觀音巖水電站常態(tài)混凝土缺陷處理技術(shù)

何莉秋

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，成都，610081)

觀音巖水電站常態(tài)混凝土缺陷處理技術(shù)

何莉秋

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，成都，610081)

本文以觀音巖水電站工程混凝土施工為例，對(duì)主副廠房、安裝間、尾水渠和左岸沖沙底孔等常態(tài)混凝土施工缺陷進(jìn)行分析，根據(jù)缺陷情況制定相應(yīng)的專項(xiàng)處理措施，并對(duì)施工技術(shù)措施進(jìn)行深入探討，取得了良好的效果。

觀音巖水電站 主副廠房 常態(tài)混凝土 缺陷處理

1 工程概況

觀音巖水電站為一等大(1)型工程，以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉等綜合利用功能。水庫(kù)正常蓄水位1134m，庫(kù)容約20.72億m3，電站裝機(jī)容量3000MW(5×600MW)。樞紐主要由擋水、泄洪排沙、電站引水系統(tǒng)及壩后廠房等建筑物組成，引水發(fā)電系統(tǒng)建筑物布置在河中，廠房基坑主要在壩橫0+131.00m～0+265.00m、壩縱0+317.301m～0+496.651m范圍內(nèi)。

廠房常態(tài)混凝土施工，包括主副廠房、安裝間、尾水渠和左岸沖沙底孔等分項(xiàng)工程?；炷潦┕べ|(zhì)量缺陷問(wèn)題，不但影響整體工程美觀，還通常會(huì)影響工程的結(jié)構(gòu)性能、使用功能、耐久性和安全性，甚至造成質(zhì)量事故。本文針對(duì)常態(tài)混凝土常見的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析，闡述了具體的處理方法及其工藝措施。

2 混凝土常見質(zhì)量缺陷及原因

2.1 斷面尺寸偏差、軸線偏差、表面平整度超限

產(chǎn)生原因：圖紙有誤或看錯(cuò)圖紙；施工測(cè)量放線有誤；模板支撐不牢，支撐點(diǎn)下沉，模板剛度不夠；混凝土澆筑時(shí)一次投料過(guò)多，一次澆筑高度超過(guò)規(guī)定，使模板變形；混凝土澆筑順序不當(dāng)，造成模板傾斜；振搗時(shí)，過(guò)多振動(dòng)模板，模板產(chǎn)生位移；模板接縫處不平整，或模板表面不平等。

2.2 蜂窩、麻面、露筋、孔洞、內(nèi)部不密實(shí)

產(chǎn)生原因：模板接縫不嚴(yán)，板縫處漏漿；模板表面未清理干凈或模板未滿涂隔離劑；混凝土配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)或現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量有誤；振搗不密實(shí)、漏振；混凝土攪拌不均，和易性不好；混凝土入模時(shí)自由傾落高度過(guò)大，產(chǎn)生離析；底模未放墊塊或墊塊脫落，導(dǎo)致鋼筋移動(dòng)；結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處石子粒徑過(guò)大，振搗不仔細(xì)等。

2.3 結(jié)構(gòu)接縫和施工縫處產(chǎn)生爛根、爛脖、爛肚

產(chǎn)生原因：施工縫位置留設(shè)不當(dāng)；模板安裝完畢后，接縫處未清理干凈；對(duì)施工縫處先澆筑混凝土表面未作處理或處理不當(dāng)；模板接縫處漏漿等。

2.4 結(jié)構(gòu)裂縫

產(chǎn)生原因：模板及支撐不牢，產(chǎn)生變形或局部沉降；混凝土和易性不好，澆筑后產(chǎn)生分層，出現(xiàn)裂縫；養(yǎng)護(hù)不好引起裂縫；拆模不當(dāng)，引起開裂；冬季施工時(shí)拆除保溫材料時(shí)溫差過(guò)大，引起裂縫；大體積混凝土由于水化熱，使內(nèi)部與表面溫差過(guò)大，產(chǎn)生裂縫；大面積現(xiàn)澆混凝土由于收縮和溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫；主筋嚴(yán)重位移，使結(jié)構(gòu)受拉區(qū)開裂；混凝土初凝后又受擾動(dòng)，產(chǎn)生裂縫；構(gòu)件受力過(guò)早或超載引起裂縫；基礎(chǔ)不均勻沉降引起開裂；設(shè)計(jì)不合理或使用不當(dāng)引起開裂等。

2.5 混凝土強(qiáng)度偏低，或波動(dòng)較大

產(chǎn)生原因：原材料質(zhì)量波動(dòng)；配合比掌握不好，水灰比控制不嚴(yán)；攪拌時(shí)間過(guò)短，攪拌不均勻，投料順序不對(duì)；混凝土運(yùn)送時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或產(chǎn)生離析；混凝土振搗不密實(shí)；混凝土養(yǎng)護(hù)不好等。

2.6 鋼筋銹蝕

產(chǎn)生原因：混凝土液相時(shí)的酸性過(guò)大，鋼筋銹蝕急劇加快；鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)?。换炷撩軐?shí)度影響；水泥品種影響；

2.7 混凝土碳化、堿骨料反應(yīng)堆等質(zhì)量缺陷

混凝土碳化、堿骨料反應(yīng)堆等質(zhì)量通病發(fā)生的原因可歸納為以下幾個(gè)方面：

材料原因：選用的水、水泥、砂、石、外加劑、焊條等不當(dāng)，或質(zhì)量不符合要求等；

設(shè)計(jì)原因：涉及安全度不足，荷載選用不當(dāng)，結(jié)構(gòu)布局與構(gòu)造不合理，計(jì)算有誤等；

施工原因：配料不準(zhǔn)，攪拌不勻，運(yùn)送時(shí)間過(guò)久，澆筑不符合規(guī)范，振搗不實(shí)，模板變形，漏漿，過(guò)早拆模等；

環(huán)境因素：碳化、腐蝕介質(zhì)作用，自然風(fēng)化等；

使用原因：使用不當(dāng)，不維修保護(hù)，使用過(guò)程中各種因素使鋼筋混凝土發(fā)生劣化等。

3 質(zhì)量缺陷處理程序及方法

3.1 處理原則

混凝土是有外觀要求的永久暴露面，其表面缺陷對(duì)建筑物安全運(yùn)行影響不大，處理原則以注重外觀且盡量不損傷混凝土面為宜。

3.2 缺陷檢查

麻面、露筋和表面可見的蜂窩與孔洞可在拆模后直接目檢發(fā)現(xiàn)，裂縫同樣可目檢發(fā)現(xiàn)，裂縫在檢查發(fā)現(xiàn)后應(yīng)在不同時(shí)段增加觀測(cè)頻次，以確定裂縫的發(fā)展情況。在發(fā)現(xiàn)混凝土質(zhì)量缺陷時(shí)，及時(shí)上報(bào)監(jiān)理進(jìn)行初步評(píng)判，再由監(jiān)理組織四方會(huì)診，提出處理方案，由施工單位進(jìn)行處理，結(jié)果申報(bào)監(jiān)理，監(jiān)理組織四方聯(lián)合檢查驗(yàn)收、簽證，施工單位整理所有的記錄、紀(jì)要、簽證整理歸檔并上報(bào)業(yè)主備查。

3.3 缺陷處理方法

3.3.1 混凝土不合格料處理

3.3.1.1 已入倉(cāng)的不合格料必須挖除，包括混凝土配料單算錯(cuò)、用錯(cuò)或輸入配料指令錯(cuò)誤，無(wú)法補(bǔ)救，不能滿足質(zhì)量要求的混凝土拌和物；混凝土配料時(shí)，任意一種材料計(jì)算失控或漏配的不符合質(zhì)量要求的混凝土拌和物；混凝土原材料未經(jīng)質(zhì)量驗(yàn)收檢驗(yàn)或使用原材料類別與報(bào)經(jīng)批準(zhǔn)的施工配料單不符、嚴(yán)重影響質(zhì)量的混凝土拌和物；出機(jī)混凝土拌和物的溫度、坍落度或含氣量檢測(cè)連續(xù)3盤超過(guò)允許值的混凝土料；未經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)同意擅自加水、調(diào)改配料量造成質(zhì)量不符合要求的混凝土拌和物；拌和不均勻、夾混生料的混凝土拌和物。

3.3.1.2 下到高標(biāo)號(hào)部位的低標(biāo)號(hào)混凝土料、凝結(jié)時(shí)間超過(guò)規(guī)定的混凝土，必須挖除或爆破拆除。

3.3.2 麻面、蜂窩及氣泡密集區(qū)缺陷處理方法

若缺陷產(chǎn)生于過(guò)流面且深度≤10mm，打磨或鑿除缺陷，沖洗干凈后，先涂刷一道J-1界面粘結(jié)劑、環(huán)氧基液等材料進(jìn)行處理；缺陷深度>10mm，且有外觀要求的外露面，需采用預(yù)縮砂漿，先用砂輪機(jī)將蜂窩面、麻面周圍切割成四邊形或多邊形，鑿除深度需滿足修補(bǔ)厚度不小于25mm，沖洗干凈后，涂刷J-1界面粘結(jié)劑、環(huán)氧基液等材料進(jìn)行處理，非過(guò)流面缺陷深度<10mm，不作處理。缺陷深度≥10mm且<25mm，鑿至混凝土密實(shí)處，采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)。缺陷深度≥25mm，周邊用砂輪機(jī)切割成規(guī)則形狀，鑿至混凝土密實(shí)面，采用預(yù)縮砂漿修補(bǔ)。若該缺陷出現(xiàn)在高速水流區(qū)則在鑿除深度以里用預(yù)縮砂漿，以外用環(huán)氧砂漿；氣泡密集區(qū)采用麻布抹面工藝。

3.3.2.1 大面積修補(bǔ)

干修法：拆模后，立即采用一定比例的半干硬性水泥砂漿，把混凝土表面散布的較大氣泡眼填實(shí)、刮平后1h～3h內(nèi)，采用一定比例的黑、白水泥調(diào)制成中稠灰漿，進(jìn)行展延性補(bǔ)漿，范圍是細(xì)小的氣泡帶、氣泡群。兩道工序后，間隔一定時(shí)間(一般為2h～4h)，將補(bǔ)漿面打磨平整，最后采用一定比例的黑、白水泥混拌干灰，并用棉紗頭將混凝土面全面抹擦一遍，待自然靜置過(guò)夜(不少于6h)再進(jìn)行覆蓋灑水保養(yǎng)。該法適用于混凝土面無(wú)大的跑模漏漿、蜂窩麻面等外觀缺陷。

濕修法：先用水沖洗混凝土表面，接著用一定比例水泥稠漿，將混凝土面全面披刮一遍，待面干發(fā)白時(shí)，用棉紗頭擦除全部浮漿，再遵循干修法中的前兩道工序方法進(jìn)行兩遍補(bǔ)漿，待達(dá)到干凝狀態(tài)后，再對(duì)補(bǔ)漿面作第一次打磨并灑水養(yǎng)護(hù)。之后兩三天，重復(fù)以上工序。該法適用于混凝土面殘留氣泡眼較大較多，或明顯存在混凝土離析砂斑線、泌水跡、淺層蜂麻、色差等。

3.3.2.2 局部蜂麻面修飾

將蜂麻面周邊外延2cm～3cm范圍內(nèi)的表皮混凝土剔掉，剔深2cm～3cm(至少削掉水泥皮)，并挖除蜂麻部分的表面浮漿，澆水濕潤(rùn)后，采用濕修法補(bǔ)漿、打磨，最后對(duì)局部或連同大面范圍，采用適當(dāng)比例的黑、白水泥干灰干擦一遍。結(jié)構(gòu)混凝土表面經(jīng)過(guò)局部修飾和大面積修飾后，仍不能達(dá)到令人滿意的效果，可考慮采用噴涂修飾法清除色差。

3.3.3 孔洞、坑槽、露筋缺陷處理方法

該部分缺陷處理方法既適用于孔洞、坑槽、露筋質(zhì)量缺陷，也適用于因施工需要而預(yù)留的組合小鋼模拉筋錐套孔、懸臂大模板定位錐孔及其他因施工需要而預(yù)留的孔洞、坑槽。

對(duì)上述類型的缺陷修補(bǔ)，須首先清除缺陷直至密實(shí)的混凝土(若在此過(guò)程中露筋，繼續(xù)鑿至鋼筋以里50mm)，并保證表面不能有尖角，然后將表面清洗干凈并保持濕潤(rùn)而不能積水，最后再根據(jù)缺陷深度按照以下類別處理：深度≤100mm部位，分層填預(yù)縮砂漿；深度>100mm，澆小一級(jí)配混凝土(修補(bǔ)部位混凝土標(biāo)號(hào)低于C30時(shí)，用C30進(jìn)行修補(bǔ)；修補(bǔ)部位混凝土標(biāo)號(hào)高于或等于C30時(shí)，采用比母體混凝土高一標(biāo)號(hào)混凝土修補(bǔ))。修補(bǔ)混凝土必須與老混凝土結(jié)合良好并保證密實(shí)，對(duì)突出于結(jié)構(gòu)外表面的部分應(yīng)鑿掉和磨平。修補(bǔ)部位外觀顏色須盡量與母體混凝土顏色協(xié)調(diào)一致。

3.3.4 裂縫處理方法

表面缺損、表面裂縫(過(guò)流面與非過(guò)流面)采用統(tǒng)一的處理要求，表面裂縫深度<100mm，縫長(zhǎng)<200cm縫寬<0.2mm，將其周邊切割成“U”型槽狀并鑿至除去松動(dòng)混凝土，用水清干燥后，刷一道J-1界面粘結(jié)劑、環(huán)氧基液等材料，然后分層回填預(yù)縮砂漿、壓實(shí)抹光。深度<500mm，縫長(zhǎng)<400cm縫寬<0.4mm，應(yīng)作特殊處理。裂縫處理必須由施工單位報(bào)送施工方案，經(jīng)監(jiān)理審批后實(shí)施。一般處理措施為：采取鉆孔取芯或物探等方法探明裂縫的性狀，并進(jìn)行原因分析，采取化學(xué)灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理。

3.3.5 錯(cuò)臺(tái)、掛簾處理方法

采用鑿除及砂輪打磨的處理方法，使其與周邊混凝土平順銜接，對(duì)于高速水流區(qū)，順?biāo)飨蚱露取?∶30，垂直水流向坡度≤1∶10，其余部位全部按≤1∶10打磨。對(duì)于鋼襯與混凝土結(jié)合部位，除應(yīng)磨平滿足設(shè)計(jì)要求外，需再涂刷一層J-1界面粘結(jié)劑、環(huán)氧基液等材料。非過(guò)流面采用鑿除及砂輪打磨，使其與周邊混凝土平順銜接，滿足美觀要求即可。

3.3.6 外露鋼筋頭及管件頭處理

對(duì)于過(guò)流面外露鋼筋頭，管件頭，應(yīng)全部切除至混凝土表面以下1mm～2mm，將孔內(nèi)殘碴清除并清洗干凈后，采用預(yù)縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補(bǔ)。對(duì)于非過(guò)水面，用砂輪沿混凝土表面將鋼筋頭、管件頭切除并與周邊混凝土磨平，采用J-1界面粘結(jié)劑、環(huán)氧基液等材料進(jìn)行處理，然后涂刷2～3遍與混凝土顏色相近的防銹材料。

3.3.7 單個(gè)氣泡處理方法

對(duì)于過(guò)流面，氣泡外露直徑>5mm，鑿除孔周乳皮，清洗，吸干水分后用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)，外露直徑≤5mm不處理。對(duì)于非過(guò)流面，氣泡外露直徑<10mm不處理，≥10mm用高一標(biāo)號(hào)的水泥細(xì)砂漿填補(bǔ)。

4 質(zhì)量缺陷處理工藝

4.1 預(yù)縮砂漿施工工藝

修補(bǔ)部位的老混凝土必須鑿毛洗凈，修補(bǔ)前要求混凝土面濕潤(rùn)，但不能形成水膜或積水。配制好的預(yù)縮砂漿(未加緩凝劑)必須在2h(夏天)～4h(冬天)內(nèi)使用完畢，超過(guò)時(shí)間不準(zhǔn)使用。

預(yù)縮砂漿的填補(bǔ)施工按分層鋪料搗實(shí)、逐層填補(bǔ)的程序進(jìn)行。填充預(yù)縮砂漿前，先在接觸面涂一薄層稠狀水泥漿(厚約1mm，水灰比0.4)，然后再分層填入預(yù)縮砂漿。每層鋪料厚度20mm～30mm，而后用木錘拍打搗實(shí)至表面出現(xiàn)少許漿液，各修補(bǔ)層間用鋼絲刷毛，然后再進(jìn)行下一層的填筑。如此連續(xù)作業(yè)直至外表面為止。表面要求抹光，小一級(jí)配混凝土填補(bǔ)施工工藝可參照預(yù)縮砂漿執(zhí)行，但應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，分層厚度為30mm～40mm，修補(bǔ)面要與周邊混凝土平滑連接。

4.2 丙乳砂漿施工工藝

丙乳砂漿：鑿除缺陷部位松散混凝土，清除松動(dòng)顆粒，清洗并保持濕潤(rùn)狀態(tài)(但不應(yīng)有積水)。采用丙乳基液打底，按丙乳∶水泥=1∶2配置，均勻涂刷在修補(bǔ)部位，15min后可填筑丙乳砂漿。丙乳砂漿攤鋪完畢后要立即壓抹，注意向一個(gè)方向用力抹平，避免反復(fù)抹面，如遇氣泡要挑破壓緊，保證表面密實(shí)。如果修補(bǔ)為立面，確保上部砂漿與混凝土的結(jié)合，防止脫空。

4.3 環(huán)氧砂漿施工工藝

采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)時(shí)，其修補(bǔ)厚度不小于5mm。修補(bǔ)部位混凝土面必須清潔，用碘鎢燈烘干基面，以保證粘結(jié)質(zhì)量。

為了使混凝土面與環(huán)氧砂漿保持良好的粘接力，先涂刷一薄層環(huán)氧基液，用手觸摸有顯著的拉絲現(xiàn)象時(shí)(約30min)再填補(bǔ)環(huán)氧砂漿。如果修補(bǔ)面為立面，確保上部砂漿與老混凝土結(jié)合，防止脫空。當(dāng)修補(bǔ)厚度超過(guò)2cm時(shí)，分層涂抹環(huán)氧砂漿，每層厚度為1.0cm～1.5cm，一次涂抹的面積不大于(1.5×3)m2。

環(huán)氧砂漿的養(yǎng)護(hù)主要是溫度控制，夏天遮陽(yáng)防曬，冬天加溫保溫，養(yǎng)護(hù)溫度20±5℃為宜。養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不應(yīng)有水浸泡或其它沖擊。

4.4 環(huán)氧膠泥施工工藝

將混凝土表面松散表皮磨除，直至密實(shí)混凝土面，表面磨光磨平。用鋼絲刷、鋼鉆清除基面松動(dòng)顆粒，高壓水反復(fù)沖洗基面。沖洗干凈后，用碘鎢燈充分烘干基面，使修補(bǔ)基面清潔干燥。

用環(huán)氧膠泥把混凝土基面上的孔洞填補(bǔ)密實(shí)，固化后進(jìn)行膠泥涂刮，分兩次或多次進(jìn)行。經(jīng)膠泥涂刮和擠壓，將修補(bǔ)氣泡排出，以保證孔內(nèi)充填密實(shí)、膠泥與混凝土面粘接牢靠。修補(bǔ)面應(yīng)光潔平整，表面不能有刮痕。

環(huán)氧膠泥修補(bǔ)完后，進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度控制20±5℃，養(yǎng)護(hù)期5d～7d，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不得受水浸泡和外力沖擊。

4.5 麻布抹面施工工藝

水泥為中熱硅酸鹽525#水泥，細(xì)砂為經(jīng)自然風(fēng)干后過(guò)0.6mm篩的人工砂，水為施工用水。該工藝在模板拆出并經(jīng)監(jiān)理同意后，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，便于修補(bǔ)材料與混凝土的良好結(jié)合。

用高壓水清洗修補(bǔ)部位，并保溫24h。修補(bǔ)過(guò)程要控制周圍的氣溫不低于10℃，在夏季修補(bǔ)要遮陽(yáng)，必要時(shí)需噴霧降溫。將水泥、細(xì)砂按1∶2的比例拌勻，加水調(diào)制成稠乳狀，用麻布粘漿液在修補(bǔ)部位用力壓抹，直至所有縫隙被完全填充。在抹面后的表面，用同比例的干水泥細(xì)砂料均勻撒布后，再用干凈的麻布對(duì)整個(gè)表面進(jìn)行抹面，同時(shí)將修補(bǔ)區(qū)外多余的水泥細(xì)砂漿去掉。修補(bǔ)表面保持72h濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，觀音巖電站廠房混凝土施工采用上述措施進(jìn)行缺陷處理，取得了良好的施工效果，保證了工程的施工質(zhì)量，可為類似工程提供一定的參考。

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