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2017-11-28 11:18:30胡煒吳文博孫宇飛
山東工業(yè)技術 2017年23期
胡煒 吳文博 孫宇飛
摘 要：龍?zhí)端畮鞂Я餍购槎唇ǔ杉s兩年，經檢查發(fā)現，泄洪洞的側墻施工縫存在質量缺陷，且滲水較為嚴重。工程針對現場實際情況，采用化學灌漿、環(huán)氧砂漿嵌縫的方式對施工縫進行缺陷修復，既消除了滲漏水現象，也排除了運行期間出現的施工縫破壞可能。
關鍵詞：滲漏；化學灌漿；環(huán)氧砂漿
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.070
龍?zhí)端畮煳挥谝輩^(qū)境內石川河支流趙氏河上游，樞紐工程由攔河壩、右岸導流泄洪洞和左岸輸水管等建筑物組成。導流泄洪洞布置在大壩右岸，是龍?zhí)端畮鞓屑~工程的重要泄洪建筑物之一，其主要任務是在施工期導流，運行期泄洪，保證樞紐工程防洪安全。導流泄洪洞采用導流和泄洪一洞兩用的布置型式，洞身橫斷面為圓拱直墻型，設計斷面為4.5m×7.3m（寬×高），洞身長492m。導流泄洪洞底洞進口設計高程680.0m，出口設計高程675.08m。洞身為圓拱直墻型鋼筋混凝土襯砌結構，厚度分別為0.4m和0.6m。設計洪水位▽715.04m，下泄流量Q設=307.36m3/s，校核洪水位▽719.99m，下泄流量Q校=342m3/s。洞內最大流速23.75m/s。
1 泄洪洞施工縫滲漏情況分析
經檢查發(fā)現，泄洪洞側墻與“凹”型底板的施工縫有輕微滲漏現象，沿裂縫方向裂縫兩側出現潮濕痕跡，施工縫在雨后滲漏嚴重，可能存在內外貫通裂縫。施工縫局部錯臺，平整度不滿足過水斷面要求。如圖1所示（原施工單位用水泥漿消除錯臺）。依據之前壓水檢查的結果，根據施工縫破壞種類采取不同的處理方法，使用對縫口進行封堵和對止水檢查槽進行灌漿的方法 [1]。
2 修補方案選擇
依據本工程施工縫現場情況，對于導流泄洪洞施工縫缺陷，分三步進行修補處理。
（1） 切槽。沿施工縫上下切槽，將此區(qū)域內的混凝土由表面跨施工縫進行鑿除，該槽在化學灌漿結束后用環(huán)氧砂漿填補至與混凝土表面一致，既可以起到對施工縫的保護作用，又可以消除施工縫處的錯臺[2]。
（2） 灌漿。采用環(huán)氧樹脂化學灌漿，經改良后的環(huán)氧樹脂灌漿液具有較好的流動性及滲透性，可有效填充施工縫內部細小縫隙。漿液凝固后強度較高，對混凝土結構體具有良好的補強作用。
（3） 環(huán)氧砂漿嵌縫。灌漿結束后，采用環(huán)氧砂漿對淺槽區(qū)域進行填補，所采用的環(huán)氧砂漿應具有一定的抗沖耐磨性。填補后的環(huán)氧砂漿體與原混凝土結合緊密，，使其盡量和被修補混凝土的熱膨脹系數相匹配，以滿足工程修補的要求[3-4]。 接縫平順，平整度滿足要求。
3 施工縫滲漏處理施工
3.1 主要材料技術指標
環(huán)氧砂漿是以環(huán)氧樹脂為主劑，配以輔劑和石英砂，經一定比例混合固化后形成一種高強度、高粘結力的固結體，具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗凍、耐鹽、耐堿、防腐蝕性能及修補加固性能[5]。
把環(huán)氧樹脂應用于化學灌漿，有其獨特的優(yōu)勢，相比于普通的混凝土，環(huán)氧樹脂強度高，粘接力強，凝固快，耐熱，耐腐蝕，抗沖磨性能好，在工程實踐中應用后效果良好 [6]。
在進行施工前，對現場的工況和施工條件進行模擬，檢測環(huán)氧砂漿及灌漿材料環(huán)氧樹脂的各項性能指標，結果如下表1，表2。
3.2 施工工藝流程
根據現場施工的工況條件，施工主要分為兩個主要部分：化學灌漿施工和嵌縫施工。
3.2.1 化學灌漿施工
化學灌漿的原理是把裂縫空隙構造成密封的空腔，通過事先留置的灌漿液體進出口，使用灌漿泵將漿液填充滿裂縫空隙 [7]。
本工程化學灌漿流程如下：
（1） 縫隙處理。在進行灌漿之前對縫隙按下列步驟進行處理：
1）切縫處理：采用金剛石切片，在距施工縫兩側各15cm處切縫，切縫保證平直，可用墨斗彈線以確定體型。切縫與外側混凝土形成約15度夾角，切縫深度為15mm。
2）用混凝土銑刨機將兩條切縫間的混凝土進行銑刨清除，清除厚度為15mm～30mm。
3）化學灌漿前將施工縫內的松散混凝土顆粒及原先施工時遺留的雜物用鋼絲輪 配合高壓空氣清除即可。
（2） 埋設灌漿嘴。1） 采用表面灌漿處理的縫隙（縫隙深度小于1.5m），先用沖擊鉆成孔（12mm孔徑），孔深10cm，將灌漿咀插進孔內，使膨脹端與孔壁緊密接觸，防止漏漿。
2）在裂縫交叉部位，較寬部位，頂底端以及裂縫貫穿部位都需要埋設灌漿咀。
3）在施工縫位置確定的前提下，埋設灌漿咀的鉆孔位置可選擇騎施工縫鉆孔，灌漿時漿液的滲透路徑較短，可取得較好的灌漿效果。
（3）封縫。依據裂縫的種類以及灌漿工藝。其封縫方法可分為：
1）環(huán)氧樹脂膠泥封縫。對于刻完槽的縫可以用環(huán)氧膠泥進行封閉，封閉后要求平整均勻，無小氣泡和孔洞，。
2）粘玻璃絲布封閉。先在裂縫兩側（寬度90～110mm），涂抹環(huán)氧基液，將玻璃絲的潤滑劑除掉，將玻璃絲布密實的粘接在縫上，避免鼓包和褶皺。
此兩種方法可根據現場操作情況選擇，因為灌漿后要采用環(huán)氧砂漿進行回填補縫，所以優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂膠泥封縫。
（4）閉氣試驗。將裂縫封閉后先進行閉氣試驗，檢查是否漏氣，把肥皂水沿裂縫封閉路徑涂刷，在灌漿咀處通氣，對冒泡處進行重新粘接，直至不漏氣。
（5） 灌漿。灌漿是整施工的關鍵工序，要嚴格控制灌漿質量：
1）灌漿所用設備在使用前一定要檢查試運行，將灌漿咀上開關打開，對裂縫及通道通氣清理[8]。
2）漿液配制應嚴格按照各材料配合比及配制方法進行。每次配置漿液的數量依據漿液凝固時間以及進漿速率確定。
3）為加快施工進度，化學灌漿采用分區(qū)群孔灌漿。每個灌漿區(qū)域的灌漿方向應保持一致。環(huán)氧樹脂灌漿液的凝結時間可調，在灌漿過程中應根據吃漿情況及時調節(jié)凝結時間，達到最佳灌漿效果。endprint
4）灌漿時要等下一個排氣孔出現漿液時停止灌漿。按此順序灌漿，化學漿液的灌漿壓力常用0.3～0.5 MPa；壓力要逐漸加大，禁止突然加壓。達到規(guī)定壓力后，應保持壓力穩(wěn)定，以滿足灌漿要求[9]。
5）灌漿停止的標志為吸漿率小于0.01L/min，再繼續(xù)壓注30分鐘或達到膠凝時間即可停止灌漿，關掉進漿嘴上的轉芯閥門。
6）灌漿完后要清洗灌漿設備及灌漿管。用丙酮沖洗管道和設備[10]。
（6） 拆除灌漿咀。待縫內漿液達到初凝而不外流時，可拆除灌漿嘴（盒），對于埋設的灌漿管可以用手持式角磨機進行外部管體割除，部分管體埋設于混凝土內部不會影響灌漿質量。
（7） 檢查。灌漿完成后應及時采取手段進行施工質量檢查，確保質量，發(fā)現問題及時處理。
3.2.2 嵌縫施工工藝
（1）切槽。采用角磨機或手持式混凝土切割機，沿施工兩側各15cm進行切割，切割深度15mm，并將切割區(qū)域的混凝土進行鑿除。工序完成效果為在施工縫區(qū)域形成凹槽。
（2）環(huán)氧砂漿施工。
1） 底涂料拌和涂刷。
a.采用人工拌制
b.根據配備人員及施工量大小選擇拌和量。
c.拌和時按照配方依次加料攪拌與加料同時進行，當拌和物顏色均勻時停止，一般需要5min～6min。
d.方法：刷涂，一般先由上向下縱向涂刷一遍，再左右橫向涂刷，做到薄而均勻，無流掛、無露底。
2）環(huán)氧砂漿拌和。
a.采用機械攪拌機拌制。
b.拌和量：視施工面積和施工人員組合而定，一般一次拌料量為20kg～40kg，或一段坑槽的估計量。
c.拌和時按照配方依次加料攪拌與加料同時進行，當拌和物顏色均勻時，再攪拌2min～4min。
d.出料后對于不均勻部分的材料必須進行人工翻拌均勻。
3）環(huán)氧砂漿的施工工藝和技術要求。
a.環(huán)氧砂漿施工應沿逆水流方向進行，先上后下的順序施工。
b.在用環(huán)氧砂漿修補時要按壓密實，與原混凝土保持平齊，不能高低錯臺，有明顯的接縫。
c.涂層抹面收平后表面要密實，不能有搭接縫，氣泡麻面等，有上述現象應重新抹面 [11]。
4 結語
本次施工采用化學灌漿及環(huán)氧砂漿嵌縫施工技術對對導流泄洪洞洞內施工縫混凝土缺陷進行了修補處理，經檢查灌漿材料固化完全，強度達到設計要求，嵌縫環(huán)氧砂漿厚度及硬化強度均滿足設計要求，洞內滲水情況得到抑制，施工縫區(qū)域的混凝土平整度達到驗收要求，混凝土建筑物缺陷修補施工達到了預期的要求。
參考文獻：
[1]徐基祥.基于創(chuàng)新角度下的水利工程中建筑物結構縫處理新方式研究[J].河南水利與南水北調2013（13）.
[2]邢新元，張敏.某大壩廊道結構縫處理與分析[J].東北水利水電2010（07）.
[3]孫宇飛，胡煒.環(huán)氧砂漿熱膨脹性能試驗研究[J].西北水電2013
（03）.
[4]CECS25-1990，混凝土結構加固技術規(guī)范[S].
[5]蔣正武，龍廣成，孫振平.混凝土修補——原理、技術與材料[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2009.
[6]黃國興，紀國晉.混凝土建筑物修補材料及應用[M].北京：中國電力出版社，2009.
[7]郝志香，劉桐，王建波.水利工程混凝土修補技術研究[J].水利水電工程，2014（19）.
[8]張曉峰，彭輝.某水利樞紐消力池結構縫滲漏處理技術[J].施工技術，2011（343）.
[9]林金良.峽永久船閘結構縫滲漏處理技術[J].水力發(fā)電，2003（29）.
[10]劉美華，高雄.河公伯峽水電站左岸泄洪洞混凝土施工結構縫及裂縫滲漏的處理[J].西北水電，2011（06）.
[11]李貴生，魯琦.劉家峽水電站泄水建筑物補強加固措施研究及應用[J].補強加固，2002（02）.
作者簡介：胡煒（1977-），男，陜西西安人，本科，高級工程師，主要從事混凝土配合比試驗及混凝土缺陷修補工作。endprint
胡煒 吳文博 孫宇飛
摘 要：龍?zhí)端畮鞂Я餍购槎唇ǔ杉s兩年，經檢查發(fā)現，泄洪洞的側墻施工縫存在質量缺陷，且滲水較為嚴重。工程針對現場實際情況，采用化學灌漿、環(huán)氧砂漿嵌縫的方式對施工縫進行缺陷修復，既消除了滲漏水現象，也排除了運行期間出現的施工縫破壞可能。
關鍵詞：滲漏；化學灌漿；環(huán)氧砂漿
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.070
龍?zhí)端畮煳挥谝輩^(qū)境內石川河支流趙氏河上游，樞紐工程由攔河壩、右岸導流泄洪洞和左岸輸水管等建筑物組成。導流泄洪洞布置在大壩右岸，是龍?zhí)端畮鞓屑~工程的重要泄洪建筑物之一，其主要任務是在施工期導流，運行期泄洪，保證樞紐工程防洪安全。導流泄洪洞采用導流和泄洪一洞兩用的布置型式，洞身橫斷面為圓拱直墻型，設計斷面為4.5m×7.3m（寬×高），洞身長492m。導流泄洪洞底洞進口設計高程680.0m，出口設計高程675.08m。洞身為圓拱直墻型鋼筋混凝土襯砌結構，厚度分別為0.4m和0.6m。設計洪水位▽715.04m，下泄流量Q設=307.36m3/s，校核洪水位▽719.99m，下泄流量Q校=342m3/s。洞內最大流速23.75m/s。
1 泄洪洞施工縫滲漏情況分析
經檢查發(fā)現，泄洪洞側墻與“凹”型底板的施工縫有輕微滲漏現象，沿裂縫方向裂縫兩側出現潮濕痕跡，施工縫在雨后滲漏嚴重，可能存在內外貫通裂縫。施工縫局部錯臺，平整度不滿足過水斷面要求。如圖1所示（原施工單位用水泥漿消除錯臺）。依據之前壓水檢查的結果，根據施工縫破壞種類采取不同的處理方法，使用對縫口進行封堵和對止水檢查槽進行灌漿的方法 [1]。
2 修補方案選擇
依據本工程施工縫現場情況，對于導流泄洪洞施工縫缺陷，分三步進行修補處理。
（1） 切槽。沿施工縫上下切槽，將此區(qū)域內的混凝土由表面跨施工縫進行鑿除，該槽在化學灌漿結束后用環(huán)氧砂漿填補至與混凝土表面一致，既可以起到對施工縫的保護作用，又可以消除施工縫處的錯臺[2]。
（2） 灌漿。采用環(huán)氧樹脂化學灌漿，經改良后的環(huán)氧樹脂灌漿液具有較好的流動性及滲透性，可有效填充施工縫內部細小縫隙。漿液凝固后強度較高，對混凝土結構體具有良好的補強作用。
（3） 環(huán)氧砂漿嵌縫。灌漿結束后，采用環(huán)氧砂漿對淺槽區(qū)域進行填補，所采用的環(huán)氧砂漿應具有一定的抗沖耐磨性。填補后的環(huán)氧砂漿體與原混凝土結合緊密，，使其盡量和被修補混凝土的熱膨脹系數相匹配，以滿足工程修補的要求[3-4]。 接縫平順，平整度滿足要求。
3 施工縫滲漏處理施工
3.1 主要材料技術指標
環(huán)氧砂漿是以環(huán)氧樹脂為主劑，配以輔劑和石英砂，經一定比例混合固化后形成一種高強度、高粘結力的固結體，具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗凍、耐鹽、耐堿、防腐蝕性能及修補加固性能[5]。
把環(huán)氧樹脂應用于化學灌漿，有其獨特的優(yōu)勢，相比于普通的混凝土，環(huán)氧樹脂強度高，粘接力強，凝固快，耐熱，耐腐蝕，抗沖磨性能好，在工程實踐中應用后效果良好 [6]。
在進行施工前，對現場的工況和施工條件進行模擬，檢測環(huán)氧砂漿及灌漿材料環(huán)氧樹脂的各項性能指標，結果如下表1，表2。
3.2 施工工藝流程
根據現場施工的工況條件，施工主要分為兩個主要部分：化學灌漿施工和嵌縫施工。
3.2.1 化學灌漿施工
化學灌漿的原理是把裂縫空隙構造成密封的空腔，通過事先留置的灌漿液體進出口，使用灌漿泵將漿液填充滿裂縫空隙 [7]。
本工程化學灌漿流程如下：
（1） 縫隙處理。在進行灌漿之前對縫隙按下列步驟進行處理：
1）切縫處理：采用金剛石切片，在距施工縫兩側各15cm處切縫，切縫保證平直，可用墨斗彈線以確定體型。切縫與外側混凝土形成約15度夾角，切縫深度為15mm。
2）用混凝土銑刨機將兩條切縫間的混凝土進行銑刨清除，清除厚度為15mm～30mm。
3）化學灌漿前將施工縫內的松散混凝土顆粒及原先施工時遺留的雜物用鋼絲輪 配合高壓空氣清除即可。
（2） 埋設灌漿嘴。1） 采用表面灌漿處理的縫隙（縫隙深度小于1.5m），先用沖擊鉆成孔（12mm孔徑），孔深10cm，將灌漿咀插進孔內，使膨脹端與孔壁緊密接觸，防止漏漿。
2）在裂縫交叉部位，較寬部位，頂底端以及裂縫貫穿部位都需要埋設灌漿咀。
3）在施工縫位置確定的前提下，埋設灌漿咀的鉆孔位置可選擇騎施工縫鉆孔，灌漿時漿液的滲透路徑較短，可取得較好的灌漿效果。
（3）封縫。依據裂縫的種類以及灌漿工藝。其封縫方法可分為：
1）環(huán)氧樹脂膠泥封縫。對于刻完槽的縫可以用環(huán)氧膠泥進行封閉，封閉后要求平整均勻，無小氣泡和孔洞，。
2）粘玻璃絲布封閉。先在裂縫兩側（寬度90～110mm），涂抹環(huán)氧基液，將玻璃絲的潤滑劑除掉，將玻璃絲布密實的粘接在縫上，避免鼓包和褶皺。
此兩種方法可根據現場操作情況選擇，因為灌漿后要采用環(huán)氧砂漿進行回填補縫，所以優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂膠泥封縫。
（4）閉氣試驗。將裂縫封閉后先進行閉氣試驗，檢查是否漏氣，把肥皂水沿裂縫封閉路徑涂刷，在灌漿咀處通氣，對冒泡處進行重新粘接，直至不漏氣。
（5） 灌漿。灌漿是整施工的關鍵工序，要嚴格控制灌漿質量：
1）灌漿所用設備在使用前一定要檢查試運行，將灌漿咀上開關打開，對裂縫及通道通氣清理[8]。
2）漿液配制應嚴格按照各材料配合比及配制方法進行。每次配置漿液的數量依據漿液凝固時間以及進漿速率確定。
3）為加快施工進度，化學灌漿采用分區(qū)群孔灌漿。每個灌漿區(qū)域的灌漿方向應保持一致。環(huán)氧樹脂灌漿液的凝結時間可調，在灌漿過程中應根據吃漿情況及時調節(jié)凝結時間，達到最佳灌漿效果。endprint
4）灌漿時要等下一個排氣孔出現漿液時停止灌漿。按此順序灌漿，化學漿液的灌漿壓力常用0.3～0.5 MPa；壓力要逐漸加大，禁止突然加壓。達到規(guī)定壓力后，應保持壓力穩(wěn)定，以滿足灌漿要求[9]。
5）灌漿停止的標志為吸漿率小于0.01L/min，再繼續(xù)壓注30分鐘或達到膠凝時間即可停止灌漿，關掉進漿嘴上的轉芯閥門。
6）灌漿完后要清洗灌漿設備及灌漿管。用丙酮沖洗管道和設備[10]。
（6） 拆除灌漿咀。待縫內漿液達到初凝而不外流時，可拆除灌漿嘴（盒），對于埋設的灌漿管可以用手持式角磨機進行外部管體割除，部分管體埋設于混凝土內部不會影響灌漿質量。
（7） 檢查。灌漿完成后應及時采取手段進行施工質量檢查，確保質量，發(fā)現問題及時處理。
3.2.2 嵌縫施工工藝
（1）切槽。采用角磨機或手持式混凝土切割機，沿施工兩側各15cm進行切割，切割深度15mm，并將切割區(qū)域的混凝土進行鑿除。工序完成效果為在施工縫區(qū)域形成凹槽。
（2）環(huán)氧砂漿施工。
1） 底涂料拌和涂刷。
a.采用人工拌制
b.根據配備人員及施工量大小選擇拌和量。
c.拌和時按照配方依次加料攪拌與加料同時進行，當拌和物顏色均勻時停止，一般需要5min～6min。
d.方法：刷涂，一般先由上向下縱向涂刷一遍，再左右橫向涂刷，做到薄而均勻，無流掛、無露底。
2）環(huán)氧砂漿拌和。
a.采用機械攪拌機拌制。
b.拌和量：視施工面積和施工人員組合而定，一般一次拌料量為20kg～40kg，或一段坑槽的估計量。
c.拌和時按照配方依次加料攪拌與加料同時進行，當拌和物顏色均勻時，再攪拌2min～4min。
d.出料后對于不均勻部分的材料必須進行人工翻拌均勻。
3）環(huán)氧砂漿的施工工藝和技術要求。
a.環(huán)氧砂漿施工應沿逆水流方向進行，先上后下的順序施工。
b.在用環(huán)氧砂漿修補時要按壓密實，與原混凝土保持平齊，不能高低錯臺，有明顯的接縫。
c.涂層抹面收平后表面要密實，不能有搭接縫，氣泡麻面等，有上述現象應重新抹面 [11]。
4 結語
本次施工采用化學灌漿及環(huán)氧砂漿嵌縫施工技術對對導流泄洪洞洞內施工縫混凝土缺陷進行了修補處理，經檢查灌漿材料固化完全，強度達到設計要求，嵌縫環(huán)氧砂漿厚度及硬化強度均滿足設計要求，洞內滲水情況得到抑制，施工縫區(qū)域的混凝土平整度達到驗收要求，混凝土建筑物缺陷修補施工達到了預期的要求。
參考文獻：
[1]徐基祥.基于創(chuàng)新角度下的水利工程中建筑物結構縫處理新方式研究[J].河南水利與南水北調2013（13）.
[2]邢新元，張敏.某大壩廊道結構縫處理與分析[J].東北水利水電2010（07）.
[3]孫宇飛，胡煒.環(huán)氧砂漿熱膨脹性能試驗研究[J].西北水電2013
（03）.
[4]CECS25-1990，混凝土結構加固技術規(guī)范[S].
[5]蔣正武，龍廣成，孫振平.混凝土修補——原理、技術與材料[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2009.
[6]黃國興，紀國晉.混凝土建筑物修補材料及應用[M].北京：中國電力出版社，2009.
[7]郝志香，劉桐，王建波.水利工程混凝土修補技術研究[J].水利水電工程，2014（19）.
[8]張曉峰，彭輝.某水利樞紐消力池結構縫滲漏處理技術[J].施工技術，2011（343）.
[9]林金良.峽永久船閘結構縫滲漏處理技術[J].水力發(fā)電，2003（29）.
[10]劉美華，高雄.河公伯峽水電站左岸泄洪洞混凝土施工結構縫及裂縫滲漏的處理[J].西北水電，2011（06）.
[11]李貴生，魯琦.劉家峽水電站泄水建筑物補強加固措施研究及應用[J].補強加固，2002（02）.
作者簡介：胡煒（1977-），男，陜西西安人，本科，高級工程師，主要從事混凝土配合比試驗及混凝土缺陷修補工作。endprint
