混凝土加固技术在尊村引黄改造工程中的应用

刘世刚

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

尊村引黄工程位于永济西北、黄河小北干流河段尊村嘴上，是山西省境内最大的以黄河为水源的集防汛、排涝、灌溉、供水于一体的大（一）型综合性水利工程。灌区范围为永济、临猗、盐湖、夏县、闻喜5县（市、区）的37个乡镇596个行政村，设计灌溉面积为11.07万hm2，受益人口71万人。

尊村引黄一级泵站设计扬程8.9 m，共10台机组，总装机7 370 kW，设计提水流量46.5 m3/s。1978年4月投入运行，年均运行3 150台时，截至2007年累计运行79 103台时，灌排水量19.225亿m3。

2 工程现状

尊村一级泵站兴建于20世纪70年代，属“三边”工程。投入运行30年来，泵站设施和建筑物严重破损，部分建筑物基础局部沉陷，厂房丧失防风保温功能，不安全因素普遍存在；与之配套的渠系工程因年久失修，损坏状况突出，直接影响到泵站的安全运行和工程效益的正常发挥。

经专业机构鉴定，一级泵站建筑物状况为：第一，进水闸及进水流道钢筋混凝土结构基本完好，由于黄河岸边年温差大，环境潮湿，外露混凝土结构遭受多年的风化侵蚀作用，严重老化剥蚀、缺损，表层保护层部分脱落，导致露石、露筋。第二，前池隔墙浆砌石砂浆抹面大面积脱落，风化侵蚀严重，强度降低，前池内泥沙淤积严重，水位抬高，隔墙存在不稳定问题。第三，主厂房下层结构混凝土表层脱落，副厂房地基在沉降缝处发生不均匀沉降，主、副厂房屋顶多处漏雨严重；内外墙面涂层大面积脱落。第四，出水池为侧向出水，钢筋混凝土结构，侧墙局部裂缝，淤积严重。

对各部分混凝土结构采用无损回弹法进行检测，检测结果见表1。

表1 混凝土检测结果

由表1可知，泵站主要结构经过多年运行，混凝土强度有所下降，表层混凝土剥落，保护层厚度减小，局部墙体出现裂缝。为保证泵站安全运行，必须对出现问题的结构进行加固。

3 混凝土加固技术

混凝土结构的加固方法分为直接加固和间接加固两类。直接加固法是直接针对结构构件或节点承载力提高的加固；间接加固法是针对结构总体布局，减小或改变构件内力的加固。此外，还有配套使用的裂缝修补技术、托梁拔柱技术、后锚固技术、阻锈技术、喷射混凝土、纤维混凝土、改性混凝土等技术。

混凝土结构经可靠性鉴定确认需要加固时，进行加固方案设计。设计时可根据实际条件和使用要求，按技术先进可靠、经济合理的原则，选择适宜的加固方法和配套技术。

4 加固方案

进水闸闸墩、门槽、平台等部位混凝土破损，使用环氧砂浆进行修补。修补时，先清理风化松动的混凝土，然后凿毛至新鲜混凝土，冲洗后待表面干燥再刷环氧基液，最后采用环氧砂浆抹面并进行养护。

前池为两厢砖石砌体结构，每台泵对应一个流道，每个流道宽4.9 m，长15.7 m。由于黄河水含沙量高，导致流道内淤积严重，隔墙承受压力过大，出现倾斜、裂缝。本次设计在对前池彻底清淤后，在隔墙顶浇筑50 cm厚钢筋混凝土，在隔墙间架设工字钢，在边墙处埋设钢板，工字钢和钢板焊接，前后设3道横梁，使每厢的隔墙连成整体，改善其受力状况。

由于主厂房混凝土强度有所降低，需加大排架钢筋混凝土柱的截面，柱间增设支撑结构；主厂房屋面铺设高聚物改性沥青防水卷材（厚度大于3 mm）；主厂房水泵层及中间层混凝土结构采用环氧砂浆修补。

主厂房排架柱为墙包柱结构，截面80 cm×50 cm，伸向厂内，厂房外为砖柱，根据《建筑抗震设计规范》要求，需加大混凝土柱的截面面积，并在柱间增设拉结连系，使其结构具有完善的整体性。首先拆除原排架柱外砖柱，然后凿除原排架柱外立面的混凝土保护层，在原砖柱位置浇筑C25钢筋混凝土柱，土柱尺寸50 cm×50 cm，采用化学植筋使新浇钢筋混凝土柱与原柱连接。排架柱间设柱间钢支撑、水平压梁。在主厂房的第三跨和第八跨设置上、下柱间支撑，在第一跨、第五跨、第六跨、第十跨、第十二跨设置上柱支撑，其他各单元设置柱顶水平压杆。在第三跨和第八跨下柱支撑下增设C25钢筋混凝土水平压梁，水平压梁与排架柱间采用化学植筋连接，植筋直径20 mm，设计锚固深度720 mm，钻孔直径25 mm，植筋间距120 mm，距边缘最小距离60 mm。

副厂房基础为平板式筏片形基础，厂房地基有不均匀沉降，需进行加固。由于一级站毗邻黄河岸边，地下水位较高，因此地基处理采用石灰桩法进行基础加固。石灰桩长10 m，桩径40 cm，桩距为3.5倍直径，按三角形布置，地基处理范围为基础宽度加宽2 m。

出水渠混凝土裂缝修补采用填充密封法。在构件表面沿裂缝凿出U形沟槽，然后采取掺ZV型混凝土修补胶配制的聚合物修补砂浆修补混凝土裂缝。

5 结语

尊村引黄一级泵站改造是在不影响泵站正常运行的前提下进行的，不改变泵站原来的规模、大小，仅对出现问题的结构部位进行处理，针对性地作出设计方案，采用最经济有效的方法，排除安全隐患，有效延长了建筑物的使用寿命。