楊 萌，馬德富，王錦龍

（山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013）

臺(tái)兒莊復(fù)線船閘位于棗莊市，建設(shè)等級(jí)為II級(jí)，設(shè)計(jì)船型為1頂 2×2000t級(jí)駁船隊(duì)，船閘有效尺度為230m×23m×5m（長(zhǎng)×寬×檻上水深）。水工建筑物分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：上下閘首、閘室為2級(jí)，上下游導(dǎo)航、靠船建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。

上、下閘首均為C25鋼筋混凝土整體塢式結(jié)構(gòu)。上閘首平面尺寸為 28m×40m（長(zhǎng)×寬），墩頂高程 32.00m，空箱式邊墩門檻頂高程19.80m，底板厚3.0m，設(shè)格柵式帷墻消能室。下閘首平面尺寸亦為28m×40m（長(zhǎng)×寬），墩頂高程32.00m，空箱式邊墩門檻頂高程15.00m，底板厚3.0m，設(shè)消力坎，進(jìn)行對(duì)沖消能。

閘室為C25鋼筋混凝土整體塢式結(jié)構(gòu)。閘室總長(zhǎng)度為234m，閘室墻頂高程32.00m，閘室底板頂高程15.00m，底板厚2.5m。閘墻兩側(cè)設(shè)鋼護(hù)木、鐵爬梯、浮式系船柱、固定式系船柱及系船鉤，閘墻后側(cè)設(shè)排水管道及檢查井。

1 裂縫成因分析

船閘邊墻裂縫具有如下特點(diǎn)：1）裂縫均為垂直水流方向的豎向裂縫，與邊墻伸縮縫平行；2）裂縫屬活縫，縫寬隨溫度變化而變化；3）全部裂縫從新澆混凝土邊墻底部向上發(fā)展，裂縫中部開度較大。

本工程尚未完工投入運(yùn)行，邊墻就出現(xiàn)上述特征的裂縫，究其原因，主要與邊墻混凝土內(nèi)、外溫差及外部溫降引起的混凝土收縮受基底約束有關(guān)。大體積混凝土內(nèi)部水化熱溫升引起內(nèi)外溫差及外部溫降，都會(huì)引起混凝土收縮產(chǎn)生溫度拉應(yīng)力。由于邊墻一、二期混凝土澆筑間隔時(shí)間較長(zhǎng)，加之邊墻受荷載大，新澆邊墻混凝土基底約束較大，從而導(dǎo)致閘室邊墻縱向（順?biāo)鞣较颍┮虺惺艹蘩瓚?yīng)力而出現(xiàn)垂直裂縫。

2 修補(bǔ)材料

改性環(huán)氧類漿材具有優(yōu)良的力學(xué)性能，用于混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)，其耐老化、抗凍融、耐腐蝕等性能優(yōu)于其他高分子化灌漿材，其材料的特性如下：

1）可灌性能優(yōu)異，漿液自身具有極強(qiáng)的滲透能力，可滲入0.001mm的孔隙中，可灌入滲透系數(shù)K＝10-6～10-8cm/s的低滲透性泥化夾層中，使其固結(jié)改性（由“土性”變?yōu)椤皫r性”）；2）對(duì)裂縫干燥度無(wú)要求，能在有滲漏水的裂縫中使用，并能往裂縫壁兩邊滲透植根，固化后粘接為一體，耐久性更好；3）漿材固結(jié)體力學(xué)性能優(yōu)異，應(yīng)用范圍廣，具有補(bǔ)強(qiáng)、加固等功能；4）由于丙酮的活化，變成預(yù)聚體并與糠醛分子發(fā)生反應(yīng)，不僅化解了糠醛的毒性，而且使?jié){材固結(jié)體收縮性極小且韌性較好、耐老化性也更好；5）固結(jié)體無(wú)毒、無(wú)污染。

3 修補(bǔ)方案

3.1 準(zhǔn)備工作

采用米尺、裂縫寬度顯微鏡等工具，詳細(xì)測(cè)量裂縫的長(zhǎng)度、寬度等情況，確定鉆孔的位置和間距。

3.2 鉆孔

從裂縫最邊處開始，于裂縫兩側(cè)5～10cm處傾斜鉆孔至混凝土內(nèi)部與裂縫斜交，順序?yàn)橐粋?cè)到另一側(cè)。鉆孔布置在裂縫兩側(cè)，交叉布置，孔徑為14mm，斜孔須做到與裂縫相交，每?jī)煽组g距約為50cm?；炷亮芽p不規(guī)則，鉆孔時(shí)需特別注意與裂縫面斜交。另外每條裂縫鉆騎縫孔1～2個(gè)，騎縫孔視裂縫長(zhǎng)度及潮濕情況布置，約2m距離布置一個(gè)騎縫孔。潮濕裂縫部位必須布置騎縫孔，并且布置在潮濕裂縫長(zhǎng)度居中的位置。騎縫孔的作用：一是潮濕縫隙中的滲水可沿騎縫孔埋設(shè)的通氣管排出縫隙，二是保持混凝土裂縫內(nèi)外氣壓平衡。

表1 改性環(huán)氧漿材主要性能

3.3 清縫與埋嘴

用高壓氣(0.5MPa左右)向鉆孔內(nèi)吹高壓風(fēng)，將縫內(nèi)粉塵吹掃干凈。然后將裂縫兩邊各5cm內(nèi)的混凝土表面用磨光機(jī)打磨出新鮮清潔面。

待高壓氣清理完縫隙后，將全部的灌漿孔固定、埋設(shè)好灌漿嘴。將騎縫孔固定，埋設(shè)好通氣管。

3.4 洗縫與封縫

安裝完畢后，用高壓防水灌漿機(jī)向每個(gè)灌漿嘴內(nèi)灌注丙酮清洗液。其目的：一是通過(guò)灌注清洗液可以觀察斜向灌漿孔與裂縫是否相交（若相交，丙酮清洗液會(huì)沿裂縫析出表面）；二是丙酮清洗液會(huì)將殘存在灌漿孔及裂縫內(nèi)的細(xì)微粉塵全部帶出，做到二次清理縫隙，以保證灌漿質(zhì)量。

清洗完裂縫后在其表面用環(huán)氧膠泥將裂縫封閉處理，約20h后即可凝固達(dá)到強(qiáng)度要求。

3.5 灌 漿

1）壓氣試驗(yàn)，檢查封縫效果。環(huán)氧膠泥封閉合格的裂縫，高壓氣（0.5MPa）只會(huì)通過(guò)騎縫孔的通氣管排出，并將潮濕裂縫內(nèi)的滲水加速沿通氣管排出；

2）灌漿材料采用改性環(huán)氧類漿材；

3）灌漿順序沿邊墻自下而上依次推進(jìn)，以利于漿液在縫內(nèi)均勻連續(xù)擴(kuò)散；

4）灌漿采用灌漿泵純壓式灌注，灌漿壓力控制在0.3～0.7MPa；

5）待環(huán)氧膠泥上留存的排水孔或騎縫孔滲出灌漿材料后，根據(jù)《混凝土壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程》（SL230—98）灌漿量小于0.02L/5min時(shí)停灌，直至灌注完成整條裂縫。

3.6 拆嘴與封孔

改性環(huán)氧類漿材完全固化時(shí)間約為24h，灌漿嘴在漿液固化后就能敲下，清理干凈已固化的溢漏出的漿液。用環(huán)氧膠泥對(duì)灌漿口進(jìn)行封口處理，并將混凝土表面基本恢復(fù)成原始狀態(tài)。

4 效果檢查

本次混凝土裂縫共計(jì)修補(bǔ)57條，化學(xué)灌漿總長(zhǎng)度155.35m。裂縫化學(xué)灌漿量共計(jì)230.18L，鉆孔灌漿嘴258個(gè)，鉆孔進(jìn)尺110.0m，檢查孔進(jìn)尺33.3m。

4.1 壓水試驗(yàn)

對(duì)每條裂縫進(jìn)行壓水試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)57條裂縫吸水率從0.001～0.009L/min不等，全部符合規(guī)范要求。

4.2 超聲波測(cè)試

抽取 12#閘室南 12-1、8#閘室南 8-1、6#閘室南6-2三條裂縫進(jìn)行超聲波跨縫測(cè)試，灌漿前聲波速度平均為 3240m/s，灌漿后波速平均為 4330m/s，超聲波聲速平均提高率為33.6%。