王进利，王爱敏

沂河袁家口子水源工程是临沂市雨洪资源利用规划的重点工程，位于沂南县袁家庄村东南沂河干流上，中泓桩号112+250。工程闸址以上流域面积5524km2，平均来水量为16.5亿m3。工程规模为大Ⅰ型，设计洪水标准为50年一遇，设计洪峰流量12000m3/s。设计一次蓄水量为3960万m3，相应蓄水面积6.77km2。

本工程主要由拦河闸、分流岛、连接桥、放水洞、护岸、管理设施等工程组成。主河槽布置拦河闸，总宽度262m，共12孔，单孔净宽20m，顺水流向总长124.7m。挡水结构为露顶式弧形钢闸门，由12孔20m×9.5m大型弧形钢闸门组成。闸室段牛腿共计24个，牛腿构件尺寸规格为3.3m×3.2m×1.5m；每个牛腿预埋件长3.2m，孔道内径8cm，共计12根，孔道填充缝隙为2cm。支铰与牛腿接触面尺寸规格为1.35m×1.2m，二期填充厚度10cm。支铰与闸墩接触面尺寸规格为1.2m×1.05m扇形，填充厚度为35cm，需要进行二期填充浇筑。

1 二期浇筑技术方案比选

袁家口子水源工程闸室段牛腿支铰设计要求为预留螺栓孔二期施工完成，预埋用填充材料按施工图设计为环氧树脂砂浆，施工强度为80MPa以上，在施工前采用多种配比和不同厂家材料进行适配，并进行了严格的现场试验，经检测试件抗压强度均未超过30MPa，不能满足设计要求。经项目公司组织设计、质量监督、施工单位等相关人员赴外地实地考察请专家进行现场试验，先后试验结果试件抗压强度均未超过30MPa，结论仍不满足设计要求。

经项目公司组织设计、科研、施工等单位专家，召开袁家口子水源工程拦河闸牛腿二期环氧砂浆充填专项论证会，确定对原设计方案进行变更，具体方案为：牛腿二期填充部位的受力取30MPa即可满足要求，选用C40W6F150细石混凝土，考虑抗冻防渗的要求及混凝土干缩的影响，预埋件孔道用M10水泥浆填充。

2 施工工艺

2.1 预埋件孔道填充灌浆施工

1）灌浆准备。螺栓全部穿过牛腿预埋钢套管与支铰座定位钢板安装完成后，用清水清洗灌浆孔清除孔道内粉尘、粉渣、钢套管内铁锈等杂物。

2）水泥浆制备。水泥浆制备需用清洁地下水或自来水，水泥浆的配和比在试验室进行配比，水灰比控制在1∶0.5。为防止水泥浆终凝后发生干缩，在制备水泥浆时加入铝粉，铝粉用量为水泥用量的0.01%。水泥浆制备时，先在搅拌机中加入称量好的水，再按配合比加入水泥及铝粉进行搅拌，搅拌约3min后观察检测水泥浆，流动性、稠度控制在14～18s之间，水泥浆中无细小粉团及糊状物时可进行灌注。在孔道灌浆时搅拌机不间断搅拌，防止水泥浆发生沉淀初凝。

3）孔道填充灌浆。水泥浆制备合格后进行孔道灌浆，由于单根钢套管需用的水泥浆量较少，所以采用人工灌注的方法进行灌浆。灌浆按单根从下往上分层进行，灌浆过程中注意观察底部是否有漏浆现象，出现漏浆应及时封堵处理。灌浆完成后观察孔道内液面是否降低，如有降低现象，在初凝前及时进行二次补灌。

2.2 支铰座与牛腿闸墩间二期混凝土浇筑

1）混凝土凿毛。根据支铰座尺寸1.35m×1.2m在牛腿上放出凿毛范围边界线，严禁超出边界线凿毛，防止破坏牛腿及闸墩混凝土，增加碳化深度，降低混凝土强度。

边界线内周边采用人工手持钻头配合手锤进行精准凿毛，边界线内大范围的凿毛可用冲击钻进行。凿毛深度控制在2cm或凿至混凝土露出石子处，清除所有松动的碎渣及粉尘，并用高压水冲洗干净。

2）支模。凿毛部位经监理工程师验收合格后进行支模，模板采用1.5cm厚高强度木模板，模板缝隙及与牛腿闸墩、支铰座底板接触部位全部用双面海绵胶带黏贴密实防止跑浆漏浆。模板支设完成保证具有足够的刚度、强度及稳定性。两侧的模板用对拉丝进行加固，保证模板在浇筑过程中不移位变形。

3）填充混凝土浇筑。由于C40微膨胀、抗渗、防冻混凝土具有早期强度高、凝结硬化快等特点，所以在浇筑过程中要控制好浇筑速度及浇筑时间。

支铰座与牛腿间间隙为10cm，支铰与闸墩间空隙为35cm，为保证浇筑质量采取以下措施：

（1）经过现场试验混凝土塌落度控制在140～180mm，保证混凝土具有良好和易性及流动性。（2）采用分层浇筑方法每层高度控制在20cm，防止骨料分离或骨料集中现象。（3）采用小型混凝土振捣棒振捣，小型振捣棒在狭小空间便于操作，防止混凝土出现漏振、蜂窝、麻面不密实等质量问题。（4）浇筑完成后及时清理洒落的混凝土及污染的铰座及牛腿部位，接近初凝时立即对混凝土面提浆压光，并采用塑料膜覆盖防止混凝土表面出现干缩裂纹。

4）模板拆除。模板拆除遵循“先支后拆、后支先拆”的原则，非承重侧模拆除时保证混凝土表面及棱角不因拆模而破坏。

5）养护。本工程二次浇筑部位狭小，混凝土厚度为10～35cm，拆模后立即洒水养护，并用塑料薄膜覆盖密封，防止水分流失降低混凝土强度。根据天气情况气温低于5°时停止养护，气温高于5°时养护期不少于14d。

3 二次填充浇筑施工难点及安全措施

1）施工难点。二次固定预埋件两次浇筑费时费力，增加较大的工作量；二是灌注环氧砂浆材料操作相对困难、造价高、强度难以满足设计要求；三是高空作业时间长，空间狭小安全隐患大；四是二次浇筑周期长对后续金属结构安装影响较大。

2）安全措施。由于牛腿下部操作面狭小且位于高空作业，非施工人员不得进入施工区域。在施工区域周边设临时围挡、悬挂安全警示标志，施工人员正确佩戴安全帽，安全绳。作业过程中禁止从上向下抛置杂物，以防伤人。在进行模板支设及浇筑混凝土时搭设操作用平台，并挂安全平网及立网，操作平台周边搭设临边防护栏杆，高度不小于1.5m，防护栏杆底部安装不小于20cm的踢脚板。

4 结语

本工程对闸墩牛腿支铰二期填充料设计方案进行论证优化，采取C40W6F150细石混凝土和M10水泥浆填充料满足设计要求。施工过程中采取科学合理的工艺措施，克服了施工空间狭小，二期填充入仓难、振捣难等不利因素，保证了二期填充料浇筑密实度、强度、外观质量。经现场检测和试件抗压强度试验，均满足变更设计方案后的强度要求，保证了整体工程施工质量。对同类工程施工具有指导借鉴意义。