邵静霞，胡顺志，韩 韬

（1.辽宁省灯塔市水利局，辽宁 灯塔 111300；2.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 概况

二龙山水库位于吉林省梨树县东辽河上游，是一座以防洪、除涝、灌溉、供水为主的大型水利枢纽工程。该工程始建于1943年日伪时期，解放后续建完工。1960年进行了工程扩建，1966年竣工。枢纽工程主要由挡水土坝、混凝土溢流坝、输水隧洞、调压井和发电厂房等组成，挡水土坝由左岸粘土心墙坝和右岸均质土坝组成。溢流坝布置在靠近右岸河床中，两侧设置长22.0 m混凝土重力式插入坝段与左右岸土坝相连接。溢流坝总长为56.5 m，最大坝高27.9 m。

2 溢流坝运行现状

由于二龙山水库溢流坝已运行36年，为了更好地对溢流坝溢流面、闸墩混凝土缺陷部位进行修补加固处理设计，首先对溢流面及闸墩混凝土进行了详细质量检测。

2.1 闸墩运行现状

（1）闸墩裂缝情况。通过检测发现闸墩裂缝均发生在弧形工作闸门上游侧（迎水侧），裂缝宽度较大为3～4 mm，裂缝长度较长，④号闸墩存在一条由上游向下游的裂缝，其长度从闸墩顶部一直开裂至底部，最大裂缝宽4 mm；③号闸墩存在一条不规则裂缝，最大裂缝宽4 mm；⑦号闸墩由数条不规则纵横交错的裂缝，最大宽度3 mm。

（2）闸墩混凝土强度情况。主要在③，④，⑦号闸墩的底部共取5个混凝土试样进行混凝土强度检测，发现③号闸墩混凝土两个试样强度比较低，其余闸墩混凝土试样强度偏低，均小于30 MPa，混凝土强度检测结果见表1。

（3）闸墩混凝土冻融破坏及表面碳化情况。冻融破坏部位基本发生在弧形工作闸门上游水位变动区，破坏高度在2 m左右，破坏深度6～7 cm。弧形工作闸门下游侧的闸墩未发现裂缝及冻融破坏情况，但闸墩混凝土表面出现碳化现象，碳化深6～7 mm。

2.2 溢流面运行现状

（1）混凝土冻融破坏情况。溢流面混凝土冻融破坏情况同闸墩，均发生在弧形工作闸门上游水位变动区，破坏高度6 m左右，破坏深度6～7 cm。

（2）混凝土表面剥蚀情况。在弧形工作闸门下游侧，溢流面混凝土通过缺陷检测并未发现裂缝，但混凝土表面砂浆全部剥落，剥落深度2～3 cm，粗骨料裸露。

表1 闸墩混凝土强度检测结果

（3）混凝土强度情况。分别在5个闸门下游2 m溢流面中心线上各取一个混凝土试样进行混凝土强度检测，发现②、④、⑤号溢流面检测部位的混凝土试样强度偏低；而①、③号溢流面检测部位的混凝土试样强度基本达到设计要求，检测结果见表2。

表2 溢流面混凝土强度检测结果

3 修补加固设计方案选择

3.1 溢流面

根据溢流面混凝土实际破坏情况及表2溢流面混凝土强度检测结果，考虑两种方案：

方案一钢纤维混凝土修补加固方案（C30W6F300），凿除老混凝土深度50 cm，在凿除的老混凝土表面布设锚筋，间排距均为1.5 m,锚筋直径为φ25 mm螺纹钢筋；表层布置钢筋网，钢筋直径为φ20 mm螺纹钢筋，间距为200 mm，再浇筑混凝土。解决了混凝土抗冻融、抗裂、抗拉、抗冲刷问题，并且体积收缩小，但投资相对常规混凝土偏大，由于修补加固资金有限，此方案未采用。

方案二常规混凝土修补加固方案（C30W6F300），除混凝土材料外其它同方案。虽然效果不如方案一，但也解决了混凝土的抗冻融、抗冲刷问题，并且投资较少，因此溢流面加固处理采用此方案。

3.2 闸墩

闸墩修补加固方案选择应根据破坏部位的不同确定不同的修补加固方案，虽然3号闸墩闸门下游（检测点）混凝土强度低，达不到东北寒冷地区混凝土抗冻标号F300的要求。但也不能说明3号闸墩混凝土强度都达不到要求，由于修补加固资金有限，不能把闸墩混凝土全部凿除，因此分部位处理。

闸墩修补加固分两个部位进行处理：其一为弧形工作闸门上游部位，修补加固处理方案同溢流面修补加固处理方案。其二为弧形工作闸门下游部位，考虑两种处理方案进行比较：方案一同溢流面修补处理方案，方案二为闸墩表面凿除30 mm深老混凝土，然后采用聚合物水泥砂浆处理。由于弧形工作闸门下游部位的混凝土只有碳化问题（个别部位混凝土强度偏低），考虑到弧形闸门牛腿扇形钢筋的布置情况，并且方案一既费时又费力，老混凝土凿除比较困难又影响工期；而方案二只凿除30 mm深的混凝土较容易，又不影响弧形工作闸门牛腿扇型筋的受力状况，并且解决了老混凝土的碳化问题，两个方案投资相差又不是太大，所以最后采用方案二为修补加固处理方案。

4 设计主要技术要求

4.1 溢流面

（1）凿除表面深度50 cm的面层混凝土，同时拆除原溢流面钢筋网，原钢筋网在端部预留200 mm长钢筋接头，应除掉钢筋接头表面的水泥砂浆，保证新老钢筋之间的焊接强度。

（2）按设计图纸钻锚筋孔孔深1500 mm，冲洗干净后灌注M20水泥砂浆，灌注标准为锚筋插入后水泥砂浆能溢出，然后安装锚筋，孔口用卡塞塞紧以免扰动孔内砂浆，待砂浆强度达到设计强度后进行下一道工序。

（3）对老混凝土表面进行清洗，把表面松动的混凝土块、浮尘、油污及杂物等清洗干净。

（4）按设计图纸布设纵横间距均为200 mm的φ20的螺纹钢筋网，锚筋勾住钢筋网并焊接。

（5）安装止水等预埋件，经检查无问题时进行20～30 mm高标号水泥砂浆铺设，最后进行混凝土浇注。

4.2 闸墩（弧形工作闸门上游部位）

由于弧形工作闸门上游水位变动区部位的闸墩破坏比较严重，每年都遭到冻融破坏的影响，并且还有较大裂缝，因此在表面凿除深度50 cm老混凝土之后，又进行了裂缝检测，检测结果并未发现表面裂缝向闸墩内部发展，所以处理方案和技术要求同溢流面。

4.3 闸墩（弧形工作闸门下游部位）

（1）聚合物水泥砂浆主要技术指标：厚度30 mm，抗压强度不小于35 MPa，抗折强度不小于9.0 MPa，抗拉强度不小于5.0 MPa，与混凝土粘接强度不小于2.0 MPa。

（2）人工凿除深度为30 mm左右的面层混凝土，再用电动钢丝刷全面积打毛，最后用高压水枪冲洗干净，清理施工场面，划出每块摊铺的分隔线。在涂抹砂浆前，基底表面必须24 h潮湿但无积水。

（3）聚合物砂浆拌合：水泥、砂子用磅秤称重或用计量过的塑料桶量取；水、聚合物用量杯量取；聚合物砂浆采用人工拌合，先干拌后加有机材料、加水（外加剂事先与水拌和均匀），每次拌合量不超过50 L。

（4）聚合物水泥砂浆抹面：先将待处理面涂刷界面处理剂，涂刷力求薄而均匀，15 min后要抹聚合物水泥砂浆，每次抹厚15 mm左右，共分两次抹面，操作速度要快，要求一次用力抹平，避免反复抹面，如遇气泡要刺破压紧，保证表面密实。

（5）由于闸墩表面面积大，施工时应进行分块间隔施工或设置接缝条，分块面积为15～20 m2，间隔时间要小于24 h；接缝条采用8～14 mm、两边均为30°坡面的木条预先固定在基面上，待聚合物水泥砂浆抹面收光后即可抽取，并在24 h后进行补缝；仰面施工时，由于砂浆厚度大于10 mm不易施工，因此必须分两层施工，分层间隔时间约为3～24h，前一层聚合物水泥砂浆初凝前进行下一层施工。

（6）聚合物砂浆表面初凝即进行喷雾养护，潮湿养护6 d后，涂刷一层有机物保护层膜进行保水养护，再自然养护10 d结束。

5 结语

二龙山水库溢流坝修补加固处理措施，根据破坏部位的不同采取不同的修补处理方案，尤其闸墩采用聚合物砂浆方案修补处理措施，缩短了工期，为除险加固工程施工赢得了时间，确保工程按期完成。工程于2002年5月开工，2003年9月完工。已运行6年，溢流面和闸墩所有修补加固部位运行状况良好。