李娟，周劍，周令杰，張蠡

（無錫市水利工程管理中心，江蘇 無錫 214000）

閘壩堤防等水利工程的水下部分由于長期被水浸泡，運(yùn)行環(huán)境惡劣，水工混凝土建筑物極易損壞，如果破損部位得不到及時有效的處理，將對工程的安全運(yùn)行造成直接影響。然而考慮水利工程需要防汛排澇等多重因素，干河修補(bǔ)作業(yè)存在施工難度大、資金投入多、工期長等多種弊端，不易實(shí)施。水下環(huán)氧樹脂是一種特殊的環(huán)氧樹脂材料，能夠在水下固化，可切實(shí)解決水利工程水下部分修補(bǔ)難題。

1 江尖水利樞紐工程概況

江尖水利樞紐工程是無錫市水利工程管理中心城市防洪運(yùn)東大包圍骨干工程之一，位于黃埠墩與江尖大橋之間的古運(yùn)河上，是一座集城市防洪、排澇、調(diào)水等多項(xiàng)功能于一體的綜合性水利樞紐工程。該工程按200 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

工程主要由3 臺20m3/s的泵站及單孔凈寬25m的三孔節(jié)制閘組成，其中，泵站為豎井式貫流泵機(jī)組，總裝機(jī)容量2400kW，節(jié)制閘為平面臥倒門。

整個工程總投資1.88 億，2004 年9 月28 日開工，2006 年7 月28 日完工并投入運(yùn)行。

2 底板破損情況及修補(bǔ)方法

江尖水利樞紐在2021 年水下檢查中發(fā)現(xiàn)泵站出水口底板有左右100cm、上下120cm、深10cm的破損現(xiàn)象，露出鋼筋4 根。2023 年7 月水下檢查發(fā)現(xiàn)上次底板破損部位有擴(kuò)大趨勢，存在兩處損壞，損壞部位①大小為130cm×100cm，最深16cm，露出鋼筋4根；損壞部位②大小為36cm×47cm，最深12cm。為防止底板破損處繼續(xù)擴(kuò)大，消除安全隱患，管理單位于2023 年8 月采用鑿槽嵌填法對江尖底板沖坑進(jìn)行修補(bǔ)。

3 施工作業(yè)

3.1 施工概述

根據(jù)水下檢查情況描述，閘室內(nèi)損壞部位的形狀描述為淘坑，其基本為混凝土表面損壞，修補(bǔ)著重考慮表面補(bǔ)強(qiáng)加固處理。即在已鑿毛的損傷部位澆筑環(huán)氧混凝土，鉆孔植Φ14 錨固鋼筋，每平方米4 根，另配Φ8@200mm 雙向鋼筋網(wǎng)，用高壓沖洗泵清理表面后，澆筑水下環(huán)氧樹脂混凝土。整個工作由潛水員在水下完成，并進(jìn)行水下留影，實(shí)時傳到岸上，工程師根據(jù)攝像情況，跟蹤了解和檢查施工情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題。

3.2 施工流程

1）通過水下檢查確定修補(bǔ)部位及基本情況，并攝影留存修補(bǔ)前情況；2）利用氣動切割鋸切割破損部位，勾勒修補(bǔ)輪廓線；3）采用液壓鎬對損壞底板進(jìn)行鑿毛處理，以增加新老混凝土的粘結(jié)性能；4）水下鉆孔，用高壓水槍清洗表面后，潛水員用水下注膠槍將錨固劑注入鉆孔內(nèi)，立即植入錨筋；5）待錨固劑硬化12 小時后，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，保留4～5cm 混凝土保護(hù)層；6）沖洗破損表面雜質(zhì)、碎石等，并拍攝清理后照片；7）按比例混合環(huán)氧樹脂及碎石骨料，攪拌均勻；8）水上水下協(xié)調(diào)配合澆筑水下環(huán)氧樹脂混凝土，確保混凝土拌制和澆筑均在初凝時間內(nèi)完成；9）24 小時后檢查澆筑強(qiáng)度及表面流平情況。

3.3 修補(bǔ)工藝

1）切割輪廓線：工程施工前，首先檢查確定修補(bǔ)位置和修補(bǔ)邊框線。邊框線確定后，根據(jù)規(guī)定進(jìn)行邊框線修整，淘坑深度大于10cm的，將淘坑邊緣切割成10cm 深的直立面；淘坑深度小于10cm的，將淘坑邊緣切割成6cm 深的直立面；使淘坑成漏斗狀。當(dāng)切割遇到非露出筋時，應(yīng)停止切割。以沖坑邊緣切割深度為準(zhǔn)對混凝土進(jìn)行鑿除，低于切割深度的，僅采用氣動鎬進(jìn)行鑿毛處理，以增強(qiáng)新老混凝土的粘結(jié)性能。

2）錨固劑植入：潛水員在淘坑底部用水下氣鉆進(jìn)行鉆孔，按每平方米4 根布孔，孔深25cm，孔徑Φ20mm，植入Φ14mm、長20～30cm的錨筋。

鉆孔完成后，對鉆孔用高壓水槍進(jìn)行清洗，由潛水員用水下注膠槍將錨固劑注入鉆孔內(nèi)，并立即在錨筋孔插入錨筋，用水下植筋膠作為錨固劑，在插筋孔內(nèi)導(dǎo)入環(huán)氧砂漿，并插入Φ14mm的鋼筋（錨筋外露5～10cm）。

3）布置鋼筋網(wǎng)：待錨固劑硬化12 小時后，將已經(jīng)綁好的Φ8@200mm 雙向鋼筋網(wǎng)安裝就位，預(yù)留混凝土保護(hù)層4～5cm。鋼筋與插筋之間用綁扎連接，將鋼筋網(wǎng)的位置布置好，由潛水員將鋼筋網(wǎng)與“7”字型錨固筋（或原鋼筋網(wǎng)片）進(jìn)行綁扎固定。

4）清洗需修補(bǔ)表面：新鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)固定好后，對倉面用高壓水槍進(jìn)行徹底沖洗，消除淘坑內(nèi)的渣屑等雜物，防止在澆筑中形成分層，降低新老混凝土的抗沖擊力和粘結(jié)牢度。

5）澆筑前準(zhǔn)備：澆筑前要進(jìn)行水下檢查并錄像，檢查鋼筋與錨固筋連接點(diǎn)是否牢固、錨固筋間距是否合格、淘坑表面是否有塊石和殘碴等雜物。

考慮環(huán)氧混凝土的固化速度很快，且與水溫、氣溫密切相關(guān)，因此應(yīng)在施工前進(jìn)行配方調(diào)整試驗(yàn)，確定固化劑用量，并試驗(yàn)混凝土稠度和流動性，確定環(huán)氧樹脂合適用量。在確定好環(huán)氧樹脂的配比后，將骨料和環(huán)氧樹脂按照合理比例混合攪拌均勻。

6）正式澆筑：水下環(huán)氧樹脂混凝土拌制澆筑時，水上水下應(yīng)做好協(xié)調(diào)配合工作，使混凝土拌制和澆筑均在初凝時間內(nèi)完成，澆入倉內(nèi)的砼料能有足夠的流平時間充滿澆筑區(qū)域，確保施工滿足底板修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量要求。

7）檢測修補(bǔ)情況：澆筑完24 小時后，潛水員再次進(jìn)行水下檢查及錄像，檢查混凝土強(qiáng)度及外觀情況。

3.4 水下環(huán)氧樹脂參數(shù)表

依據(jù)《水電水利工程環(huán)氧樹脂類表面修補(bǔ)材料試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T5855）及混凝土裂縫用環(huán)氧樹脂灌漿材料相關(guān)指標(biāo)（JC/T1041），江尖樞紐底板修補(bǔ)采用產(chǎn)品型號規(guī)格為HK-UW-1的水下環(huán)氧樹脂，檢測報告參數(shù)與指標(biāo)對比情況詳見表1。

表1 HK-UW-1 水下環(huán)氧樹脂檢測報告表

3.5 澆筑期間注意事項(xiàng)

1）用作骨料的石子、砂、粉料含水率要小于1%，確保水下混凝土的強(qiáng)度。

2）澆筑混凝土前，將淘坑內(nèi)的雜物用高壓水槍清理干凈，保證新舊混凝土牢固結(jié)合。

3）由于環(huán)氧樹脂很容易粘結(jié)在工具上，且不宜清洗，量少時可采用人工攪拌。

4）開始攪拌前，先將樹脂、水泥、石子和砂稱好，分裝進(jìn)編織袋，減少現(xiàn)場分裝時間，提高工作效率，并且能做到連續(xù)攪拌、持續(xù)澆筑，確保修補(bǔ)質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，采用水下環(huán)氧樹脂混凝土對江尖水利樞紐底板進(jìn)行小面積修補(bǔ)，整個施工過程主要由潛水員與岸上工程師及相關(guān)工作人員協(xié)調(diào)配合完成，相對于水上作業(yè)難度大很多，但是投入資金相對低且效果較好。

水下環(huán)氧樹脂混凝土在江尖水利樞紐底板修補(bǔ)的實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了水下環(huán)氧樹脂混凝土不溶于水，且在水中不易分散，自流平，粘結(jié)強(qiáng)度極好，凝膠時間達(dá)到了預(yù)期效果。證明水下環(huán)氧樹脂混凝土是水利工程水下混凝土修補(bǔ)的可行方案。

采用水下環(huán)氧樹脂混凝土對江尖水利樞紐底板進(jìn)行修補(bǔ)，基本達(dá)到了預(yù)計效果，但也存在一些不足之處。因?yàn)榛旌虾蟛牧险吵矶葮O高，完全采取自流平，最終修補(bǔ)表面平整度不能人為控制，達(dá)不到無水情況下的修補(bǔ)平整度。今后工程水下檢查時將對修補(bǔ)部位進(jìn)行跟蹤檢查，觀測修補(bǔ)部位的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及完好程度，進(jìn)一步檢測經(jīng)過沖刷后的修補(bǔ)部位情況