混凝土快速修補(bǔ)材料在水閘牛腿結(jié)構(gòu)修補(bǔ)中的應(yīng)用

吳卉平

（新疆巴州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，新疆 巴州 841000）

混凝土快速修補(bǔ)材料在水閘牛腿結(jié)構(gòu)修補(bǔ)中的應(yīng)用

吳卉平

（新疆巴州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，新疆 巴州 841000）

混凝土快速修補(bǔ)材料具有與混凝土基層黏結(jié)性好、收縮小、強(qiáng)度高、抗裂性能優(yōu)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。文章介紹了混凝土快速修補(bǔ)材料在車爾臣河第二分水樞紐混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)中的應(yīng)用，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，混凝土快速修補(bǔ)材料是一種較為理想的混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料，將其用于時(shí)效性較強(qiáng)和搶修類工程時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

混凝土；牛腿；結(jié)構(gòu)；修補(bǔ)；材料；效益

1 工程概況

車爾臣河發(fā)源于新疆南部昆侖山北坡，是流向塔里木盆地的一條內(nèi)陸河。車爾臣河第二分水樞紐位于車爾臣河中游，屬Ⅲ等中型工程。該樞紐由泄洪閘、沖沙閘、引水閘等組成。

2 存在問題及原因分析

2.1 存在問題

第二分水樞紐建于1994年，至今已運(yùn)行近20 a，2011年汛后運(yùn)行管理人員發(fā)現(xiàn)樞紐部分結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯損壞，具體情況如下：①1＃泄洪閘右側(cè)牛腿混凝土發(fā)生掉塊現(xiàn)象，掉塊范圍寬450 mm，長450 mm，厚5～40 mm，汛后使用普通水泥材料進(jìn)行了填補(bǔ)，現(xiàn)狀又出現(xiàn)了寬2～3 mm、長20～60 mm的裂縫，見圖1。②2＃泄洪閘兩側(cè)牛腿混凝土均發(fā)生開裂和掉塊現(xiàn)象，左側(cè)掉塊范圍長150 mm，寬120 mm，厚15～40 mm，右側(cè)掉塊范圍長350 mm，寬160 mm，厚45～100 mm，見圖2。

2.2 初步原因分析

1）設(shè)計(jì)洪水流量加大，漂浮物撞擊和閘門開啟有限：第二分水樞紐設(shè)計(jì)工作完成于 1992年，依據(jù)的水文資料為 1958—1991年，受投資限制，泄洪閘和沖沙閘門最大開啟高度為2.5 m。

圖1 1＃泄洪閘右側(cè)牛腿現(xiàn)狀

2012年水文部門將水文資料延長至 2008年并重新編制了工程水文分析計(jì)算資料，根據(jù)該資料結(jié)論：第二分水樞紐設(shè)計(jì)洪水流量為425 m3／s，校核洪水流量為538 m3／s，分別較原設(shè)計(jì)值超出 22%和27%，特別是2011年車爾臣河流域發(fā)生特大洪水過程，洪峰持續(xù)時(shí)間長達(dá)2個(gè)月，樞紐上游數(shù)十米河道布滿了枯木、雜草及生活垃圾等漂浮物，泄洪閘和沖沙閘門因受洪水波動(dòng)、漂浮物撞擊和閘門開度有限而震動(dòng)強(qiáng)烈，汛后檢查發(fā)現(xiàn) 1＃和2＃泄洪閘牛腿混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生大范圍開裂和掉塊現(xiàn)象，其余 3孔泄洪閘牛腿局部出現(xiàn)細(xì)微裂縫。

2）樞紐運(yùn)行時(shí)間較長，牛腿混凝土結(jié)構(gòu)劣化嚴(yán)重：第二分水樞紐至今已運(yùn)行近20 a，根據(jù)運(yùn)行管理單位資料，汛期牛腿部位有時(shí)處于最高洪水位以下，泄洪閘牛腿局部范圍可見氣孔、錯(cuò)臺(tái)、微細(xì)裂紋等，局部有鋼筋出露現(xiàn)象。根據(jù)上述資料，初步判定第二分水樞紐混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)劣化類型為凍融劣化、鋼筋腐蝕及表面缺陷。

3）運(yùn)行管理措施欠缺，樞紐長時(shí)間帶病運(yùn)行：第二分水樞紐管理單位距且末縣城較遠(yuǎn)，附近人煙稀少，交通不便，加之運(yùn)行管理人員文化程度低，缺乏相關(guān)的工程維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，遇到異常和突發(fā)情況時(shí)不能及時(shí)進(jìn)行上報(bào)和處理，導(dǎo)致第二分手樞紐泄洪閘牛腿混凝土結(jié)構(gòu)損壞情況不斷惡化。

圖 2 2＃泄洪閘兩側(cè)牛腿現(xiàn)狀

3 混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)

3.1 修補(bǔ)材料選擇

根據(jù)第二分水樞紐泄洪閘牛腿混凝土結(jié)構(gòu)的損壞情況及防洪度汛的嚴(yán)峻形勢(shì)，本次處理方案采用了天津領(lǐng)邦公司生產(chǎn)的混凝土快速修補(bǔ)材料對(duì)泄洪閘牛腿混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，該材料由混凝土界面劑（單組份）、水泥基鋼筋阻銹劑和混凝土快速修砂漿組成，具有與基層黏結(jié)性好、快凝快干、收縮小、強(qiáng)度高、抗裂性能好等特點(diǎn)，特別是該材料的外觀與混凝土結(jié)構(gòu)的外觀幾乎相同，有助于樞紐外觀保持［1］。

3.2 修補(bǔ)材料特點(diǎn)

天津領(lǐng)邦公司生產(chǎn)的混凝土快速修補(bǔ)材料主要特點(diǎn)為：①單組份，只需加水拌合即可；②快干，在30～40 min固結(jié)；③不流淌、不下垂；④黏結(jié)力良好；⑤干縮率極低，抗開裂性能好；⑥無毒無害，屬環(huán)保型產(chǎn)品；⑦適用范圍：修補(bǔ)各種混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)制構(gòu)件。

3.3 施工工藝流程

施工工藝流程：混凝土表面處理→鋼筋表面處理→涂刷水泥基鋼筋阻銹劑→涂抹混凝土快速修補(bǔ)材料。

3.3.1 混凝土表面處理

混凝土表面處理包括 2個(gè)部分：①混凝土表面處理：利用風(fēng)鎬人工剔除牛腿混凝土面層至新鮮混凝土，然后依次用高壓風(fēng)、高壓水槍及丙酮將基底的雜物、灰塵、油污等清洗干凈，盡量將待修補(bǔ)部位修成直角。②涂刷混凝土界面劑（單組份）：將水倒人干凈容器中，加人混凝土界面劑（單組份）粉料，用攪拌器攪拌3 min，然后用潤濕的刷子將其均勻刷涂到需要處理的基面上，涂刷3層并在空氣中養(yǎng)護(hù)24 h。

3.3.2 鋼筋表面處理

利用鋼絲刷及丙酮人工清除鋼筋表面的銹跡、油污、混凝土碎片等雜物，確保鋼筋表面完全露出金屬光澤。

3.3.3 涂刷水泥基鋼筋阻銹劑

將水倒人干凈容器中，加人水泥基鋼筋阻銹劑，用攪拌器攪拌成均勻、可涂刷的奶油狀，靜置 3～5 min后用刷子在鋼筋表面涂刷一遍阻銹劑，干燥 10～15 min后再涂刷第二遍，該工序必須在鋼筋表面處理完畢后24 h內(nèi)進(jìn)行施工。

3.3.4 涂抹混凝土快速修補(bǔ)砂漿

將水倒人干凈容器中，加人混凝土快速修補(bǔ)砂漿，用攪拌器攪拌成均勻、良好的混合物，將混合物用刮板等工具抹至修補(bǔ)區(qū)域，每層厚度≤25 mm，逐層掛抹直至修補(bǔ)成設(shè)計(jì)外形，然后立即覆蓋并進(jìn)行≥3 d的濕潤養(yǎng)護(hù)。

4 修補(bǔ)及運(yùn)行效果

車爾臣河主汛期為 6—8月，為確保樞紐安全度汛，本次修補(bǔ)工程于 2013年5月中旬開工，6月初完成了 1＃和 2＃泄洪閘牛腿混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)工作（其余3孔泄洪閘牛腿暫不修補(bǔ)），工期為20 d，處理費(fèi)用為3.8萬元。2013年主汛期過后，運(yùn)行管理單位對(duì)第二分水樞紐 1＃和 2＃泄洪閘牛腿混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)效果評(píng)論為：1＃和2＃泄洪閘牛腿混凝土結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、外觀良好，泄洪閘門啟閉正常，修補(bǔ)效果滿足運(yùn)行管理要求。

5 結(jié) 論

利用混凝土快速修補(bǔ)材料修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等結(jié)構(gòu)，由于其具有材料用量較少、施工快速簡(jiǎn)單、修復(fù)效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，可有效延長上述結(jié)構(gòu)的使用壽命，將其推廣應(yīng)用于時(shí)效性較強(qiáng)和搶修類工程時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］魏詩雅，歐婭 .混凝土修補(bǔ)材料淺析［J］.企業(yè)家天地，2010（06）：6.

TU528

B

1007-7596（2014）04-0172-02

2013-08-12

吳卉平（1976-），男，新疆庫爾勒人，工程師，從事水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)工作，