梅河倒虹吸管身段裂縫處理采用的施工方法

黃從鋼，林曉旭

(中國水利水電第七工程局有限公司一分局，四川彭山 620860)

1 工程概述

南水北調(diào)中線工程潮河二標(biāo)項(xiàng)目位于河南省新鄭市龍王鄉(xiāng)霹靂店村北約300m處，梅河渠道倒虹吸建筑物總長349m(樁號(hào):SH(3)145+723.6～146+072.6)，由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口節(jié)制閘和出口漸變段組成，其中管身段水平投影長180m，倒虹吸設(shè)計(jì)流量305m3/s，加大流量365m3/s，設(shè)計(jì)水頭0.14m，橫向?yàn)?孔兩聯(lián)箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、單孔孔徑7m×6.75m(寬×高)。

2 倒虹吸管身段施工情況

2.1 配合比

梅河倒虹吸管身段混凝土為C30W6F150，混凝土配合比見表1。

2.2 施工方案

(1)基礎(chǔ)處理。開挖面平整，無積水、無虛土，驗(yàn)收合格后先鋪筑20cm厚碎石墊層，上面澆筑10 cm厚C10混凝土墊層。

(2)分倉情況。管身段分為左右兩聯(lián)，一聯(lián)有兩孔，每孔澆筑分為兩層，第一層澆筑至底板倒角以上30cm處，第二次澆筑墻體及頂板，亦即剩余部分。

(3)施工順序。建基面處理→碎石墊層鋪設(shè)C10混凝土澆筑→底板鋼筋安裝→底板止水安裝→底板模板安裝→底板混凝土澆筑→墻體鋼筋安裝→鋼模臺(tái)車安裝→頂板鋼筋安裝→墻體及頂板止水安裝→外模板安裝→墻體及頂板混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)。

(4)模板支撐型式。底板采用定型大模板拼裝，墻體及頂板內(nèi)模采用鋼模臺(tái)車支撐，外模(包括端頭)采用定型大模板拼裝。

(5)混凝土入倉方式。采用8m3罐車運(yùn)輸至右岸一級(jí)馬道→桁架布料機(jī)水平運(yùn)輸至倉號(hào)→溜筒垂直運(yùn)輸至倉內(nèi)。

(6)拆模時(shí)間。夏季:不承重的模板1～2d后拆除，承重模板5d后拆除;冬季:承重模板一般根據(jù)混凝土強(qiáng)度而定，強(qiáng)度達(dá)到90%以上，一般時(shí)間為10～15d，最冷時(shí)20～30d。

(7)養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)需28d，前14d為濕潤養(yǎng)護(hù)，采取毛氈覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)和墻體涂刷養(yǎng)護(hù)劑的方法。

2.3 施工進(jìn)度

2011年3月，項(xiàng)目部開始梅河倒虹吸管身段混凝土施工，截止2012年11月，完成了梅河渠道倒虹吸管身段所有混凝土澆筑施工，歷時(shí)21個(gè)月。

3 裂縫的發(fā)現(xiàn)、觀測(cè)及初步原因分析

3.1 裂縫發(fā)現(xiàn)時(shí)間

2011年7月5日，梅河渠道倒虹吸現(xiàn)場(chǎng)施工員在進(jìn)行混凝土灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)發(fā)現(xiàn)3#管身左聯(lián)左側(cè)墻出現(xiàn)一道裂縫，裂縫部位樁號(hào)為145+827.691，裂縫為垂直方向，長度約3.8m，高程在107.7～111.5m之間;經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)，該裂縫寬度為0.2～0.3mm;項(xiàng)目部及時(shí)采取措施，對(duì)發(fā)現(xiàn)的裂縫進(jìn)行觀測(cè)，截止到2012年12月，共發(fā)現(xiàn)裂縫66條。

3.2 裂縫形態(tài)及分布

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，裂縫大多為豎直向及水平向，裂縫最大寬度為0.35mm(裂縫寬 度 在0.1～0.35mm 之間)，最大長度 3.9m，最大深度為 60 cm。根據(jù)《南水北調(diào)中線干線工程混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷及裂縫處理技術(shù)規(guī)定》(試行)判定裂縫屬Ⅰ、Ⅱ類缺陷。

3.3 初步原因分析

根據(jù)梅河渠道倒虹吸管身段分倉澆筑順序及時(shí)間，結(jié)合裂縫發(fā)生部位各倉號(hào)的澆筑時(shí)段、天氣狀況及后期養(yǎng)護(hù)情況，初步判斷裂縫產(chǎn)生的原因主要為管身段底板混凝土倉號(hào)與邊墻頂板混凝土倉號(hào)澆筑間隔時(shí)間過長，造成已澆筑混凝土對(duì)邊墻頂板倉號(hào)約束應(yīng)力過大所致。

4 裂縫的處理

4.1 處理時(shí)段

經(jīng)過連續(xù)觀測(cè)，待裂縫發(fā)展趨于穩(wěn)定后，于2012年3～5月對(duì)裂縫進(jìn)行了處理。

4.2 處理措施

梅河倒虹吸管身段裂縫采用環(huán)氧樹脂膠泥表面封縫、中化798－III高滲改性低粘度環(huán)氧樹脂灌漿進(jìn)行處理。

4.3 處理步驟

裂縫清洗→埋設(shè)灌漿嘴→環(huán)氧樹脂膠泥封縫→密封檢查→配置漿液→壓力灌漿→檢驗(yàn)→封閉→表面處理。

4.4 施工方法

(1)縫面沖洗。在縫口封閉前將裂縫表面清理干凈，用空壓機(jī)吹凈粉塵和碎屑。

(2)鉆孔、布置灌漿嘴位置。布孔采用騎縫布孔形式。鉆孔使用φ14電錘鉆孔，灌漿嘴采用φ8薄壁銅管，孔深10～20cm，遇鋼筋即止;灌漿嘴間距20～50cm，裂縫寬度較小或不連續(xù)部位適當(dāng)加密。

(3)粘貼灌漿嘴及封縫。將灌漿嘴采用騎縫型式粘貼在預(yù)定位置，對(duì)于裂縫較細(xì)的位置采用小間距，裂縫兩端必須粘貼灌漿嘴，采用環(huán)氧樹脂膠泥封縫，將拌和均勻的環(huán)氧樹脂膠泥沿裂縫涂抹成寬3cm，厚度為2～5mm厚的條帶。

(4)灌漿前試壓。管嘴及縫口封閉后進(jìn)行壓力檢查，壓力為0.5MPa左右，發(fā)現(xiàn)外漏應(yīng)予以修補(bǔ)至不漏為止。

(5)配制漿液、灌漿及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。按照改性環(huán)氧甲液∶乙液=100∶7.5的比例配制之后迅速置入灌漿罐開始?jí)毫酀{，按由下而上的順序進(jìn)行灌漿。灌漿過程中，應(yīng)保持工作壓力為0.2～0.4 MPa，當(dāng)灌到最后一個(gè)灌漿嘴時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大壓力迸漿。迸漿期間應(yīng)觀察是否還在進(jìn)漿，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以不吸漿為原則，如果吸漿率小于0.01L/min，應(yīng)穩(wěn)定維持一段時(shí)間，可作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，停止灌漿。要求進(jìn)漿均勻，計(jì)量準(zhǔn)確，記錄詳細(xì)無誤。在裂縫灌漿前必須采取表面保護(hù)措施，防止?jié){液污染建筑物。

(6)表面處理。灌漿完畢，待漿液待凝72h后，必須沿裂縫走向鑿除封縫用的結(jié)構(gòu)膠、灌漿嘴及殘留物，并用丙乳砂漿找平，對(duì)裂縫表面進(jìn)行防護(hù)。所有施工殘留物必須清理出現(xiàn)場(chǎng)。

4.5 施工要求

(1)對(duì)裂縫表面兩側(cè)進(jìn)行清理時(shí)須達(dá)到干燥、潔凈、無粉塵、無污染的效果，采用壓力灌漿處理裂縫，要求騎縫用脫脂棉蘸丙酮擦拭干凈。

(2)騎縫粘貼灌漿嘴的間距為20～50cm，裂縫拐角及裂縫兩端必須粘貼灌漿嘴，灌漿嘴固定牢固。

(3)封縫時(shí)須特別注意灌漿嘴與環(huán)氧樹脂膠泥接觸位置的密封效果。為保證密封嚴(yán)密，此處環(huán)氧樹脂膠泥可適當(dāng)加厚并采用分層涂抹的方式。

(4)裂縫封閉后應(yīng)進(jìn)行空氣試漏，檢查封閉效果。試漏前沿封閉縫涂一層稀釋的清潔劑，從灌漿嘴壓入空氣，漏氣處應(yīng)重復(fù)封縫步驟直至不漏，使裂縫形成一個(gè)封閉的空腔。

(5)配置中化798－III高滲改性低粘度環(huán)氧樹脂漿液時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照比例進(jìn)行配制，對(duì)于過細(xì)的裂縫則須適當(dāng)添加稀釋劑以增強(qiáng)可灌性。灌漿采用由下至上、由一端至另一端的順序進(jìn)行，灌漿時(shí)在能夠進(jìn)漿的情況下應(yīng)盡量采用較小壓力以使?jié){液能在裂縫中充分流動(dòng)充滿;若進(jìn)漿緩慢或保持同一壓力5min時(shí)觀察不到進(jìn)漿則逐級(jí)提高壓力。灌漿壓力一般控制在 0.2 ～0.4MPa，最高不超過0.6 MPa，灌漿時(shí)應(yīng)待下一個(gè)漿嘴出漿或吸漿率小于0.1L/min時(shí)穩(wěn)壓一段時(shí)間可關(guān)閉進(jìn)漿閥。

(6)灌漿結(jié)束72h后，打開灌漿嘴觀察是否有漿液流出，若有漿液流出則表明漿液尚沒有完全固化，須立即封閉灌漿嘴等待;若無漿液流出則可鑿除環(huán)氧樹脂膠泥并進(jìn)行表面處理。

4.6 處理效果

裂縫處理后，于2012年7月～2013年3月進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)得知，已灌漿處理的裂縫部位未變形開裂，也未有新的裂縫產(chǎn)生;2013年5月，項(xiàng)目部委托河南科源水利建設(shè)工程檢測(cè)有限公司進(jìn)行檢測(cè)并結(jié)合裂縫處理檢測(cè)報(bào)告隨機(jī)采用聲波檢測(cè)儀等對(duì)其進(jìn)行檢查，所掃描處裂縫中漿液飽滿密實(shí);鉆芯取樣觀察，裂縫處漿液填充飽滿，粘接緊密。

2013年6月，梅河渠道倒虹吸管身段裂縫處理結(jié)果通過了聯(lián)合驗(yàn)收。裂縫處理效果符合要求。

5 結(jié)語

筆者結(jié)合梅河渠道倒虹吸管身段裂縫處理情況，認(rèn)為對(duì)裂縫的處理有幾個(gè)需特別注意的地方:

(1)配漿由專業(yè)人員進(jìn)行，保證稱量準(zhǔn)確、攪拌充分。

(2)灌漿過程中嚴(yán)格控制灌漿壓力，既要保證灌漿的密實(shí)性，又要控制壓力上限。按要求做好原始記錄。

根據(jù)梅河渠道倒虹吸管身段的施工情況，為了避免類似工程裂縫的產(chǎn)生，筆者有以下幾點(diǎn)建議:

(1)選用合適的配合比，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。

(2)制定合適的分倉方案，縮短底板同墻身、頂板混凝土澆筑的間隔時(shí)間。

(3)合理制定施工方案。

(4)加強(qiáng)施工過程控制。

梅河倒虹吸管身段裂縫采用環(huán)氧樹脂膠泥表面封縫、中化798－III高滲改性低粘度環(huán)氧樹脂灌漿進(jìn)行處理的方法，處理結(jié)果符合要求，說明裂縫處理措施選擇正確，工藝過程符合要求，可為同類工程的裂縫處理提供參考。