1、1关于对宝鸡峡韦水倒虹工程加固修复的几点思考1 韦水倒虹工程概况 韦水倒虹位于宝鸡市扶风县城东南 1.5 km 处，是宝鸡峡灌区塬上总干渠在 108+608 处跨越韦水河谷的一座大型输水建筑物。该工程由压力管道、进出口、管桥和退水等部分组成，管道长 880m，其中钢管长 257m，钢筋混凝土管长 623m，韦水倒虹管桥桥长 112m，为 7 孔 4 跨的等弯矩双悬臂梁式钢筋混凝土结构，倒虹最大水头 70m，设计流量 52m3/s，校核流量 55m3/s，控制下游灌溉面积 159 万亩，占灌区灌溉面积 88.4%，是灌区输水咽喉。倒虹运行 30 余年来，累计向下游输水 110 多亿立方米，对关中
2、西部乃至陕西农业的发展和社会进步做出了巨大的贡献。 2 韦水倒虹运行过程中存在问题 2.1 倒虹砼管运行中存在问题。由于长期受水流冲刷及其它杂物的撞击，砼管普遍存在内壁磨损现象，尤其以管底部位最为严重，磨损最大宽度为 1.7m，最大深度 6cm，磨损深度 5cm-6cm 的管子有 12 节，3cm-5cm 的管子有 60 节，小于 3cm 的管子有 28 节，磨损严重部位的表面各约1300m2，占管内壁面积 12718m2 的 10.2%，原设计主筋最小为 14mm，最大为 22mm，间距 13cm，钢筋保护层厚度 6cm，由于管内壁的磨损，已有44 节管子出现不同程度的钢筋外露，露筋根数 5
3、65 根，累计长度 104m，最严重的管子露筋 40 根，占该节管子主筋根数的 52%，外露最长的一根2露筋 80cm，部分钢筋磨损面积超过钢筋截面的 50%。 2.2 倒虹钢管运行中存在问题。经 1992 年探测发现，钢管磨损一般为 2-3mm，厚度在 10mm 以上的仅有 20 个，占设计厚度的 4.2%，在多数在 8.5-9.5mm，磨损在 3.5-2.5mm 之间，经复核管壁厚 9mm 时的安全系数为 0.95，除 1992 年作为试验性质采用喷镀锌铝的方法处理过 1000m2 外，尚有大面积亟待处理，同时因降低温度应力而采取的管外隔热防护设施长期经受风吹、日晒、雨淋及冻融作用，砌体表
4、面砂浆脱落，砌体剥蚀破坏，已失去隔热防护作用。钢管段有伸缩节 10 条，现有 9 条因钢管严重磨损，强度降低，管口变形，填料无法堵死而漏水，1999 年春灌中，东西两排管的 1 号、2 号、4 号伸缩节向外射水，高度达 7-10m，漏水流量超过 50L/S。 2.3 倒虹退排水设施存在问题。韦水倒虹砼排水沟长 2510m，已有1700m 破损和排水不畅，倒虹填方体上管道两侧的散水破烂不堪，个别地段深陷，地面凹凸不平，致使漏水、雨水直接渗入填方体；退水渠距倒虹约 1.5km，由于多年没有使用，渠岸边坡滑塌，渠道堵塞严重，加之群众随意侵种以及自然破坏，过水能力仅为 5-10m3/s，下游韦水河道淤
5、积严重，影响到事故退水。 2.4 倒虹出口渠段运行存在问题。出口闸门为 2 扇钢丝网闸门，闸门中纵梁两侧已形成两道贯穿整个闸门体的裂缝，其余部位也有许多细小裂缝，橡皮止水也已老化，闸门漏水严重，给运行带来不安全因素；填方段渠道原为砼预制块衬砌，由于填方体的不均匀沉陷错位，加之长年冻融破坏，预制破坏十分严重，渠道糙率增大，行水不畅，渗漏严重，3渗水将进一步加剧填方体沉陷；进出口闸房已多年失修，门窗破烂，屋顶漏水，表皮剥落，且闸底板及进出口段已有许多地方冲蚀破坏。 从倒虹运行状况来看：管道部分存在问题最为严重，无论是钢筋砼管还是钢管，强度均明显降低，难以安全运用。前者已进入老龄期，主筋裸露，抗冲蚀
6、破坏能力降低；后者更是已届使用年限，超期服役，处于危险状态，一旦发生事故，退水渠道不能及时排水，将造成倒虹基础危机四起，下游 156 万亩农田得不到灌溉，农作物干旱，损失严重，因此对韦水倒虹工程的改造是迫在眉睫。 3 韦水倒虹工程加固修复实施的内容 3.1 钢筋砼管底部修复方案。砼管底重点是对倒虹钢筋砼管底部90范围进行混凝土抗冲耐磨修复，在管底 90范围将基面混凝土下凿，深度不小于 15mm，并稍作平整，如果原冲刷较深，超过 15mm 处，要求将其表面凿毛，用 C25 细石混凝土填补至 12mm，使整个工作面的粘钢深度达到要求，等新做 C25 细石混凝土充分干燥后，在表面划线定出自锁锚杆孔位
7、并钻孔，呈梅花形布孔，使其孔深 300mm，孔径为 D25，间距500500mm，钻孔方向必须垂直于基面；若在钻孔过程中遇到钢筋，则将孔位进行适当调整，同时在弧形钢板（Q235B 钢板，=10 mm）上按相应孔位钻孔，成孔后，将钢板需贴合的表面打磨处理好；将锚杆孔内壁吹净润湿后，在钢板下适当垫置 2mm 的小钢垫块以保证胶层的厚度，将钢板对孔就位；向孔内灌注 ICG-无机粘结材料，然后植入自锁锚杆，锚杆材质为 I 级钢，直径为 20，自锁锚杆套装完毕，割掉高出钢板面的部分，将锚杆与钢板焊接，并将相邻钢板之间的环向缝4对接焊好，在嵌固好的钢板周边密封并埋置排气管，在弧形钢板底部埋置进浆管，采用压
8、力灌注 WSJ 建筑结构胶，待 WSJ 胶液固化后，对钢板表面采用抗冲耐磨涂层防护处理。由于处理钢板在自锁锚杆的锚固力和结构胶的粘结力作用下，能与原混凝土共同受力工作，钢板又补充了混凝土内部的配筋损失，防止混凝土构件进一步碳化和在流水中的腐蚀及冲磨，使砼管达到强度高，抗冲磨、抗空蚀性能好和可靠性高的修复目的。 3.2 钢筋砼管伸缩缝和降温层的修复加固。在钢筋砼管伸缩缝处理时，对原伸缩缝处（宽 40cm）沿内壁圆周凿一宽 15cm、深 6cm 的矩形槽，将槽内的粉渣冲洗干净并烘干后，在周边均匀涂刷聚安脂纯胶两遍，再以软木胶等混合材料填塞平整并击打密实，最后在原二期砼 40cm 宽度范围内用聚安脂
9、纯胶材料刷面胶两层；对钢筋砼降温层的修复采用原管外壁两侧的砌护，管顶填土。为增加砌体的强度，将原砌砖改为砌筑预制空心砼块，为此拆除管壁两侧已破损的砖砌体，在其底部做砌石重力墩，高 1.2m，顶宽 0.3m，底宽 0.5m，下伸 0.45m 深齿墙，在墩底每 2m 预埋2.5cm 塑料排水管一根，从墩顶部开始用 M8 水泥砂浆砌筑空心砼预制块，其尺寸为 0.240.240.48m，纵向每 10m 留一伸缩缝。在墩外侧设纵向排水沟，横向每 50m 设排水沟一道，引流至填方体外坡坡脚排水沟。管顶填土部分除稍事修整外仍维持现状不变，在斜管段原砌护层外用 M8 砂浆抹面。 3.3 倒虹钢管的维修加固。1
10、992 年对 110m 钢管进行喷锌防腐处理，效果较好，在这次加固中仍然采用该方案对其它 404m 钢管内壁全部除锈5喷锌，喷锌厚度 200um，含锌纯度不低于 99.5%，其外再刷两遍环氧基液，对外壁进行管壁除锈， 再刷一遍防锈底漆，最后将管外壁用防锈漆涂刷一遍。钢管倒虹段有 10 个伸缩节，现有 9 节漏水，对漏水伸缩节管口调圆后，更换填料。 3.4 排水沟、退水渠和道路的整修。对损坏的排水沟重新进行修复，对退水渠内的淤积进行疏通，对退水渠出口段已毁砌石英钟工程重新砌筑，对损坏砼衬砌段用 C15 砼重新现浇衬砌；对原路面十分破碎的砼层进行拆除，并整平基础，对比较完好的砼路面保持不动，只对表
11、面进行清理，然后重新浇注 C1 砼，浇注野平均厚 6cm，使其表面平整。每 4m 设一伸缩缝，采用塑料胶泥填塞，所有南北坡已损坏的跳步按原结构整修一新。 3.5 倒虹出口的整修。对倒虹出口已坏的两扇的闸门进行更换，仍采用原钢丝网闸门形式，重新预制安装；对出口闸房损坏部分进行修复改善，闸下冲蚀部分用砂浆抹面补齐；拆除填方渠段渠道原砼衬砌板，修补整形后，采用 C15 砼现浇，并板下铺设 0.2mm 聚氯乙烯薄膜防渗，阴坡砼板厚 10-14cm，阳坡砼板厚 10cm，底板均厚 10cm，横向每 4m 设 1 道伸缩缝，纵向 3 条伸缩缝，均采用聚氯乙烯胶泥堵塞。 4 韦水倒虹改造后的效益 韦水倒虹工程改造，由于优化设计施工方案，采用先进技术和新材料、新工艺，增加改造工程科技含量，保证改造品质。对钢筋混凝土管粘钢补强，采用自锁锚杆代替传统的钢板螺栓锚固，管桥大梁加固修复采用“一锚两粘”技术和粘碳纤维布材料，提高了加固的精度和质量，6保证工程的耐久可靠；对钢筋混凝土管外保温层贴面装饰，采用带有圆形中孔的空心混凝土砌块，并用有色混凝土将墙体砌块外表面做成乳白色，既美观大方，又科学保温。同时在施工中，注重了生态环境保护和建设，基本做到废渣的零排放和重复利用；对倒虹周边保护区域，实施大面积的专业绿化美化，增添水利人文景观，体现生态美、自然美、工程美的和谐统一。
