閘墩表面防碳化處理技術

萬 泉 陳 勇 蔡玲玲

（1.江蘇省江都水利工程管理處，江蘇 揚州 225200；2.江蘇淮源工程建設監(jiān)理有限公司，江蘇 淮安 223005）

1 工程概況

萬福閘位于揚州市以東10 km的廖家溝上，是淮河入江水道主要控制建筑物之一，也是淮河入江水道歸江控制工程中最大的口門，承擔著淮河中上游約65%洪水入江的任務。工程興建于1959年，閘室共65 孔，為開敞式鋼筋混凝土結構，每孔凈寬6 m，總凈寬390 m，設計流量8270 m3/s，屬大（1）型水閘、水工Ⅱ級建筑物。工程自1962年建成以來，在防洪保安、引江灌溉、調蓄優(yōu)化通航環(huán)境、改善工業(yè)及生活用水等方面發(fā)揮了極其重要的作用，綜合效益十分顯著［1］。

萬福閘建設年代較早，受當時經濟條件的限制，工程建設標準較低。其中，閘墩原設計為C15 少筋混凝土，粗骨料以鵝卵石為主，僅有少量的碎石。在1986～1994年對萬福閘進行較全面的除險加固過程中，對排架下部的閘墩連同排架一起進行了加固處理，具體做法是：鑿除表層混凝土（約13 cm），鋼筋除銹補強后噴高等級細石混凝土（C30）加固。但對位于公路橋下部的下游側閘墩（高程-2.0～8.0 m）未進行處理［2］，經多年運行，該部位閘墩混凝土病害已較為嚴重。經檢測，閘墩混凝土強度不足C10，較為酥松。碳化深度：高程4.0～8.0 m 為3.5～4.0 cm，高程3.5 m 處為2.7～4.0 cm，高程4.5 m 處為8.0 cm，高程-2.0～1.0 m 處，大部分在3.0 cm以內，最大為3.2 cm，均超過了鋼筋保護層厚度，水位變化區(qū)（高程1.0～4.0 m）骨料外露現(xiàn)象較為嚴重。因此，在本次淮河入江水道整治萬福閘加固工程實施中，對該部位閘墩進行防碳化處理，總體防碳化面積約19500 m2［1］。

2 施工技藝

2.1 施工準備

現(xiàn)場配備了2臺小型立式砂漿攪拌機、4 輛小推車進行砂漿抹面施工，并制作搭設了3 孔水上作業(yè)平臺。

2.2 基面處理

2.2.1 閘墩混凝土表面鑿毛

由于萬福閘閘墩表面不僅碳化程度很深，而且還附著一層厚約2 cm的水藻和貝類，再加上萬福閘建成年代較早，受當時物質條件限制，成型的閘墩混凝土表面平整度偏差較大，表面凹凸不平，如果直接進行丙乳砂漿抹面，效果會很不理想，起不到加固的作用。因此，必須對其表面進行鑿毛處理，在實際施工過程中，對閘墩表面采用電動磨光機去除表面浮層后，將裸露的光滑卵石表面鑿毛，并將松軟部分鑿除，平均鑿毛深度控制在1 cm 左右。

表1 丙乳凈漿及丙乳砂漿基本配合比

2.2.2 鑿毛面清洗

基面鑿毛后，先用鋼絲刷清除粉塵及松散顆粒，再用高壓水槍從上至下將其清洗干凈，使其表面無軟弱松散附著物。

2.3 丙乳砂漿原材料和配合比應用

（1）原材料。水泥為綠楊牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥，黃砂為粒徑小于2.5 mm 標準石英砂，水為揚州市自來水取水口附近廖家溝河水，聚丙烯酸酯乳液（簡稱丙乳）為由南京水利科學研究院科研成果直接轉化而成的產品，聚合物丙乳固體含量為39%～41%。

（2）配合比?；疑氨?∶1，水灰比1∶0.4，丙乳凈漿配合比為丙乳∶水泥=1∶2，丙乳砂漿配合比為水泥∶黃砂∶丙乳=1∶1∶0.3。丙乳凈漿及丙乳砂漿配合比見表1。

（3）丙乳砂漿拌制。先將水泥、黃砂干拌均勻，再加入經試拌確定的水量及丙乳，充分拌合均勻，材料必須稱量準確，尤其是水和丙乳，拌和過程中不能隨意擴大水灰比。每次拌制的砂漿，要求能在30～45 min 內使用完，不宜一次拌和過多數(shù)量。

2.4 涂刷丙乳凈漿和丙乳砂漿抹面

待鑿毛面無積水達到干飽和狀態(tài)后，用硬毛刷全面涂刷1 層丙乳凈漿，以增加層間黏結力，防止沿層滲水破壞，要求凈漿涂抹均勻，不漏底，不流淌，在凹凸部位需用硬毛刷進行垂直插搗。在凈漿未硬化前，即攤鋪丙乳砂漿，砂漿攤鋪到位后，用力壓實，隨后立即抹面，注意應向一個方向抹平。由于老閘墩表面平整度較差，模板縫痕跡明顯，有較多卵石裸露，表面高差可達15 mm，故抹面砂漿厚度按5～15 mm 控制，并結合基面情況，盡可能抹平，使抹面后的閘墩表面平順、光滑。抹面分2 次抹壓，以免在重力作用下垂向脫空，2 層砂漿抹壓的間隔時間為2 h（視氣溫、濕度而定，以手指壓下無印痕為準），修補面積較大時，需跳塊施工。

2.5 養(yǎng)護

待丙乳砂漿表面略干后，用噴壺噴水霧養(yǎng)護24 h，再撒水養(yǎng)護7 d，7 d 后自然干燥養(yǎng)護。

3 施工質量控制及檢測

3.1 施工質量控制

施工中質檢人員應嚴格按照施工工藝要求和流程對每道工序進行質量檢查，保證每道工序驗收合格后方能進行下一道工序施工。

（1）鑿毛面要均勻，對裸露的光滑卵石表面配以人工鑿痕的方法進行鑿毛處理，以保證鑿毛施工質量。鑿毛完成后及時清理浮渣并用高壓水槍清洗干凈，經監(jiān)理人員驗收合格后方可進行丙乳砂漿抹面施工。

表2 丙乳砂漿抹面檢測結果

（2）丙乳凈漿、砂漿須嚴格按照有關配合比進行配制，由專職質檢員進行現(xiàn)場指導，監(jiān)督實施。

（3）砂漿隨拌隨用，避免砂漿長時間不用而凝結，造成浪費或影響抹面施工質量，對未及時使用或已硬化的砂漿，應作為廢品處理不得使用。

（4）按照有關規(guī)范和設計要求，須制作砂漿試塊，送材料試驗室檢測。

（5）丙乳砂漿抹面完成后，派專人及時養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得少于7 d。

3.2 檢測結果

施工中先后對丙乳砂漿抗壓強度和抗折強度檢測取樣5 組，抗拉強度和黏結強度檢測各取3 組，送江蘇省水利建設工程質量檢測站檢測。檢測根據(jù)《抹灰砂漿技術規(guī)程》（JGJ/T220-2010）進行技術指標控制：抹灰層稠度70～80 mm，抗壓強度≥30 MPa，抗折強度≥8 MPa，拉伸黏結強度≥0.3 MPa［3］。檢測結果表明，丙乳砂漿抹面處理施工工藝均滿足設計指標及規(guī)范要求，具體檢測結果見表2。

4 結語

經過2014年底至2015年汛前工程大流量開閘泄洪的嚴峻考驗后，萬福閘下游側閘墩丙乳砂漿保護層表面完好，無剝落、脫落現(xiàn)象，混凝土整體顏色均勻，無明顯色差，達到了預期效果。實踐證明，丙乳砂漿抹面處理具有施工方法簡單、速度快、造價低、技術成熟等優(yōu)點，該施工技術的成功運用不僅保證了萬福閘加固工程閘墩防碳化處理以及其他土建項目的順利實施，而且為類似水閘閘墩防碳化處理的設計和施工積累了寶貴的經驗。

［1］江蘇省太湖水利規(guī)劃設計研究院有限公司.淮河入江水道整治工程萬福閘加固工程施工圖設計總說明［R］.江蘇：江蘇省太湖水利規(guī)劃設計研究院有限公司，2011:1-4.

［2］江蘇省江都水利工程管理處.萬福閘安全鑒定［R］.江蘇：江蘇省江都水利工程管理處，2004：25-28.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.JGJ/T220-2010 抹灰砂漿技術規(guī)程［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010：15.