布置：為梅花型布置，每m2布置1根，錨桿深入老混凝土50 cm，使新老混凝土結(jié)合緊密。自動(dòng)錨桿一般要求：自動(dòng)錨桿需錨桿材質(zhì)證明及合格證；自動(dòng)錨桿只對(duì)專用擴(kuò)孔鉆頭所成鉆孔有效，錨桿與孔徑須匹配，孔徑大于錨桿直桿（2-4）mm；自動(dòng)錨桿鉆孔應(yīng)避鋼筋，鉆孔質(zhì)量與結(jié)構(gòu)邊緣距離大于10 cm。施工步驟：①按設(shè)計(jì)要求在壩面標(biāo)出錨桿位置；②電錘鉆孔至設(shè)計(jì)深度；③專用鉆頭擴(kuò)孔，擴(kuò)孔后，鉆桿鉆至設(shè)計(jì)深度，并旋轉(zhuǎn)一周才算擴(kuò)孔到位；④自鎖錨桿配插契，稍用力夾緊；⑤將自鎖錨桿插入孔內(nèi)，用敲擊加壓，使錨桿移位到進(jìn)深要求；⑥錨孔灌漿料注緊密實(shí)，壓力0.4 MPa為宜，灌液溢出后持續(xù)（1～2）min；⑦錨桿尾部由新混凝土鋼筋焊接。

（3）混凝土設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)為C30混凝土，其摻和料有二種,一是聚丙烯纖維,二是鋼纖維,若在混凝土里面摻聚丙烯纖維，量為（0.8～0.9）kg/m2左右,該混凝土在浙江白溪水庫(kù)溢洪道面層及歐陽(yáng)海水庫(kù)溢洪道面層得到運(yùn)用。但與摻鋼纖維相比，其抗沖、抗?jié)B耐久性較差。從雙牌大壩溢流面運(yùn)行歷史來看，要徹底解決混凝土的沖損現(xiàn)象，經(jīng)試驗(yàn)選擇摻鋼纖維料。具體配料為：鋼纖維78 kg（剪切型，長(zhǎng)度25 cm）；42.5R水泥340 kg，水160 kg，河砂（770～870）kg，碎20：（1 100～1 060）kg。考慮從拌和、運(yùn)輸及入倉(cāng)，期間不能超過30分鐘，且有一定的落差，按建筑標(biāo)準(zhǔn)另加適當(dāng)減水劑。

（4）分縫、止水。

溢流壩加固面上設(shè)垂直水流方向縫2條，位置與原有縫一致，縫寬20 mm，順?biāo)鞣较?條，與原有結(jié)構(gòu)一致。

壩面止水采用銅片止水下夾柏油、杉木止水，上面嵌止水橡皮條與壩面齊平。

3 結(jié)語(yǔ)

由于雙牌大壩溢流面的重要性，對(duì)其溢流壩面的改造進(jìn)行了多方案的比較，最終選擇了自鎖錨桿和鋼纖維混凝土加層方案處理方案，有效地解決了老混凝土普遍老化及抗沖性能差的問題。經(jīng)過多年的洪水檢驗(yàn)，現(xiàn)溢流壩面光滑平整,未發(fā)生沖刷、剝蝕現(xiàn)象,該處理方案是成功的，對(duì)類似工程有一定的參考價(jià)值。