云山水库坝下涵管加固处理设计

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1、第50卷第9期2014年9月甘肃水利水电技术GANSUWATERRESOURCESANDHYDROPOWERTECHNOLOGYVol．50，No．9Sep.，2014·设计与研究·云山水库坝下涵管加固处理设计刘芸华1,谭剑波2（1.江西省水利规划设计院，江西南昌330029；2.杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100）摘要：针对云山水库坝下涵管存在的内壁衬砌砼质量较差、伸缩缝破坏严重、进口闸门止水损坏严重等病险问题，结合现场现状调查及混凝土强度检测试验、结构安全性分析等分析计算结果，对涵管安全性进行了全面复核。根据计算结果，提出取消初设涵管内衬钢管方案，采取

2、管身补强加固修补处理。工程改造后，历经多次大流量泄水考验，运行状况良好。关键词：坝下涵管；修补处理；环氧砂浆；丙乳砂浆；充填灌浆中图分类号：TV698文献标志码：B文章编号：2095-0144（2014）09-0011-031工程概况云山水库位于江西省永修县境内的龙安河中游，是以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库。工程于1958年动工兴建，1964年大坝基本建成，水库总库容5934万m3。工程枢纽由主坝、副坝、溢洪道、主坝输水涵管、副坝输水涵管和电站组成。主副坝均为黏土心墙坝，主坝长526.5m，最大坝高23.5m，坝顶高程56.8m。主坝涵管为放

3、空、灌溉及发电输水涵管，位于主坝左端坝体内，为圆形钢筋混凝土管，管径1.5m，总长87.75m，壁厚0.4m涵管底座为混凝土刚性底座（其包角为180°），坐落在砂质板岩上；沿管长设有5道伸缩缝，用紫铜片塞沥青麻丝止水，分段长度依次为5.0～18.0m。涵管经过一次改造，即在管外壁包了1层厚0.15m的钢筋混凝土,管壁厚度增加至0.55m。2初设阶段涵管安全鉴定及加固方案主坝输水涵管基础坐落在风化砂质板岩之上，涵管周围为坝体填土。已建大坝填土成分复杂，坝体上部及上、下部边坡均由风化板岩、砂砾卵石等料填筑；坝体内部黏土心墙和冲抓防渗墙主要由粉质黏土、含砾粉质黏土夹黏土

4、、含砾粉质壤土组成，局部为灰黑色淤泥质黏土，黏土心墙和冲抓防渗墙填土中多含小砾，且为坝附近阶地冲积土，防渗性尚好，但由于局部填筑质量较差，存在渗漏隐患。根据云山水库大坝的安全鉴定结论，主坝输水涵管存在的主要问题：涵管内壁表面有多处蜂窝、麻面及露筋现象，局部存在裂缝；伸缩缝破坏严重；涵管进口闸门止水损坏严重。经复核计算，涵管结构不满足抗裂要求，故初步设计阶段经比选［1］，推荐采用以下方案对涵管进行加固处理：将涵管内壁表面的蜂窝、麻面、露筋现象和已损坏的伸缩缝进行修复处理，并内衬钢管。钢管内径1.4m，厚度10mm；钢管与混凝土管之间空隙回填砂浆，为确保钢管与混凝土

5、管紧密结合，对钢管与混凝土管之间进行接触灌浆。对涵管周围大坝土体（空隙）进行充填灌浆［2］，以防止混凝土涵管漏（渗）水和沿管外壁发生集中渗流而影响坝体安全。3施工阶段涵管加固计算分析为进一步查清涵管存在的问题，为采取合理可行的加固处理方案提供可靠依据，对涵管进行了现状情况调查、混凝土强度检测试验、结构安全性分析［3］等项的计算分析。3.1涵管现状调查2007年9月，为满足施工需要，云山水库开始放空，为对涵管进行认真、仔细的现状调查创造有利条件，于2007年11月及2008年2月，参建各方一道先后两次对涵管进行现状调查。在第一次调查后，对涵管表面污物进行清洗，并对涵

6、管进行第二次仔细检查。经检查发现：涵管管身混凝土基本完好；进口闸有闸门锈蚀、止水老化且漏水严重；涵管混凝土表面顶部多处分布有蜂窝麻面，少数几处有剥落露筋且钢筋锈蚀的现象；伸缩缝破坏严重，多处填缝材收稿日期：2014-09-06作者简介：刘芸华（1962-），女，江西南昌人，高级工程师，学士，主要从事水利工程设计与研究。通讯作者：谭剑波（1983-），男，四川江安人，工程师，硕士，主要从事水利工程教学与设计，E-mail：tjb19831@126.com.·11·2014年第9期甘肃水利水电技术第50卷料已被掏空；未发现涵管裂缝及管身渗水现象。通过对涵管内表面

7、的凿槽检查，发现涵管内表面有厚3mm左右的褐色疏松层，表面约1mm厚层可轻易刮除，内侧约2mm厚需用凿子才能凿除。松散层以内混凝土较坚硬，用铁锤敲打发出清脆的响声。经初步分析认为：①涵管混凝土表面蜂窝麻面、剥落露筋现象基本分布于涵管顶部，涵管顶拱施工难度大，混凝土振捣不充分，施工质量较差［4］，是造成涵管混凝土表面损坏的主要原因。②只有顶部少数几处有混凝土剥落，露筋锈蚀的现象，露筋范围小且钢筋未遭受严重锈蚀损坏。③涵管已运行40多年，其内表面的疏松层产生主要原因：其一，表面可能有一部分为水流所带来的附着物；其二，由于工程环境水对混凝土具中等溶出型腐蚀，是水流对混凝

8、土的侵蚀作