關(guān)于混凝土裂縫處理方案的探討

□張士新 □郝學(xué)剛（河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

□劉春芳（安陽(yáng)縣水務(wù)局）

一、防滲面板裂縫概況：

馬家?guī)r水庫(kù)工程大壩壩型為砌石重力壩，自壩基混凝土頂部489.4m高程起，壩體上游迎水面和下游原河床512.25m高程以下分設(shè)混凝土防滲面板。面板沿壩長(zhǎng)方向設(shè)伸縮縫，500m高程以下分縫寬度為15m，500m高程以上分縫寬度為9m。

防滲面板于2006年5月5日開始施工，在2009年2月28日發(fā)現(xiàn)上游面板出現(xiàn)多條裂縫。裂縫集中在高程514～528m，樁號(hào)0+118～0+154、0+18l～0+226。壩體兩側(cè)裂縫集中，中部未發(fā)現(xiàn)裂縫。裂縫位置比較規(guī)則，在面板中線4.5m附近，呈縱向，其中14塊貫穿整塊面板高度，8塊未貫穿。516～520m高程15號(hào)面板和520～524m高程17號(hào)面板裂縫較為明顯外，其他裂縫均不明顯（不近處細(xì)致觀察不能發(fā)現(xiàn)）。經(jīng)由中心實(shí)驗(yàn)室取芯觀察裂縫呈直線向內(nèi)延伸。

二、裂縫處理方案

對(duì)于開度0.2mm以上或深層及貫穿裂縫，先進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，化學(xué)灌漿材料種類很多，其中環(huán)氧漿液具有強(qiáng)度高、收縮小的優(yōu)點(diǎn)，因此針對(duì)有補(bǔ)強(qiáng)要求的裂縫多采用環(huán)氧灌漿?；瘜W(xué)灌漿一方面對(duì)裂縫起到防滲作用，另一方面，可以恢復(fù)被破壞混凝土面板的整體性。然后，在灌漿的裂縫表面涂刷手刮聚脲，對(duì)裂縫進(jìn)行雙重防護(hù)。

三、化學(xué)灌漿材料

SK-E改性環(huán)氧灌漿材料，是一種具有較高粘結(jié)強(qiáng)度及防滲特性的改性環(huán)氧化學(xué)灌漿材料，主要用于補(bǔ)強(qiáng)及防滲。這種材料粘度低，可灌性好，可滲入0.2mm混凝土裂縫和微細(xì)巖體內(nèi)，與國(guó)內(nèi)外的同類材料相比，其早期發(fā)熱量低、無(wú)毒性、施工操作方便，是較理想的混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固材料。該材料具體性能指標(biāo)如表1。

*純漿體抗拉：采用“8”字砂漿試模，室溫成型，養(yǎng)護(hù)1個(gè)月，測(cè)得抗拉強(qiáng)度。

表1 SK-E改性環(huán)氧系列漿材性能指標(biāo)表

*粘接抗拉強(qiáng)度：采用“8”字砂漿試模，人為拉斷后，浸水使粘接面呈潮濕狀態(tài)，涂漿液粘接，養(yǎng)護(hù)1個(gè)月后測(cè)得抗拉強(qiáng)度。

四、灌漿施工工藝流程

（一）布孔

按騎縫孔形式埋設(shè)灌漿嘴，灌漿嘴距20～30cm（根據(jù)縫寬和裂縫類型布置，縫越寬孔距越近，貫穿裂縫布孔要近），一條縫至少布3個(gè)灌漿嘴，灌漿嘴兼起排氣嘴和出漿嘴作用。

（二）基面清理

利用角磨機(jī)將裂縫兩側(cè)5cm范圍內(nèi)基面灰塵、雜物清理干凈。

（三）灌漿嘴粘貼，封縫

按照布孔位置粘貼灌漿嘴，并利用結(jié)構(gòu)膠封縫。

（四）壓氣試驗(yàn)、試漏

壓氣的主要目的是為了解灌漿孔（嘴）與裂縫暢通情況，以確定是否可以灌漿，或是否需要重新埋灌漿嘴，檢查封縫是否有效，有無(wú)漏氣現(xiàn)象，壓氣所用的壓力不得超過設(shè)計(jì)灌漿壓力，灌漿壓力為0.1～0.4MPa。

（五）配制漿液

根據(jù)處理裂縫的要求配制漿液，本次灌漿采用SK-E改性環(huán)氧灌漿材料。

（六）灌漿

灌漿前，應(yīng)將所有孔（嘴）上的閥門全部打開，用壓縮空氣將孔內(nèi)、縫內(nèi)的積水盡量吹擠干凈，并爭(zhēng)取達(dá)到干燥或無(wú)水狀態(tài)，然后準(zhǔn)備灌漿。根據(jù)裂縫情況選擇灌漿方法，對(duì)細(xì)微裂縫，需用較長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的漿液；對(duì)較寬裂縫，需用較短凝結(jié)時(shí)間漿液。

灌漿順序按由深到淺，由下而上的順序進(jìn)行灌漿，灌漿壓力為0.1～0.4MPa，當(dāng)上部灌漿嘴有漿液流出時(shí)，及時(shí)塞緊上部漏漿的灌漿嘴。灌漿的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是以不吸漿為原則，如吸漿率＜0.01L/min，并維持適當(dāng)時(shí)間（一般15min），亦可作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，停止灌漿。

（七）沖洗灌漿設(shè)備管路

灌漿結(jié)束后，關(guān)閉孔（嘴）口閥門，立即折卸管路，并用丙酮沖洗管路和設(shè)備。

五、裂縫表面涂刷SK手刮聚脲材料及施工工藝

SK手刮聚脲由含多異氰酸酯—NCO的高分子預(yù)聚體與經(jīng)封端的多元胺（包括氨基聚醚）混合，并加入其它功能性助劑所構(gòu)成。本次建議使用的手刮聚脲彈性體材料的主要性能技術(shù)指標(biāo)見表2。

聚脲涂層與底材的粘接面采用中國(guó)水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料所研制的BE14專用界面劑處理，這是一種100%固含量的環(huán)氧底漆，該底漆可在飽水和或干表面施工。它是一種特種高性能環(huán)氧樹脂，含有排濕基團(tuán)，因此能夠在飽和水表面涂裝，且具有良好的粘接力，BE14界面劑涂刷后固化時(shí)間一般在7h以上，干燥面的粘接強(qiáng)度較潮濕面略高，粘接強(qiáng)度均＞3MPa，7d齡期的粘接強(qiáng)度就接近最大值。

混凝土裂縫灌漿與涂刷聚脲示意圖

表2 SK手刮聚脲材料的主要技術(shù)指標(biāo)表

SK手刮聚脲的施工工藝為：裂縫化學(xué)灌漿結(jié)束，待灌漿材料達(dá)到齡期有一定強(qiáng)度，鑿除清理掉灌漿嘴。首先用角磨機(jī)打磨（寬20cm，長(zhǎng)度超出裂縫縫端20cm）混凝土裂縫面，再清除混凝土表面的灰塵、浮渣。混凝土表面清理干凈后，用專用膩?zhàn)犹钛a(bǔ)混凝土表面較大的孔洞，待孔洞填補(bǔ)好后，涂刷潮濕面界面劑（寬18cm），待界面劑表干后，刮涂SK手刮聚脲彈性體涂層（寬15cm、中間厚3mm）。涂刷完聚脲彈性體涂層后，24h內(nèi)不能有水浸泡。施工完成的涂層3d后可以達(dá)到使用的強(qiáng)度要求。