混凝土面板堆石壩面板及趾板混凝土裂縫處理

張科

摘 要：本文通過(guò)對(duì)混凝土面板堆石壩面板及趾板出現(xiàn)的裂縫采用表面封閉處理與化學(xué)灌漿相結(jié)合的處理方法進(jìn)行闡述，經(jīng)實(shí)踐證明，該處理方法安全有效、施工方便、工期短等特點(diǎn)。同時(shí)裂縫處理完后的面板混凝土在壩體滲漏的情況得到明顯的提高。

關(guān)鍵詞：裂縫處理 面板及趾板 化學(xué)灌漿

一、工程概況

新疆伊犁科克塔斯水庫(kù)是一座供水、灌溉、兼顧防洪和發(fā)電等綜合利用的水利樞紐工程，主要由擋水建筑物、泄洪建筑物和引水發(fā)電建筑物組成。永久性主要建筑物大壩按2級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，泄洪洞、溢洪道、引水發(fā)電洞及灌溉洞建筑物級(jí)別按3級(jí)設(shè)計(jì)，發(fā)電廠房建筑物級(jí)別按4級(jí)設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物級(jí)別按4級(jí)設(shè)計(jì)。其中大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂長(zhǎng)度295.00m，壩頂寬度10.00m，最大壩高88.00m，上游坡1：1.4，下游坡1：1.5、1：1.4，壩頂設(shè)有高度為3.7m的“L”墻與面板相接， 面板為不等厚結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)厚度為30～59.5cm（0.3+0.0035H），面板鋼筋為單層雙向配筋，混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C30W10F300。面板設(shè)計(jì)分塊共計(jì)39塊，其中分縫6m寬28塊，12m寬9塊，壩左右各一三角塊，最大分縫長(zhǎng)度145.3m。大壩趾板設(shè)計(jì)分塊27塊，二期2m后澆帶17塊。

二、裂縫形成原因分析

趾板混凝土施工在2014年4月26日至2014年9月18日，面板混凝土施工在2015年5月10日至2015年7月7日。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驓庀筇攸c(diǎn)，屬大陸性溫帶氣候，光照豐富，冬夏冷熱懸殊，春溫回升快而不穩(wěn)定，秋溫下降迅速，溫差大，夏季多陣性天氣和暴雨，一般來(lái)說(shuō)，全年氣溫以1月最低，7月最高。趾板及面板在施工期受高溫天氣、暴雨、溫差大、濕度變化大等因素影響，以及在混凝土澆筑過(guò)程中，環(huán)節(jié)多、時(shí)間長(zhǎng)，造成混凝土初凝，嚴(yán)重影響混凝土面層結(jié)合強(qiáng)度等，在混凝土表面產(chǎn)生不同程度的裂縫。

三、處理依據(jù)及原則

根據(jù)《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范》（DL/T5128/2009），對(duì)趾板及面板混凝土表面用裂縫檢查儀進(jìn)行檢查，查出面板裂縫共86條，其中貫通裂縫33條，縫寬大于等于0.2mm裂縫64條。趾板裂縫共6條，其中貫通裂縫2條，縫寬大于等于0.2mm裂縫3條。對(duì)已經(jīng)檢查出的裂縫分別進(jìn)行標(biāo)記劃分。

四、裂縫處理措施

1.混凝土表面裂縫寬度≤0.2mm，表面涂10cm寬（縫兩側(cè)各5cm寬），1mm～2mm厚HK966彈性體防水涂料加數(shù)控纖維處理。

1.1HK966彈性體防水涂料的性能。HK966彈性體防水涂料具有活性高、固化快等優(yōu)點(diǎn)，可適用于任意曲面、斜面及垂直面的涂刷，也可以噴涂成型且無(wú)流掛。對(duì)溫濕度無(wú)特定的要求，因此施工過(guò)程中可以不用過(guò)多的考慮環(huán)境溫度和濕度。耐候性、耐老化性能好，高低溫穩(wěn)定性強(qiáng)。涂層連續(xù)、致密、無(wú)接縫、無(wú)針孔，一次施工即可達(dá)到設(shè)計(jì)厚度要求。

1.2HK966彈性體防水涂料施工方法。

1.2.1清理裂縫兩側(cè)的混凝土表面。首先，除去裂縫兩側(cè)各15cm范圍內(nèi)的混凝土表面存在的松動(dòng)漿皮及凸出部分，然后再進(jìn)一步清除混凝土表面的油漬、浮土、灰漿皮及雜物，同時(shí)將混凝土表面打磨平整，并且用高壓水對(duì)其表面清洗，保持表面干燥。為了避免混凝土表面再次受到污染，一旦表面晾干應(yīng)立刻進(jìn)行下一道工序。

1.2.2涂抹HK966彈性體防水涂料。在混凝土裂縫表面涂10cm寬（縫兩側(cè)各5cm寬），1mm～2mm厚HK966彈性體防水涂料，涂層厚度要均勻，每條縫一次性連續(xù)涂抹完成。

1.2.3粘貼數(shù)控纖維布。

1.2.4再次涂抹HK966彈性體防水涂料.

2.混凝土表面裂縫寬度>0.2mm ，采用LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿，大于0.2mm不貫通裂縫，表層涂10cm寬（縫兩側(cè)各5cm寬）HK966彈性體防水涂料加數(shù)控纖維布；大于0.2mm的貫通裂縫，進(jìn)行鑿槽、彈性環(huán)氧砂漿嵌槽，表層再用HK966彈性體防水涂料加數(shù)控纖維布封閉。

2.1化學(xué)灌漿材料的性能.HW和LW是面板趾板裂縫灌漿時(shí)廣泛采用的化學(xué)灌漿材料，這兩種材料屬于水溶性聚氨酯材料，由華東院研制，其遇水便可以迅速產(chǎn)生聚合反應(yīng)，且聚合后的固接體不僅延伸性、彈性良好而且還具有較強(qiáng)的抗?jié)B性。除此之外，HW和LW還各自具有其單獨(dú)的特性，例如，LW固結(jié)體為彈性體，在遇水時(shí)可膨脹，可以實(shí)現(xiàn)彈性止水和以水止水的雙重功能，比較適合處理變形縫的防水，而HW固結(jié)體力學(xué)性能較突出，在混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固處理方面比較適用。

2.2施工工藝.

2.2.1裂縫兩側(cè)混凝土表面清理，寬度為裂縫兩邊各2～3cm，總寬度4～6cm。

2.2.2鉆孔、埋設(shè)灌漿嘴.沿裂縫一側(cè)10cm位置，用沖擊鉆間隔30cm打斜孔，傾角45°～60°，孔徑16mm，孔深25cm，使其穿過(guò)縫面；然后進(jìn)行清孔，用高壓水沖洗孔內(nèi)的混凝土顆粒等雜物；埋設(shè)專用灌漿嘴，灌漿嘴直徑10mm，用棉紗將灌漿嘴包緊，并浸透HW漿液，帶漿液滴凈后插入孔內(nèi)6cm， 外露長(zhǎng)度10～15cm，用螺絲刀、手錘將棉紗塞緊。

2.2.3壓水試驗(yàn).檢查孔與縫是否相通，如不相通，要檢查原因，再回到孔與縫相通。

2.2.4灌漿.灌漿使用的灌漿泵主要是由華東院研制的手壓灌漿泵，其灌漿壓力0.3Mpa，分布在水平方向的孔一般依次從一側(cè)向另一側(cè)灌漿，而分布在豎直方向的孔則采用自下而上的灌漿方式。如果發(fā)現(xiàn)相鄰的孔漏出純漿液，應(yīng)用鐵絲扎緊灌漿管，繼續(xù)灌漿，待所有鄰孔都有漿液溢出，繼續(xù)維持灌漿壓力在0.3Mpa約3min停止灌漿。配漿漿液 LW：HW=3：7（可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整）

2.2.5待漿液固化72小時(shí)后，割掉灌漿嘴，進(jìn)行下一步表面處理。

2.2.6對(duì)于大于0.2mm的貫通縫，進(jìn)行鑿槽、嵌彈性環(huán)氧砂漿.（1）沿裂縫走向鑿出10cm×3cm（寬×深）的“V”型槽，力求裂縫位于槽底部，用膩?zhàn)拥?、鋼絲刷除去松動(dòng)的混凝土表層及污跡，然后用濕棉紗把清理過(guò)的混凝土表面擦拭干凈。（2）待槽面經(jīng)過(guò)表面處理后，嵌填彈性環(huán)氧砂漿，振搗密實(shí)，砂漿表面抹平（見(jiàn)圖1）。

2.2.7清理混凝土表面，兩側(cè)各20cm。

2.2.8表面封堵。表面封堵用HK966彈性體防水涂料封閉，施工方法同4.1.2。施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)：1.施工過(guò)程中遇到雨天應(yīng)暫停施工，以確保粘貼面干燥；2. 施工結(jié)束后，采取相應(yīng)的措施以保護(hù)處理后的裂縫，如12小時(shí)內(nèi)禁止過(guò)水，并嚴(yán)禁任意撕扯，造成人為破壞；3.為保證HK966彈性體防水涂料涂抹厚度，經(jīng)計(jì)算1kg HK966涂料可涂1m2，在施工前做實(shí)驗(yàn)確定1mm厚人工涂抹次數(shù)。一般要求室外溫度不低于15℃或施工表面溫度不低于5℃。

五、結(jié)語(yǔ)

混凝土面板堆石壩在施工過(guò)程中，由于氣溫、施工、養(yǎng)護(hù)等因素導(dǎo)致趾板及面板混凝土裂縫是工程中不可避免現(xiàn)象，本文通過(guò)對(duì)出現(xiàn)的裂縫采用安全有效、施工方便、工期短等特點(diǎn)的表面封閉處理與化學(xué)灌漿相結(jié)合的處理方法進(jìn)行闡述，且裂縫處理完后的面板混凝土在壩體滲漏的情況得到明顯的提高。