化灌處理在巴貢水電站溢洪道混凝土裂隙中的應(yīng)用

李毅

摘 要：結(jié)合巴貢水電站溢洪道泄槽出現(xiàn)的混凝土問(wèn)題，證明了化灌和涂抹環(huán)氧樹(shù)脂處理裂縫及表面缺陷的有效性。

關(guān)鍵詞：巴貢；溢洪道；裂縫；化灌；環(huán)氧樹(shù)脂

1 概述

巴貢水電站位于馬來(lái)西亞的沙撈越州拉讓江支流上，離民都魯180Km。該水電站溢洪道有兩條泄洪槽，軸線(xiàn)總長(zhǎng)度約為 1100m，以13.5m×30m 為單元分倉(cāng)澆筑，泄槽底板砼厚度約為1m，自下而上為砂漿墊層、常規(guī)混凝土和過(guò)水面硅粉混凝土，設(shè)計(jì)泄流15000m3/s。

溢洪道底板施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，所澆筑混凝土均有不同程度的裂紋、裂縫，尤其是靠近溢洪道閘門(mén)下游300m 左右范圍混凝土裂縫較多，每一倉(cāng)均有3 至4條不同長(zhǎng)度的橫向及縱向裂縫，且多為貫穿裂縫，裂縫寬度為0.3mm～0.5mm 不等，另有一些呈樹(shù)枝狀的小型裂縫。為防止裂縫繼續(xù)延伸對(duì)溢洪道在高速水流沖刷條件下造成破壞，需對(duì)其進(jìn)行處理。處理原則以恢復(fù)混凝土底板整體性為目的，對(duì)寬度小于0.2mm的裂縫進(jìn)行表面涂抹環(huán)氧樹(shù)脂處理，對(duì)于大于或等于0.2mm的混凝土裂縫，需進(jìn)行化學(xué)灌漿處理。

2 裂縫及表面缺陷成因分析

溢洪道底板表層混凝土為混凝土泵澆筑的50cm厚的C45硅粉混凝土，泵送混凝土的水泥用量、水用量都增加，存在水泥活性增加、比表面積加大、水灰比加大、骨料粒徑減少、砂率提高及坍落度加大等因素，導(dǎo)致水化熱及收縮變形顯著增加，體積穩(wěn)定性下降。

水泥用量增加，混凝土抗壓強(qiáng)度顯著提高，而抗拉強(qiáng)度提高滯后于抗壓強(qiáng)度，拉壓比降低，彈性模量E增長(zhǎng)迅速。隨膠凝材料增多，體積穩(wěn)定性成比例下降（溫度收縮變形顯著增加）。早期塑性收縮是混凝土早期開(kāi)裂的原因，特別是高強(qiáng)、高性能混凝土，早期收縮量很大。該種原因造成的裂縫主要表現(xiàn)為間距小，寬窄不一，波動(dòng)較大，甚至產(chǎn)生貫穿縫。

受堅(jiān)硬基巖及老混凝土約束是混凝土產(chǎn)生深層裂縫和貫穿性裂縫的主要原因。一般情況下，裂縫與混凝土分塊尺寸（長(zhǎng)邊為30m，短邊為13.5m，厚為1.2m）有關(guān)，多數(shù)出現(xiàn)在混凝土澆筑塊的中間部位，并將已出現(xiàn)的早期裂縫繼續(xù)擴(kuò)大加深。

3 裂縫處理方法及施工工藝

3.1 裂縫處理方法

3.1.1對(duì)寬度小于0.2mm的裂縫，采用表面涂抹法。

先將縫口兩側(cè)50mm混凝土基面打磨平整并清理縫口，再用潔凈的壓縮空氣或壓力水沖洗干凈后及時(shí)涂刷JX環(huán)氧樹(shù)脂膠泥。

為使老混凝土表面充分被環(huán)氧樹(shù)脂漿液所濕潤(rùn)，保持良好的粘結(jié)力，在涂抹環(huán)氧膠泥前，應(yīng)先在混凝土基面涂抹一層環(huán)氧基液。

用毛刷把配制好的JX環(huán)氧基液均勻的涂刷于處理過(guò)的混凝土基礎(chǔ)面上，厚度為0.3mm左右。已涂刷基液的表面，應(yīng)注意保護(hù)，避免灰塵掉在上面。

JX環(huán)氧基液涂刷后須間隔一段時(shí)間，（間隔時(shí)間一般為30～60min）使基液中的氣泡消除后，手觸有拉絲現(xiàn)象時(shí)，再涂抹JX環(huán)氧膠泥。

JX環(huán)氧樹(shù)脂膠泥的力學(xué)性能指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度為85～100MPa，粘結(jié)強(qiáng)度為3.2 ～4.6MPa。

3.1.2對(duì)寬度大于或等于0.2mm的裂縫，采用騎縫粘貼法

采用灌漿嘴灌注JX環(huán)氧樹(shù)脂漿液恢復(fù)混凝土的整體性。

3.2 化學(xué)灌漿材料

化學(xué)灌漿材料選用JX系列漿材，該材料系改性環(huán)氧漿液，曾在多項(xiàng)混凝土裂縫處理施工中獲得應(yīng)用，效果顯著。其主要性能指標(biāo)如下（20℃）：漿液粘度為4.6～16.8 mPa·s，抗壓強(qiáng)度（90d）為：45.0～71.8 MPa，抗拉強(qiáng)度（90d）為6.7～10.1 MPa。

3.3 裂縫貼嘴灌漿施工工藝

采用貼嘴灌漿法時(shí)，貼嘴間距不宜大于0.5m（依據(jù)裂縫寬度控制在0.3m～0.5m）。裂縫交叉點(diǎn)、尖滅點(diǎn)應(yīng)布置貼嘴。貼嘴位置確定后，用手電鉆沿裂縫騎縫鉆孔，孔徑不宜小于25mm，孔深30mm，貼嘴和封縫前應(yīng)先將縫口兩側(cè)50mm混凝土基面打磨平整并清理縫口，再用潔凈的壓縮空氣或壓力水沖洗干凈后及時(shí)用JX環(huán)氧膠泥貼嘴和封縫。

貼嘴時(shí)應(yīng)用定位針穿過(guò)進(jìn)漿管，對(duì)準(zhǔn)縫口插入并將注漿嘴騎縫壓向混凝土面，拔出定位針時(shí)，以不粘附嘴膠（膠粘劑）為合格。不合格時(shí)，應(yīng)清理縫口，重新貼嘴，直至合格。貼嘴、封縫應(yīng)粘貼牢固，能滿(mǎn)足承受最大灌漿壓力要求。

灌漿前（貼嘴和封縫施工24h后）應(yīng)采用潔凈壓縮空氣對(duì)裂縫與貼嘴之間的暢通性和封縫的密封性以及管路安裝的牢固性、可靠性等進(jìn)行壓風(fēng)試氣檢查（風(fēng)壓為0.2MPa）并記錄。如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理，直至合格。單孔灌漿前應(yīng)用潔凈的壓縮空氣吹干（凈）縫內(nèi)碎屑、浮塵及積水。風(fēng)壓為0.2MPa。

混凝土豎向裂縫（包括斜縫）灌漿應(yīng)自下而上、自深到淺進(jìn)行；混凝土水平裂縫（包括接近水平狀的裂縫）灌漿應(yīng)自里向外、自一端向另一端逐嘴灌注，相鄰嘴出漿時(shí)可接管多點(diǎn)并聯(lián)式灌漿。

灌漿施工應(yīng)按嘴的編號(hào)順序，依次灌漿。灌漿壓力初擬采用0.2～0.4MPa。灌漿過(guò)程中應(yīng)逐級(jí)提升灌漿壓力，每級(jí)宜提升0.05MPa。

灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：吸漿量小于0.02L/5min，再繼續(xù)灌注30min壓力不下降時(shí)，即可結(jié)束灌漿。灌漿結(jié)束待孔內(nèi)灌漿材料固化后，應(yīng)按工程要求對(duì)貼嘴及封縫材料進(jìn)行拆除清理或把表面打平磨光。

3.4 灌漿效果檢查

灌漿結(jié)束28d后，在適當(dāng)部位進(jìn)行鉆孔壓水試驗(yàn)或取芯檢查，取芯孔孔徑100mm，孔深40cm左右，進(jìn)行灌前與灌后對(duì)比分析。

4 混凝土表面缺陷處理方法及施工工藝

4.1 基礎(chǔ)面處理

先對(duì)混凝土基礎(chǔ)面打毛，然后將松散的顆粒清除干凈，再用高壓風(fēng)將混凝土表面的浮沉吹去。當(dāng)存在蜂窩、麻面等缺陷時(shí)，按設(shè)計(jì)要求回填混凝土、砂漿或環(huán)氧混凝土，一般回填混凝土48h后，即可涂抹環(huán)氧樹(shù)脂砂漿。

4.2 涂抹基液

為使老混凝土表面保持良好的粘結(jié)力，在涂抹環(huán)氧砂漿前，應(yīng)先在混凝土基面涂抹一層環(huán)氧基液。

用毛刷把配制好的JX環(huán)氧基液均勻的涂刷于處理過(guò)的混凝土基礎(chǔ)面上，層厚為0.3mm左右，以不超過(guò)1mm為宜，對(duì)于凹凸不平的難于涂刷的地方，應(yīng)反復(fù)多刷幾次，不得漏刷及有流淌現(xiàn)象。已涂刷基液的表面，應(yīng)注意保護(hù)，避免灰塵掉在上面。

4.3 環(huán)氧樹(shù)脂砂漿涂抹

JX環(huán)氧基液涂刷后涂刷基液后須間隔一段時(shí)間，（間隔時(shí)間一般為30～60min）使基液中的氣泡消除后，手觸有拉絲現(xiàn)象時(shí)，再涂抹環(huán)氧砂漿。

將拌制好的JX環(huán)氧樹(shù)脂砂漿，用抹刀按要求厚度涂抹到已刷好基液的基礎(chǔ)面上，涂抹厚度一次不超過(guò)0.8cm，以利壓抹，邊涂抹邊壓實(shí)找平，并且不斷用抹刀拍打砂漿表面，直到砂漿表面返出光亮的膠液為止。在壓抹過(guò)程中需反復(fù)用力壓抹直至初凝，表面應(yīng)光潔平整。

JX環(huán)氧樹(shù)脂砂漿的力學(xué)性能指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度為80～110MPa，抗拉強(qiáng)度為12～16MPa。

4.4 環(huán)氧樹(shù)脂砂漿養(yǎng)護(hù)

環(huán)氧樹(shù)脂砂漿涂抹完工后，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不少于7天。環(huán)氧樹(shù)脂砂漿在養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)避免受任何碰撞、水浸泡、火烤等。

5 施工注意事項(xiàng)

環(huán)氧材料施工時(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)盡量保持在15～40℃，并應(yīng)避免日曬雨淋。

環(huán)氧材料應(yīng)隨配隨用，一次配制量不宜過(guò)多。拌好的環(huán)氧材料必須分散堆放，切忌成桶成堆放置，以免提前硬化。

化灌材料在儲(chǔ)運(yùn)和使用中，嚴(yán)禁煙火。施工現(xiàn)場(chǎng)、藥品倉(cāng)庫(kù)內(nèi)嚴(yán)禁吸煙，禁用明火，施工現(xiàn)場(chǎng)不得進(jìn)行電焊等有火花飛濺的作業(yè)。施工現(xiàn)場(chǎng)及藥品倉(cāng)庫(kù)應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的滅火裝置和必備的消防工具。

施工過(guò)程中產(chǎn)生的棄漿、廢漿及廢水不得隨意排放，應(yīng)集中儲(chǔ)存，待工程結(jié)束后，對(duì)棄漿、廢漿進(jìn)行膠凝處理，對(duì)廢棄的化學(xué)品包裝袋、罐（桶）、廢水按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。

6 結(jié)果評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)處理，到目前為止，溢洪道表面經(jīng)過(guò)高速水流沖刷后，表面基本再?zèng)]有大的脫落和起層，證明表面修補(bǔ)的環(huán)氧樹(shù)脂和老的混凝土結(jié)合緊密。并且原有的橫向貫穿裂縫也沒(méi)有繼續(xù)發(fā)展，證明化學(xué)漿液也能有效地填充細(xì)小裂隙，提高混凝土的密閉性和整體性。這種處理裂縫和表面缺陷的方法可以在以后的類(lèi)似工程中推廣使用。