郭群力，王 磊，巴 濤，趙文龍，李冠州

（黃河水利水電開發(fā)集團有限公司，河南 濟源，454650）

某工程在水下檢查中發(fā)現(xiàn)排沙洞和胸墻式泄洪閘上游建筑物局部存在沖蝕、損毀等問題。為防止已發(fā)現(xiàn)建筑物缺陷進一步發(fā)展、擴大，需對沖蝕、損毀部位進行修復(fù)。

1 水下缺陷修復(fù)基本情況

6號排沙洞上游擋土墻長68 m，壩上45 m以上擋墻損壞、傾倒；6號排沙洞上游擋土墻，壩上45 m擋土墻靠上游端底部局部淘空；泄洪閘及壩上鋪蓋局部損壞；鋪蓋上游干砌石護腳被沖毀。排沙洞上游擋墻及泄洪閘上游鋪蓋缺陷區(qū)域三維水下地形見圖1。

圖1 排沙洞上游擋墻及泄洪閘上游鋪蓋缺陷區(qū)域三維水下地形Fig.1 Three-dimensional underwater topography of the area at the retaining wall upstream the sediment discharge tunnel and the defected upstream blanket at the water discharge gate

根據(jù)排沙洞和泄洪閘上游建筑物的沖蝕、損毀情況，計劃采用澆筑水下不擴散混凝土的方式進行修復(fù)。水下混凝土坍落度25 cm、擴散度50 cm、初凝時間不小于12 h、終凝時間不大于22 h42 min。由壩頂鋪設(shè)兩套混凝土泵管到水上鋪蓋施工平臺，平臺上采用集料箱集中接料后通過溜槽自流到澆筑導(dǎo)管料斗中灌注水下混凝土。

2 常用水下混凝土澆筑模板存在缺陷

水下混凝土澆筑施工需要在水下布設(shè)滿足外形輪廓尺寸、承受未凝固混凝土的側(cè)壓力和動水壓力、具有一定密閉性等要求的模板[1]。選擇合適的水下混凝土模板成為水下不擴散混凝土澆筑工作的重點和難點。特別是在較大流速、較大水深水域內(nèi)澆筑大體積水下混凝土施工中，選擇何種形式模板，既能方便快捷將模板布設(shè)到位，又滿足混凝土澆筑條件，成為制約該修復(fù)工程進展的關(guān)鍵因素。常規(guī)的鋼筋混凝土模板、大型鋼模板和鋼木模板[2-3]存在一些共性問題：①板表面不透水，在較大流速的水域，表面承受動水壓力較大，潛水員布設(shè)固定到位較困難；②模板厚度與長度和高度相比較，相對單薄，在較大流速和較大水深的水域，承受較大水壓力，且未凝固混凝土的側(cè)壓力也較大，對模板安裝固定要求較高；③模板底部形狀規(guī)則，對基礎(chǔ)平整度要求較高；④單塊模板的重量較大，對吊裝設(shè)備要求比較高。

3 鋼筋籠模板存在的優(yōu)勢

為解決上述施工技術(shù)問題，本工程提出采用鋼筋籠模板的形式。鋼筋籠的制作根據(jù)水下混凝土擋墻的修復(fù)長度和高度，將鋼筋籠進行分節(jié)制作，并焊接鋼筋籠內(nèi)嵌鋼絲網(wǎng)。每節(jié)鋼筋籠為六面體型式，鋼筋籠的高度和長度可根據(jù)擋墻實際位置的布置進行適當調(diào)整。為保證水下混凝土和基礎(chǔ)面的有效接觸，鋼筋籠采取封底型式。該模板具有以下優(yōu)點：①鋼筋籠模板內(nèi)的密目網(wǎng)對水不封閉，水可以在模板內(nèi)外自由流動，模板處于內(nèi)外水平衡狀態(tài)，便于模板在水內(nèi)各方向轉(zhuǎn)動和安裝；②鋼筋籠模板內(nèi)的密目網(wǎng)對不分散混凝土相對封閉，不分散混凝土漿液流失較少；③鋼筋籠模板的厚度和高度尺寸相差不大，具有自穩(wěn)定性，不需要對單個鋼筋籠進行加固；④鋼筋籠具有一定的柔性，能適應(yīng)水下高低不平的地形；⑤鋼筋籠體積大、重量輕，現(xiàn)場加工、吊運、水下布設(shè)方便。

4 鋼筋籠模板制作及安裝

該工程鋼筋籠模板采用HRB400 熱軋鋼筋，鋼筋直徑22 mm，鋼筋間排距250 mm；內(nèi)嵌鋼絲網(wǎng)選用熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)，鋼絲直徑3 mm，強度不小于380 MPa，網(wǎng)孔孔徑不大于10 mm。內(nèi)嵌鋼筋網(wǎng)預(yù)留插筋孔，插筋采用HRB400 熱軋鋼筋，鋼筋直徑20 mm，長度1.5 m，間排距0.5 m，梅花型布置，插筋伸入相鄰兩鋼筋籠各0.75 m，深入內(nèi)側(cè)混凝土0.75 m。

考慮到水上吊裝的施工安全、吊機的旋轉(zhuǎn)半徑及覆蓋區(qū)域，每節(jié)鋼筋籠制作長度為2.0 m，高度為2.0 m，鋼筋籠的寬度為2.0 m，鋼筋籠共分為A、B、C三種規(guī)格型號。

A型鋼筋籠為標準段鋼筋籠，長2 m，擋墻端頭鋼筋籠采用四周及底部內(nèi)嵌鋼絲網(wǎng)，鋼筋籠與鋼筋籠連接處采用綁扎、水下焊接連接或扣件栓接。

B型鋼筋籠為拐角處異型鋼筋籠，鋼筋籠四周內(nèi)嵌鋼絲網(wǎng)，連接處采用綁扎、水下焊接連接或扣件栓接。

C型鋼筋籠為合攏段鋼筋籠，長度根據(jù)實際施工情況實測實量再加工兩個鋼筋網(wǎng)片，與左右鋼筋籠綁扎成整體。

圖2 A型鋼筋籠示意圖Fig.2 A type reinforcement cage

鋼筋籠分節(jié)制作，分節(jié)吊裝，先B 型后A 型最后C 型。鋼筋籠的吊裝采用平臺船16 t 吊車吊裝，鋼筋籠四角掛等長的鋼絲繩，防止鋼筋籠變形。首先將第一節(jié)鋼筋籠吊放入水中，到達預(yù)定位置，由潛水員水下定位并摘出吊勾，再將下一節(jié)鋼筋籠吊起與第一節(jié)水平連接，最后插入插筋。依次將水下?lián)鯄︿摻罨\連接成整體。鋼筋籠與鋼筋籠連接采用8號鐵絲或鋼絲繩栓接兩種方式，鋼絲網(wǎng)接頭采用扎絲綁扎方式，使鋼絲網(wǎng)與鋼筋籠密貼，水下混凝土施工完成一層后再進行下一層鋼筋籠的吊裝和水下安裝等作業(yè)。

5 結(jié)語

本工程鋼筋籠模板在地面上加工成型，在水下僅進行少量的焊接和機械連接，減少了潛水員水下作業(yè)的工作量，降低了水下施工難度，縮短了模板架設(shè)時間，提高了水下混凝土澆筑效率，節(jié)約了工程投資，為類似的水下不擴散混凝土工程鋼筋籠模板推廣提供了經(jīng)驗參考。