東周水庫溢洪閘裂縫加固處理

王 勇 秦 蒙 孔令娟

(蒙陰縣水利局，山東臨沂 276200)

東周水庫位于新泰市境內(nèi)柴汶河支流渭水河上，壩址在東周村北。該水庫于1959年動(dòng)工興建，1962年廢庫還耕，1973年續(xù)建，1974年竣工。水庫控制流域面積 189km2，總庫容 9200萬m3，興利水位229.50m，興利庫容6630萬m3；死水位216.55m，死庫容630萬m3，該水庫是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、養(yǎng)殖、發(fā)電等綜合利用的中型水庫。

溢洪道位于大壩東端，于1976年建成4孔溢洪閘，溢洪閘包括引水渠、閘室、泄槽及尾水渠等部分。經(jīng)過多年運(yùn)行，該水庫溢洪閘存在嚴(yán)重的老化、退化現(xiàn)象和裂縫等病害問題。

1 存在的問題

溢洪閘邊墩、中墩中部區(qū)域均有垂直向裂縫，閘墩裂縫大部分為豎向貫通性裂縫。裂縫位置均位于牛腿上游側(cè)距牛腿3～5m處，且中墩左右兩側(cè)裂縫位置基本一致，裂縫寬度1.4～3.2mm。

中墩兩個(gè)側(cè)面上的裂縫位置均對(duì)稱發(fā)生，兩邊墩裂縫均存在滲漏水現(xiàn)象。表明閘墩裂縫屬貫穿性裂縫。在閘墩裂縫底緣處，裂縫還向閘底板方向延伸，出現(xiàn)底板橫向裂縫。

閘墩混凝土裂縫主要原因是巖基約束條件下的混凝土溫度應(yīng)力所致。鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)易造成鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋銹蝕，影響工程安全。

2 加固方案

采用聚合物水泥砂漿、聚合物涂層對(duì)東周水庫溢洪閘閘墩進(jìn)行加固處理，平均修補(bǔ)厚度為5mm左右，具體處理方案見圖1。

2.1 施工工藝

2.1.1 基礎(chǔ)處理

（1）采用高壓噴砂工藝對(duì)閘墩表面進(jìn)行處理，將表面的疏松、風(fēng)化、剝蝕層清理至堅(jiān)硬、牢固、新鮮的混凝土基面。

（2）對(duì)于局部凸出部位，采用合金砂輪打磨，與表面齊平。對(duì)于外露鋼筋，應(yīng)打磨至低于混凝土表面5mm。

（3）用高壓水將混凝土表面沖洗干凈后進(jìn)行抹面施工。

圖1 閘墩裂縫加固處理技術(shù)方案圖

2.1.2 抹面施工組織

鑒于閘墩高度較高、立面施工以及抹面養(yǎng)護(hù)的技術(shù)要求，采取自上而下、分區(qū)跳倉進(jìn)行抹面施工，見圖2。

（1）按照?qǐng)D2示意的尺寸進(jìn)行劃線分區(qū)。

（2）按下述施工工藝，用聚合物砂漿抹一條寬度 10cm分區(qū)帶，以便于施工分區(qū)和安裝緊固養(yǎng)護(hù)用塑料膜。

（3）按照50～80cm距離打孔，安裝用于塑料膜壓邊的螺栓。

（4）自上而下、分區(qū)跳倉進(jìn)行抹面施工。具體而言，先對(duì)1#、3#、5#區(qū)域抹面，養(yǎng)護(hù)到期后，對(duì)2#、4#、6#區(qū)域進(jìn)行抹面、養(yǎng)護(hù)。

（5）抹面砂漿有一定強(qiáng)度后，采用塑料膜覆蓋，塑料膜周圍采用木條壓邊。

（6）每面閘墩養(yǎng)護(hù)到期后，統(tǒng)一進(jìn)行刮涂。

圖2 分倉抹面工序圖

2.1.3 涂刷界面劑

充分濕潤(rùn)混凝土表面，但不要存在積水，均勻涂刷一道聚合物界面劑，涂刷量控制在(0.4～0.5)kg/m2。聚合物界面劑建議配比為：粉料:膠料=0.8:1（重量比）。

配制：將稱量粉料緩慢加入到膠料中，邊加料邊攪拌至無顆粒、無沉淀即可。一次拌和的數(shù)量應(yīng)根據(jù)抹面進(jìn)度確定，以1h內(nèi)用完為宜。

2.1.4 抹面施工

采用聚合物砂漿進(jìn)行抹面，必須軋實(shí)、抹平，不要反復(fù)壓抹以防開裂。根據(jù)聚合物砂漿的拌和量、抹面面積控制抹面厚度。抹面厚度宜控制在5mm左右。

對(duì)于抹面厚度小于 15mm的部位，一次抹軋即可；對(duì)于局部抹面厚度大于 15mm的部位，分兩層或多次抹面，每層厚度控制在10～15mm。

聚合物水泥砂漿建議配比：粉料:膠料=6.5:1（重量比）。

配制：按配比將稱好膠料加到粉料中，采用人工拌和方式充分拌和均勻。

一次拌和的數(shù)量應(yīng)根據(jù)抹面進(jìn)度確定，以1小時(shí)內(nèi)用完為宜。

2.1.5 養(yǎng)護(hù)

聚合物砂漿初凝后，采用塑料布周圍封閉覆蓋潮濕養(yǎng)護(hù)3天。定時(shí)灑水（視天氣情況，每天噴霧撒水3～4次），保證抹面處于潮濕狀態(tài)。

2.1.6 刮涂聚合物涂層

潮濕養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，在表面刮涂1道聚合物涂層，用量控制在1.5kg/m2左右，然后自然養(yǎng)護(hù)即可。

聚合物涂層配比：粉料:膠料=2.5:1（重量比）。

配制：將稱量粉料緩慢加入到膠料中，邊加料邊攪拌至無顆粒、無沉淀即可。一次拌和的數(shù)量應(yīng)根據(jù)抹面進(jìn)度確定，以1h內(nèi)用完為宜。

2.2 技術(shù)要求

2.2.1 聚合物水泥砂漿主要技術(shù)指標(biāo)(見表1)

表1 聚合物水泥砂漿技術(shù)指標(biāo)要求

2.2.2 質(zhì)量控制

（1）噴砂清理至堅(jiān)硬、牢固、新鮮的混凝土面后才能進(jìn)行抹面。

（2）聚合物界面劑的涂刷應(yīng)薄而均勻，不流淌，不漏涂。

（3）抹面由熟練的工人操作，要求一次抹平，不要反復(fù)壓抹。

（4）對(duì)抹面應(yīng)采用塑料膜封閉養(yǎng)護(hù)，定時(shí)噴灑水。

（5）養(yǎng)護(hù)期應(yīng)避免震動(dòng)、沖擊、污染，做好防雨措施。

（6）材料應(yīng)存放在陰涼通風(fēng)的庫房，避免雨淋、暴曬，儲(chǔ)存溫度5℃～30℃。

（7）施工溫度5℃～30℃為宜，避免在下雨、下雪、風(fēng)力較大的天氣下施工。

3 效果分析

在 2001年保安全加固工程過程中，東周水庫溢洪閘閘墩進(jìn)行了化學(xué)處理，消除了溢洪閘存在的病害問題，取得了較好的工程效果，至今運(yùn)行情況良好。

[1]山東省水利科學(xué)研究院.山東省新泰市東周水庫保安全工程初步設(shè)計(jì).2000年1月

[2]李向陽.黃前水庫溢洪閘閘墩裂縫及防碳化處理.水利技術(shù)監(jiān)督,2006 No.3