徐宇航

(上海交通大學海洋水下工程科學研究院，上海市?200231)

1 溢洪道閘墩裂縫基本情況

某水電站溢流壩段有4個閘墩，在閘門與支鉸之間存在1條沿墩頂左右方向貫通閘墩(墩寬2 500 mm)的裂縫，并沿閘墩兩側向下延伸約3 000 mm，縫上局部少許白漿，閘墩兩側裂縫基本上呈對稱(見圖1)。對每條裂縫的情況進行外觀檢測和采用超聲波“雙面斜測法”進行裂縫深度檢測。以L1裂縫為例，裂縫位于右邊墩壩下0+019.300處，分布位置如下所示(見圖2)，具體情況為：裂縫內外兩側裂縫長分別為3 200、3 300 mm，最大縫寬分別為0.20、0.15 mm；裂縫尾部少許白漿。深度檢測結果顯示，L1裂縫上部貫穿，中下部兩側裂縫深度合計1 500～1 800 mm，呈微收斂趨勢。

2 修補處理措施

2.1 閘墩裂縫處理方案

為了防止裂縫對結構安全產生影響，同時防止出現(xiàn)新的裂縫，先對閘墩頂部導向墩至啟閉房范圍內的混凝土進行部分鑿除，對混凝土鑿除位置進行配筋和混凝土重新澆筑；然后對裂縫進行灌漿和粘貼碳纖維布處理。

2.1.1 鑿除墩頂混凝土重澆筑

為了限制現(xiàn)有裂縫繼續(xù)擴展，將墩頂電纜溝兩側、導向墩與啟閉房之間的混凝土鑿除，鑿除范圍如下所示(見圖3、圖4)，保證鑿至電纜溝底層鋼筋外露為止；然后在電纜溝兩側配筋，要求鋼筋的混凝土保護層厚度為50 mm，并澆筑C30一級配混凝土。

2.1.2 裂縫處理

(1)造孔

在閘墩兩側立面裂縫處沿縫布置斜孔，并埋設

灌漿管；孔距、孔徑視施工現(xiàn)場具體情況而定，斜孔孔深以穿過裂縫延伸面為準。在閘墩頂部裂縫處騎縫鉆設2個排氣孔。

(2)裂縫清理及洗孔

用鋼絲刷及加壓水沖刷閘墩立面裂縫及頂部表面，清除表面灰塵及雜質，并用壓力水對鉆孔進行洗孔，要求回水清澈為止。

(3)涂刷環(huán)氧涂料封縫

在清潔干凈的縫面涂抹1層環(huán)氧膩子封閉縫面。

(4)通風檢查

對灌漿孔進行壓水/氣檢測，壓力大于灌漿壓力；當發(fā)現(xiàn)止?jié){有缺陷時，應在灌漿前進行修補。

(5)灌漿

化學灌漿選用HK—G—4環(huán)氧化學灌漿材料，灌漿壓力初選0.3～0.5 MPa，具體根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。灌漿時在閘墩兩側立面同時進行，采用由下至上的順序，直至閘墩頂部排氣孔出純漿后停止灌漿(見圖5、圖6)。

(6)表面處理

灌漿完成后，清理超出原裂縫區(qū)域約1 m范圍的區(qū)域，待粘貼碳纖維布區(qū)域應平整，除去表面浮塵、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處要進行導角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20 mm。

(7)粘貼碳纖維布

涂刷底層樹脂：用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于清理后的混凝土面上，樹脂表面指觸干燥后立即進行下一道工序施工。

找平處理：對混凝土表面凹陷部位用環(huán)氧膩子填補平整，且不應有棱角；轉角處用環(huán)氧膩子修復為光滑的圓弧，半徑不小于20 mm；在找平材料表面指觸干燥后立即進行下一步工序施工。

涂刷浸漬樹脂：按照碳纖維布產品規(guī)定配比配制浸漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼的部位。

粘貼碳纖維布：在墩側立面垂直于裂縫方向滿貼1層碳纖維布，覆蓋整條裂縫，寬度0.6 m，搭接部位寬度為10 cm；再于裂縫區(qū)域條狀粘貼1層水平方向的碳纖維布，布置尺寸為寬25 cm、長300 cm、間距25 cm，水平箍數(shù)量根據(jù)裂縫延伸長度確定。在水平箍上再垂向條狀粘貼碳纖維布壓固，壓固碳布布置尺寸為寬25 cm、間距50 cm，對水平箍起到固定作用。

墩頂部碳纖維布粘貼布置同墩側，碳布纖維方向垂直于裂縫方向，搭接部位寬度為10 cm。

脫泡處理：用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。

在最外層碳纖維布的表面再均勻涂刷1道浸漬樹脂。

(8)表面防護處理

待碳纖維布粘貼牢固后，在表面涂刷1道HK—968彈性環(huán)氧涂料，既可對碳纖維布起到防沖保護作用，又可使處理區(qū)域顏色接近周邊混凝土顏色，保持美觀。

3 主要修補材料

3.1 HK—968彈性環(huán)氧涂料

HK—968彈性環(huán)氧涂料是一種增厚型涂料，常規(guī)產品為灰色，一次涂抹厚度可達300 μm以上；其綜合了環(huán)氧涂料的強度和聚氨酯涂料的彈性，與普通環(huán)氧涂料相比，韌性、抗沖磨性能、抗裂性等大幅度提高并具有一定的延伸率(見表1)。

表1 HK—968彈性環(huán)氧涂料主要性能指標

3.2 HK—EQ環(huán)氧膠泥

HK—EQ無溶劑環(huán)氧膠泥是一種由改性環(huán)氧樹脂制備而成的聚合物膠泥，可用于混凝土表面抗沖磨保護處理，混凝土表面不平整、蜂窩麻面、氣泡等缺陷的表面封閉處理；也可用于裂縫灌漿的表面封縫處理。該環(huán)氧膠泥具有一定的親水性，可用于干燥和潮濕(無明水)基面(見表2)。

表2 HK—EQ無溶劑環(huán)氧膠泥主要性能指標

3.3 HK—G—4低粘度環(huán)氧灌漿材料

環(huán)保型HK—G—4環(huán)氧灌漿材料是一種粘度低、滲透性好、強度高、操作方便的雙組份灌漿材料，可以對混凝土結構中的微細裂縫、施工縫、冷接縫和巖基縫隙進行灌漿處理，從而恢復結構整體性，達到防滲、補強、加固的目的(見表3)。

表3 環(huán)保型HK—G—4環(huán)氧灌漿材料主要性能指標

3.4 碳纖維布

碳纖維布主要性能指標如下所示(見表4)。

表4 碳纖維布主要性能指標

3.5 碳纖維浸漬樹脂

碳纖維浸漬樹脂是一種雙組份、高固含量、高強度、不流淌、觸變型黏合劑(見表5)。

表5 碳纖維浸漬樹脂主要性能指標

4 結 語

該項目溢洪道4個閘墩墩頂?shù)?條裂縫均位于支鉸和閘門之間，為頂部混凝土澆筑深層裂縫或局部貫穿裂縫。4條裂縫分別沿4個閘墩左右貫通，沿閘墩兩側向下延伸約3 000 mm，裂縫寬度多為0.15～0.30 mm，縫上局部少許白漿；閘墩兩側裂縫基本上呈對稱布置，兩側深度合計多為1 300～1 950 mm，部分斷面貫穿。

通過裂縫的成因分析和結構的安全復核，閘墩結構安全滿足要求，4條裂縫均大概率為溫度裂縫，對結構安全不造成影響。為保障閘墩結構的完整性，防止裂縫進一步擴張威脅結構安全性，已采用化學灌漿與粘貼碳纖維布綜合應用的方法對裂縫進行處理，恢復閘墩結構的整體性，提高閘墩建筑物的耐久性；并對閘墩頂部電纜溝兩側混凝土鑿除處理，重新配筋澆筑以提高其抗裂性能。