錦屏二級(jí)水電站混凝土缺陷修補(bǔ)處理技術(shù)

蘇 海

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

錦屏二級(jí)水電站混凝土缺陷修補(bǔ)處理技術(shù)

蘇 海

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

錦屏二級(jí)電站廠區(qū)樞紐工程主副廠房下部結(jié)構(gòu)為大體積混凝土，要求混凝土密實(shí)、無架空、無露筋；上部結(jié)構(gòu)為板梁柱混凝土，要求表面平整、光滑、無缺陷；尾水隧洞為低壓過水隧洞，要求混凝土表面平整、光滑、無缺陷。本文具體敘述了大體積混凝土缺陷的處理技術(shù)，介紹了缺陷處理完成后的質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收，可為同類工程施工提供參考。

混凝土缺陷 處理技術(shù) 錦屏二級(jí)水電站

1 缺陷種類

錦屏二級(jí)水電站廠區(qū)樞紐工程混凝土缺陷，主要有混凝土表面缺陷、混凝土裂縫、混凝土內(nèi)部不密實(shí)或局部架空、混凝土低強(qiáng)及混凝土止排水缺陷等?；炷帘砻嫒毕葜饕獮楸砻娌黄秸?、氣泡、麻面、蜂窩、錯(cuò)臺(tái)、局部架空、露筋等。按錦屏二級(jí)水電站廠區(qū)樞紐工程主體建筑物的運(yùn)行條件和功能，將表面缺陷處理分為兩類，即A類過流面缺陷和B類非過流面缺陷。

2 混凝土缺陷處理方法

2.1 修補(bǔ)工作程序

混凝土缺陷修補(bǔ)工作程序一般為：缺陷檢測(cè)→修補(bǔ)方法確定→修補(bǔ)施工及質(zhì)量控制→檢測(cè)與驗(yàn)收。

2.2 混凝土表面缺陷處理

2.2.1 表面不平整、錯(cuò)臺(tái)

2.2.1.1 對(duì)于A類表面不平整、錯(cuò)臺(tái)宜進(jìn)行打磨處理，采用鑿除及砂輪打磨，使其與周邊混凝土平順銜接，表面涂刷環(huán)氧膠泥。對(duì)于B類，滿足美觀要求即可。

2.2.1.2 對(duì)錯(cuò)臺(tái)的處理在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后進(jìn)行。

2.2.2 蜂窩、麻面

2.2.2.1 蜂窩缺陷處理。蜂窩及局部架空現(xiàn)象，主要由混凝土施工過程中的欠振、漏振、過振或混凝土拌和物不符合質(zhì)量要求造成。處理方法：少量、輕微的蜂窩現(xiàn)象可采用電動(dòng)砂輪機(jī)磨除，磨除后用干硬性預(yù)縮砂漿填補(bǔ)；對(duì)數(shù)量集中、較大面積的蜂窩甚至架空現(xiàn)象，應(yīng)人工鑿除并超鑿2cm(以不超過鋼筋為宜)，四周鑿成1∶1.5的坡面，底部寬度不小于2.5cm，然后采用干硬性預(yù)縮砂漿填補(bǔ)。

2.2.2.2 麻面缺陷處理。采用干硬性預(yù)縮砂漿涂抹覆蓋即可。

2.2.3 局部架空、露筋

采用電鉆(或砂輪)對(duì)局部架空、露筋部位鑿深2.5cm(該部位鋼筋保護(hù)層厚度)，割除露出的鋼筋頭等；將孔內(nèi)殘碴清除并清洗干凈后，填預(yù)縮砂漿夯實(shí)抹平。用水泥類材料填補(bǔ)時(shí)，最小坑深應(yīng)不少于2cm；以聚合物材料填補(bǔ)時(shí)，最小坑深應(yīng)不小于1cm。

無外觀要求時(shí)，用砂輪沿混凝土表面將鋼筋頭等切除并與周邊混凝土磨平，采用防銹材料(顏色與混凝土的顏色應(yīng)協(xié)調(diào))表面涂刷2～3遍。

嚴(yán)禁采用氣割沿混凝土永久外露面割除鋼筋頭及管件頭或采用錘擊將砂輪機(jī)未切斷的鋼筋頭及管件頭敲掉，保證混凝土周邊不受損傷。

2.2.4 單個(gè)氣泡

對(duì)于A類缺陷。氣泡的外露直徑≥0.5cm，用專用工具鑿開并清除孔周的乳皮，經(jīng)清洗和吸干水分后，采用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)。氣泡的外露直徑<0.5cm，直接采用環(huán)氧膠泥壓實(shí)、抹平。

對(duì)于B類缺陷。用比母體混凝土標(biāo)號(hào)高一級(jí)的水泥砂漿填補(bǔ)，填補(bǔ)前清除孔周的乳皮。

2.3 混凝土裂縫處理

2.3.1 混凝土4類裂縫

Ⅰ類裂縫(淺層裂縫)：表面縫寬δ≤0.25mm；

Ⅱ類裂縫：表面縫寬0.25mm<δ≤0.35mm，且不滲水、不滲漿或潮濕；

Ⅲ類裂縫：表面縫寬δ>0.35mm，且不滲水、不滲漿或潮濕；

Ⅳ類裂縫：表面有明顯滲水、滲漿，縫寬δ>0.25mm。

2.3.2 各類裂隙處理

Ⅰ類裂縫原則上不作專門處理，其余類裂隙可作相應(yīng)處理。

2.3.2.1 Ⅱ類裂縫表面直接封閉處理

首先使用高壓水槍清理裂縫表面，并使用專用工具去除表面的鈣質(zhì)析出物、水泥浮漿以及其它污物，并清洗干凈；其次用低粘度環(huán)氧基液對(duì)裂縫表面進(jìn)行滲灌封閉，要求涂刷均勻，待表面干燥后，再涂刷2道環(huán)氧增厚涂料，涂刷寬度為15cm～20cm，涂刷厚度為1mm。

2.3.2.2 Ⅲ類、Ⅳ裂縫處理

均采用化學(xué)灌漿方法處理，下面以Ⅲ類裂隙為例，其施工程序?yàn)椋呵逑纯p面→鉆孔埋管→封縫→灌漿封孔→表面修復(fù)。

(1)清洗縫面。對(duì)縫表面進(jìn)行打磨，打磨寬度15cm～20cm，去除縫面的鈣質(zhì)、析出物及其他雜物，并沖洗干凈；

(2)鉆孔埋管?？p深小于30cm，采用磁力鉆騎縫布設(shè)灌漿孔，間距30cm～50cm，并埋設(shè)灌漿嘴?？p深大于30cm時(shí)，沿縫兩側(cè)5cm～10cm處，采用磁力鉆斜向穿縫鉆設(shè)灌漿孔，間距30cm～50cm，間隔布置。然后埋設(shè)灌漿嘴，管徑φ20mm～φ25mm，用快硬水泥封孔；

(3)封縫。表面涂刷環(huán)氧底膠，再涂刷2道增厚環(huán)氧涂料，涂刷寬度為15cm～20cm，厚度1mm；

(4)灌漿。待封縫材料有一定強(qiáng)度后進(jìn)行化學(xué)灌漿，灌漿壓力0.4MPa～0.6MPa，從最低端向高端進(jìn)行，待鄰孔出漿后，關(guān)閉并結(jié)扎出漿管，繼續(xù)壓漿。也可在鄰孔出漿后，關(guān)閉原灌漿管，移至其他鄰孔繼續(xù)灌漿，一直到整條裂縫都灌滿漿液并穩(wěn)壓5min～10min為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)灌漿采用單液?jiǎn)慰滋顗菏焦嘧ⅲ瑢?duì)吸漿量大或要求速凝的甲凝、丙凝灌漿可采用雙液法；

(5)表面修復(fù)處理。待漿液固化后，鑿除灌漿管，用鋼絲刷清理縫面兩側(cè)，再在縫面涂刷2道增厚環(huán)氧涂料，涂刷寬度15cm～20cm，厚度1mm。

2.4 混凝土架空處理

對(duì)大體積混凝土內(nèi)部架空，一般采用水泥灌漿；對(duì)發(fā)生在止排水附近、金屬預(yù)埋件附近處，宜采用化學(xué)灌漿；對(duì)高速水流表面附近鑿除后，應(yīng)采用預(yù)縮砂漿或環(huán)氧砂漿等修補(bǔ)。灌漿修補(bǔ)一般程序：架空確認(rèn)→分組鉆孔、灌漿→封孔。

下面詳細(xì)介紹大體積混凝土內(nèi)部架空時(shí)的水泥灌漿處理方法。

2.4.1 應(yīng)少打孔多灌漿，盡量利用檢查孔和排氣孔作為灌漿孔，以減少打孔給混凝土造成的破壞，做到一孔多用。

2.4.2 布孔由稀到密，發(fā)現(xiàn)不密實(shí)時(shí)，應(yīng)先在缺陷附近鉆孔，有目的的打孔，切忌均勻布孔。當(dāng)I序孔灌漿時(shí)，在允許的條件下盡量采用較高的壓力。

2.4.3 鉆孔以風(fēng)鉆為主，鉆孔間排距I序孔宜為3m～6m，Ⅱ序孔宜為2m～4m，Ⅲ序孔不大于1.5m，視串漏的大小而增減。

2.4.4 按鉆孔漏水率進(jìn)行鉆孔分組，并聯(lián)灌漿，并聯(lián)孔數(shù)應(yīng)與供漿能力相適應(yīng)。

2.4.5 混凝土內(nèi)鉆孔，宜不分段注漿。如鉆孔深入基巖，則要求在混凝土與基巖接觸面以上0.5m處用阻塞器阻塞，然后分段灌漿。

2.4.6 封閉灌漿及洗縫平壓。當(dāng)混凝土架空與結(jié)構(gòu)縫、灌漿縫串通，或灌漿機(jī)滿足不了在設(shè)計(jì)壓力下連續(xù)供漿時(shí)，采取劃區(qū)封閉、分隔灌漿。封閉灌漿孔除了進(jìn)行串漏試驗(yàn)外，還應(yīng)滿足規(guī)范的相關(guān)要求。在結(jié)構(gòu)縫附近灌漿時(shí)，縫內(nèi)應(yīng)通水平壓。封閉壓力在封閉灌漿時(shí)采用0.1MPa，補(bǔ)強(qiáng)灌漿時(shí)應(yīng)稍低于灌漿壓力，洗縫在灌漿后延續(xù)5h結(jié)束。

2.4.7 排水措施。在每組灌漿孔中應(yīng)選定1～2個(gè)串漏性好，位置適中的孔作為排水孔，或鉆專門的排水孔。

2.4.8 灌漿濃度及變漿標(biāo)準(zhǔn)。按混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)選用新鮮42.5#、52.5#漿液及硅酸鹽水泥拌制，濃度分為三級(jí)，水灰比為1∶1、0.8∶1和0.6∶1，結(jié)束水灰比為0.5∶1。

灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)遵照規(guī)范的規(guī)定。

2.4.9 屏漿。當(dāng)孔組吸漿量小于300L時(shí)，按設(shè)計(jì)最大壓力屏漿30min；當(dāng)孔組吸漿量大于300L時(shí)，按設(shè)計(jì)最大壓力屏漿60min。

2.4.10 封孔。采用干硬性砂漿分層回填搗實(shí)，過流面應(yīng)符合相應(yīng)部位的平整度要求。

2.4.11 當(dāng)上部混凝土壓重不能滿足灌漿壓力的部位，應(yīng)通過計(jì)算，用錨筋加固并裝置千分表進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視。

2.4.12 灌漿管路和行漿通道有阻塞征兆時(shí)，即時(shí)檢查管路或漿液濃度可回稀一級(jí)，若仍無效而灌漿間斷超過30min，則該組孔即告作廢。

2.4.13 漿液外漏時(shí)，除進(jìn)行堵漏外，還可越級(jí)變濃、降壓、間歇灌注，間歇時(shí)間10min～20min。

2.4.14 質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)。末序孔在設(shè)計(jì)灌漿壓力下平均單孔吸漿量≤6L/min；檢查孔在0.2MPa壓力下，壓水30min，單孔總漏水量≤6L。當(dāng)質(zhì)量不滿足要求時(shí)應(yīng)重新灌注。

2.5 混凝土低強(qiáng)缺陷處理

混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度、不能滿足建筑物正常運(yùn)行的混凝土，為低強(qiáng)混凝土。低強(qiáng)混凝土的檢查方法主要有現(xiàn)場(chǎng)取樣、鉆孔取樣、無損檢測(cè)等。混凝土低強(qiáng)處理措施有局部挖除修補(bǔ)和整塊挖除重澆。

2.5.1 局部挖除修補(bǔ)。將低強(qiáng)部位挖除后，清除殘?jiān)头蹓m，刷黏結(jié)劑(可以采用水灰比0.4∶1～0.45∶1的濃水泥漿)，分層填補(bǔ)高強(qiáng)水泥類材料、水泥改性材料或高分子聚合物材料。為保證結(jié)合牢固，重要部位還應(yīng)打插筋，增設(shè)架立鋼筋網(wǎng)(用于修補(bǔ)厚度在10cm以上者)。水泥類材料的最小修補(bǔ)厚度為2cm，聚合物為1cm，修補(bǔ)坑四周邊緣應(yīng)鑿成不緩于1∶1的坡度，當(dāng)修補(bǔ)厚度較大時(shí)應(yīng)分層填補(bǔ)。

2.5.2 單塊混凝土低強(qiáng)面積大于10m2、強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度5MPa以上時(shí)，應(yīng)將整塊挖除重澆。為保證新澆筑層與基材結(jié)合牢固，挖除深度不得小于10cm～20cm，并在老混凝土面打錨筋，新混凝土面架設(shè)鋼筋網(wǎng)。

2.6 混凝土止排水缺陷處理

止排水缺陷主要指建筑物結(jié)構(gòu)縫的接縫止水失效及建筑物排水孔失效。

2.6.1 混凝土止水缺陷處理，可采用嵌填法、粘貼法、錨固法、灌漿法及補(bǔ)灌瀝青等。非過流面結(jié)構(gòu)縫接縫止水失效時(shí)，采用灌漿法修補(bǔ)。如失效嚴(yán)重，應(yīng)補(bǔ)做接縫止水，止水的補(bǔ)做宜采用嵌填法、粘貼法、錨固法進(jìn)行施工。過流面結(jié)構(gòu)縫接縫止水失效時(shí)，宜進(jìn)行止水補(bǔ)做。

2.6.2 混凝土排水缺陷修補(bǔ)?；炷僚潘到y(tǒng)堵塞時(shí)應(yīng)重新補(bǔ)鉆排水孔，其孔徑與原排水孔相同。補(bǔ)鉆排水孔伸入圍巖的深度不應(yīng)小于50cm，排水孔中應(yīng)填充反濾料，排水孔與過流面的夾角不應(yīng)小于45°。在排水孔鉆孔過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制施工工藝，不應(yīng)對(duì)鉆孔周圍的混凝土造成損害。

3 質(zhì)量檢查及驗(yàn)收

混凝土缺陷處理完成后，進(jìn)行質(zhì)量檢查及驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，方可投入使用。

3.1 在缺陷處理施工過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)要進(jìn)行嚴(yán)格的自檢工作，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)上報(bào)，并按相關(guān)要求及指示及時(shí)處理。

3.2 對(duì)于范圍較小且混凝土構(gòu)件正常運(yùn)行及使用不造成影響的混凝土缺陷，由監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)對(duì)修補(bǔ)工程進(jìn)行驗(yàn)收。對(duì)于范圍較大，對(duì)混凝土正常運(yùn)行及使用構(gòu)成重大影響的混凝土缺陷，由業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、承包商四方聯(lián)合進(jìn)行缺陷修補(bǔ)工程的驗(yàn)收。

3.3 混凝土表面缺陷處理質(zhì)量檢查，一般采取目測(cè)、錘擊等方法。修補(bǔ)后的混凝土表面平整度應(yīng)達(dá)到技術(shù)要求及原設(shè)計(jì)文件規(guī)定的平整度標(biāo)準(zhǔn)，與老混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)連接緊密，錘擊聲音清脆，無氣泡、孔洞。

3.4 采用填充法、粘貼法進(jìn)行修補(bǔ)的部位，應(yīng)用取芯機(jī)進(jìn)行隨機(jī)鉆孔取樣、壓水及芯樣力學(xué)性能檢測(cè)。混凝土機(jī)口和倉面取樣的混凝土強(qiáng)度均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求修補(bǔ)后，按監(jiān)理工程師指示進(jìn)行檢測(cè)。

3.5 所有修補(bǔ)工程，都應(yīng)檢測(cè)修補(bǔ)材料與原材料間的粘結(jié)強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。修補(bǔ)后的裂縫表面應(yīng)干燥、無滲出物，內(nèi)部漿液結(jié)石充填、膠結(jié)、擴(kuò)散良好，縫面粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。芯樣劈拉試驗(yàn)，平均抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于1.5MPa；壓水試驗(yàn)，在0.5MPa壓力或設(shè)計(jì)文件規(guī)定的壓力下，平均透水率應(yīng)小于0.1Lu。

對(duì)于有觀瞻性要求的表面，還需檢查修補(bǔ)后的外觀是否與原混凝土面外觀一致。

3.6 采用鉆孔注漿法或取芯檢查法進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查時(shí)，應(yīng)向孔內(nèi)注入水灰比為2∶1的漿液，在設(shè)計(jì)文件規(guī)定或監(jiān)理工程師指定的壓力下，初始10min內(nèi)注入量不超過10L。

3.7 所有檢查孔檢查完畢后，應(yīng)采用與鉆孔周圍原材料一致的材料將孔封填密實(shí)，并將孔口壓抹平整。

4 結(jié)語

錦屏二級(jí)水電站廠區(qū)樞紐工程地質(zhì)條件復(fù)雜，大體積混凝土澆筑方量較大，在容易出現(xiàn)混凝土缺陷的不利情況下，巧妙地利用化學(xué)灌漿和水泥灌漿相結(jié)合的方法，解決了大體積混凝土表面裂縫及內(nèi)部架空的問題，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)同類工程施工提供了很好的參考。

TV544.91∶TV543.6

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2095-1809(2016)06-0012-04

蘇 海(1985.3-)，男，遼寧鞍山人，工程師，葛洲壩集團(tuán)兩河口泄水標(biāo)副總工，主要從事水利水電工程施工。

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