淺談東干一支渠渡槽維修措施及施工工藝

夏宗亮

（陜西省石頭河水庫(kù)灌溉管理局 陜西 楊陵 712100）

1 工程概況

東干一支渠位于石頭河水庫(kù)灌區(qū)眉縣營(yíng)頭鎮(zhèn)境內(nèi)，控制灌溉面積1.69萬(wàn)畝，渠道長(zhǎng)9.8km，渠道為U型斷面，主要建筑物有煙霞村渡槽一座。建于上世紀(jì)八十年代初期，全長(zhǎng)300m，屬于U型薄殼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量1.0m3/s。加大流量1.3m3/s。

2 原因分析

煙霞村渡槽修建于上世紀(jì)80年代，由于受當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、施工、財(cái)力等因素影響，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，渡槽伸縮縫和槽身出現(xiàn)了不同程度的滲漏、碳化，直接影響到渡槽的安全運(yùn)行。

（1）渡槽建成運(yùn)行至今，沒(méi)有發(fā)生結(jié)構(gòu)承載和輸水能力方面的問(wèn)題。但是在少數(shù)伸縮縫和最后收口的一塊側(cè)墻，有泌水現(xiàn)象。雖未形成明顯滴漏，但也說(shuō)明在伸縮縫口處理上工作做得不夠深入。尤其是止水橡膠，采用埋入砼的辦法，不像壓貼法那樣容易更換。應(yīng)用于渡槽的填縫材料是瀝青松木板條和瀝青膠泥。

（2）槽身混凝土屬于剛性材料，抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，若養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，加之水化熱的作用，會(huì)發(fā)生細(xì)微裂縫。同時(shí)，渡槽處在秦嶺山脈中，早晚溫度變化大，長(zhǎng)期的冷熱變形過(guò)程中，伸縮縫橡膠老化開(kāi)裂。因裝配縫或伸縮縫中的填縫材料柔性很差，不能適應(yīng)溫度應(yīng)力引起的變形和變化，從而導(dǎo)致槽角縫、裝配縫、伸縮縫的開(kāi)裂，使渡槽發(fā)生滲漏。

（3）渡槽混凝土由于長(zhǎng)期經(jīng)受水流沖刷，導(dǎo)致表層混凝土出現(xiàn)磨損和剝落，部分混凝土在凍融破壞作用下出現(xiàn)了粗骨料裸露；由于氣候變化頻繁，風(fēng)蝕、凍融、碳化破壞速度較快，加之當(dāng)時(shí)施工精度不高等因素，槽箱不同程度出現(xiàn)裂縫、部分鋼筋裸露、銹蝕、砼脹落和伸縮縫漏水等現(xiàn)象。

3 渡槽維修處理措施

煙霞村渡槽因修建時(shí)間長(zhǎng)，部分部位出現(xiàn)沖刷、汽蝕和碳化，原橡膠止水老化、撕裂，部分部位出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題。因此，對(duì)煙霞村渡槽應(yīng)進(jìn)行維修處理，本次維修采取綜合維修措施：①ARC聚合物砂漿修補(bǔ)；②滲漏處理；③防碳化處理。

3.1 ARC聚合物砂漿修補(bǔ)措施

煙霞村渡槽維修主要是對(duì)排架、槽箱等部位出現(xiàn)不同程度的鋼筋銹蝕進(jìn)行除銹后，再進(jìn)行阻銹，涂刷完阻銹劑后，再進(jìn)行聚合物砂漿修補(bǔ)，以阻止鋼筋進(jìn)一步的銹蝕。

（1）表面處理：裸露鋼筋銹蝕除銹和粉刷貼合面的處理，表面處理是關(guān)鍵的工序，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行。首先原結(jié)構(gòu)貼合面處理：剔除銹蝕鋼筋、外露鋼筋周邊脹裂或脹落、松動(dòng)的砼，并清除灰塵、雜物，進(jìn)行清理性打磨，徹底清除、鑿除表面松散無(wú)強(qiáng)度的混凝土，露出堅(jiān)固的砼新鮮基底。其次鋼筋銹蝕處理：用角磨機(jī)配鋼絲輪打磨、直到露出金屬光澤，涂刷阻銹劑前用棉紗擦拭干凈。

在配碳比為1時(shí)，根據(jù)圖1的結(jié)果，計(jì)算了添加10%氧化硼、8%硼砂和10%碳酸鈉對(duì)鮞狀赤鐵礦還原的影響，如圖2所示。三種添加劑對(duì)還原后液相渣含量的影響是隨著溫度的升高而升高。添加10%氧化硼后，液相渣含量在700 ℃后增加明顯，900 ℃后緩慢增加，1 300 ℃后開(kāi)始降低；添加8%硼砂后，對(duì)液相渣含量的影響呈現(xiàn)不規(guī)律性；添加10%碳酸鈉后，液相渣含量在1 100 ℃后增加明顯，在1 400 ℃后開(kāi)始降低。添加10%氧化硼對(duì)液相渣含量的影響要大于其他兩種添加劑。

（2）鋼筋阻銹處理：按產(chǎn)品配比要求進(jìn)行，準(zhǔn)確計(jì)量，采用攪拌器充分?jǐn)嚢杈鶆颍瑪嚢钑r(shí)間5min左右，拌制好的涂料應(yīng)色澤均勻。阻銹劑應(yīng)分層多遍涂刷完成，至少應(yīng)包括底層1遍、面層1遍，后遍涂刷應(yīng)待前遍涂層表干不粘手后方可進(jìn)行。當(dāng)前遍涂施工完畢后，應(yīng)檢查涂層是否厚薄均勻，嚴(yán)禁漏涂，合格后方可進(jìn)行后遍涂刷施工。涂刷工具可采用刷子或絨毛輥筒。輥涂時(shí)應(yīng)來(lái)回多輥幾次，以使涂料與鋼筋之間不留氣泡，粘結(jié)牢固。每遍涂刷應(yīng)交替改變涂層的涂刷方向。在使用中，涂料如有沉淀應(yīng)，注意隨時(shí)攪拌均勻。對(duì)支柱與渡槽接觸部位的鋼板，對(duì)銹蝕部分進(jìn)行清理、打磨，將鋼板表面清理干凈后，直接涂刷水泥基鋼筋阻銹劑進(jìn)行保護(hù)。

（3）涂刷界面劑：鋼筋阻銹處理完后，對(duì)鑿毛的混凝土表面，采用高壓水槍將碎屑、灰塵沖洗干凈。畫(huà)出每次涂刷的分割線，待用前，連續(xù)、均勻地灑水，使表層混凝土達(dá)到飽和面干狀態(tài)，即保證表層混凝土呈充分潤(rùn)濕狀態(tài)，但又無(wú)明水。涂抹水泥基聚合物修補(bǔ)砂漿前，在上述處理好的基面上，用毛刷涂刷界面劑兩遍，涂刷時(shí)力求薄而均勻，不得有漏涂、流淌。

（4）ARC聚合物砂漿施工工藝。

調(diào)制聚合物砂漿：根據(jù)選用的原材料、設(shè)計(jì)要求及施工稠度事先進(jìn)行試拌?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采用慢速的砂漿攪拌機(jī)拌和，其各組分的配比用量必須嚴(yán)格控制。將稱好的水泥添加粉劑、砂料干拌均勻，再將稱好的聚合物乳液和水混合后加入，慢速攪拌，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?，一般攪拌時(shí)間為3min～5min。每次拌和砂漿的數(shù)量應(yīng)根據(jù)砂漿施工的進(jìn)度確定，配好的砂漿應(yīng)在40min內(nèi)使用完畢，若砂漿未及時(shí)使用而出現(xiàn)干硬現(xiàn)象，則不能再加水重新拌和，應(yīng)舍棄不用。

涂抹：待聚合物水泥基界面劑指觸似粘非粘時(shí)，用木抹子涂抹調(diào)制好的水泥基聚合物砂漿，多層施工時(shí)不必抹光，均勻即可。抹砂漿時(shí)必須用力擠壓，使其與混凝土粘結(jié)緊密，操作速度要快，且朝一個(gè)方向，一次用力抹平，避免反復(fù)抹壓。水泥基聚合物砂漿一次施工面積不宜過(guò)大，應(yīng)分條或分塊錯(cuò)開(kāi)施工，條寬不宜大于1m，每塊面積不宜大于10m2，錯(cuò)開(kāi)施工的間隔時(shí)間不應(yīng)小于24h。分層施工時(shí)，留縫位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。立面或頂面的面層施工厚度超過(guò)10mm時(shí)，應(yīng)分層施工。每層抹面厚度宜為5mm～10mm，待前一層觸干時(shí)方可進(jìn)行下一層施工。因?yàn)樽詈笠粚右笃秸饣?，因此改用鐵抹子。

（5）養(yǎng)護(hù)：聚合物砂漿表面觸干后，立即用噴霧器進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)或塑料薄膜覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不可采用直接噴水養(yǎng)護(hù)或濕草袋覆蓋等傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式，即養(yǎng)護(hù)表面不能見(jiàn)明水。

3.2 滲漏處理措施

恢復(fù)伸縮縫周圍的破損混凝土，增加伸縮縫兩側(cè)一定范圍內(nèi)混凝土的抗?jié)B性，填充伸縮縫，徹底解決伸縮縫的滲漏水問(wèn)題。

（1）表面處理：清理伸縮縫及兩側(cè)各20cm的混凝土表面，采用電動(dòng)角磨機(jī)配帶金剛石磨片，將混凝土全部打磨干凈，徹底清除表層的浮灰、松散的混凝土、破損部位、苔蘚、污泥等，打磨到清潔、堅(jiān)固的基層混凝土；采用自然風(fēng)干或烘干設(shè)備將潮濕的混凝土基面干燥。對(duì)伸縮縫兩側(cè)各20cm的混凝土破損、缺陷部位采用UP2110頂立面修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修復(fù)。首先確保待修補(bǔ)部位的基層混凝土清潔、堅(jiān)固，用水充分濕潤(rùn)。在清潔堅(jiān)固、飽和面干的破損部位，采用抹刀涂抹UP2110頂立面修補(bǔ)砂漿，一次涂抹厚度不大于2cm，厚度較大部位，可分層涂抹。修補(bǔ)基層混凝土上的坑凹、破損、脫落部位，為后續(xù)工序提供一個(gè)平整的基面。

（2）防水漿：伸縮縫兩側(cè)各20cm的混凝土表面，涂刷US-1130水泥基滲透結(jié)晶型防水漿料2遍。該產(chǎn)品應(yīng)用于混凝土、砂漿表面后，其特有的活性化學(xué)物質(zhì)利用混凝土本身固有的化學(xué)特性及多孔性，以水做載體，借助滲透作用，在混凝土微孔及毛細(xì)管中傳輸、充盈，發(fā)生多次水化反應(yīng)，形成不溶性的結(jié)晶，與混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合成為一體，從而阻擋任何方向的水進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，達(dá)到永久性防水效果，能有效保護(hù)各種混凝土結(jié)構(gòu)免受地下水、污水、海水、以及其他有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。涂層不僅具有優(yōu)異的防水性能，同時(shí)還能保證混凝土結(jié)構(gòu)的呼吸，使結(jié)構(gòu)有一定透氣性，達(dá)到透氣不透水的效果。

（3）伸縮縫：清理伸縮縫內(nèi)部，采用雙組份聚硫密封膏填充伸縮縫。把攪拌好的聚硫密封膏用擠膠槍填入縫內(nèi)，壓實(shí)填滿，再用膩?zhàn)拥栋涯z刮平。

（4）密封涂料：伸縮縫部位兩側(cè)各涂刷10cm寬的防水密封涂料。HG203防水密封涂料涂覆前，將容器內(nèi)的涂料攪拌均勻，不要使底部留有沉淀，然后再加入20%的清潔水?dāng)嚢杈鶆?，即可進(jìn)行涂刷，刮涂施工。涂覆時(shí)平面可一次成型，立面為了防止一次成型時(shí)出現(xiàn)流淌，先在基面上非常薄的涂一層，容器內(nèi)涂料停留時(shí)間大約5min～10min后，再在基層上一次性施工。

3.3 防碳化處理措施

（1）施工工藝流程：渡槽基面處理-表面修補(bǔ)-CPC調(diào)配-CPC涂刷-養(yǎng)護(hù)、驗(yàn)收。

（2）渡槽基面處理：基面應(yīng)堅(jiān)硬、平整、粗糙、干凈、潤(rùn)濕?；嫱拱?、不平之處，應(yīng)先用角磨機(jī)打磨平整；基面浮塵、浮漿、油污等應(yīng)用鋼絲刷除掉，疏松、空鼓部位應(yīng)用鑿子除去并用角磨機(jī)將表面打磨，然后用清水沖洗干凈。

（3）表面修補(bǔ)：較大缺陷用ARC聚合物砂漿修補(bǔ)料找平，涂刷防碳化涂層之前，混凝土基面要預(yù)先噴水清洗和濕潤(rùn)處理，并用干布擦去明水。

（4）CPC調(diào)配：每次涂料配制前，應(yīng)先將液料組分?jǐn)嚢杈鶆?。液料與粉料的配比按本產(chǎn)品要求進(jìn)行，準(zhǔn)確計(jì)量，采用攪拌器充分?jǐn)嚢杈鶆?，攪拌時(shí)間5min左右，拌制好的涂料應(yīng)色澤均勻，無(wú)粉團(tuán)、沉淀。

（5）CPC涂刷：涂層應(yīng)分層多遍涂刷完成，至少應(yīng)包括底層1遍、中層1遍、面層1遍，后遍涂刷應(yīng)待前遍涂層表干不粘手后方可進(jìn)行（涂刷各遍間隔時(shí)間視混凝土表面及氣候干燥狀況而定，一般不低于1.5h）。當(dāng)前遍涂施工完畢后，應(yīng)檢查涂層是否厚薄均勻，嚴(yán)禁漏涂，合格后方可進(jìn)行后遍涂刷施工。底層與面層的配比為：A組分∶B組分∶自來(lái)水=1∶1∶（0～0.2）；中層的配比為：A組分∶B組分∶自來(lái)水=1∶2∶（0.1～0.2）。涂刷工具可采用刷子或絨毛輥筒。輥涂時(shí)應(yīng)來(lái)回多輥幾次，以使涂料與基層之間不留氣泡，粘結(jié)牢固。每遍涂刷應(yīng)交替改變涂層的涂刷方向。在使用中，涂料如有沉淀，應(yīng)注意隨時(shí)攪拌均勻。

（6）養(yǎng)護(hù)、驗(yàn)收：面層充分干硬后，先用霧化水養(yǎng)護(hù)2d（不宜直接曬水養(yǎng)護(hù)），再自然干燥養(yǎng)護(hù)14d以上，才可接觸明水。潮濕環(huán)境施工時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)排濕。

4 結(jié)語(yǔ)

在本次工程施工中，嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和行業(yè)要求，遵循注意事項(xiàng)進(jìn)行渡槽施工，取得了較好效果，順利完成了渡槽維修改造任務(wù)，為后續(xù)工程的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。陜西水利