試論滑模工藝的大型壓力豎井混凝土缺陷成因及處理

邱 云

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

試論滑模工藝的大型壓力豎井混凝土缺陷成因及處理

邱 云

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

溪洛渡水電站壓力豎井作為一級建筑物，結(jié)構(gòu)安全極其重要，必須對混凝土出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷引起足夠重視?；Ｊ┕ぜ夹g(shù)規(guī)范要求編制詳細可行的施工方案，各項措施都應(yīng)經(jīng)過認可，滑模施工方案應(yīng)經(jīng)有實踐經(jīng)驗的專家認可。而且應(yīng)有一定比例的現(xiàn)場施工管理人員和操作人員具有滑模施工和操作的實際經(jīng)驗,以保證在滑模施工中各工序之間緊密配合,盡量減少質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)，并隨時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

壓力豎井；缺陷處理；補強加固；化學(xué)灌漿；滑模工藝

1 工程概況

溪洛渡水電站裝機容量在國內(nèi)僅次于三峽工程，是世界第三大水電站，左右岸各布置9條壓力管道。壓力管道沿縱剖面可分為漸變段、上平段(壓坡段)、上彎段、豎井、下彎段、下平段、錐管段及連接段等。上下平段采用豎井連接方式。壓力豎井內(nèi)徑10 m，高度在95.219 m～104 m，襯砌厚度0.9 m，采用鋼筋混凝土襯砌，全段均設(shè)置固結(jié)灌漿。

以左岸壓力管道為例，1號壓力豎井縱剖面布置見圖1。

考慮到施工進度和施工便利性，壓力豎井采用滑模施工。

2 壓力豎井滑模施工情況

2.1 滑模施工特點

滑模施工可以大幅度減少腳手架和模板的拆卸安裝工作，施工方便，又能提高材料利用率，降低生產(chǎn)成本。但是對混凝土的性能要求也比較高，如果施工時掌握不好，提升時易將混凝土拉裂，使混凝土結(jié)構(gòu)承載力和混凝土耐久性降低，給工程埋下隱患。

2.2 壓力豎井混凝土質(zhì)量

壓力豎井采用滑模襯砌完成后，在檢查時發(fā)現(xiàn)：混凝土表面主要存在表面不平整、氣泡、麻面、蜂窩、錯臺、局部塌落等缺陷。井壁表面有長短不一的裂縫，以9號壓力豎井情況為例，裂縫呈水平狀，有10余條，最長的約31 m，接近豎井周長；最短的約5 m，均有微量滲水和白鈣質(zhì)流出，其它豎井情況類似，且前期施工豎井的質(zhì)量相對要差些，與施工經(jīng)驗和操作方式有關(guān)。

圖1 左岸1號壓力管道縱剖面圖

3 缺陷出現(xiàn)的原因分析及處理

3.1 混凝土表面蜂窩、麻面

主要原因在于骨料粒徑過大；混凝土坍落度選擇不當；混凝土振搗不實及模板漏漿；空滑后沒有及時清理井壁松散的混凝土塊。

麻面、氣泡采用環(huán)氧膠泥刮補，蜂窩和面積較大的麻面，鑿成規(guī)則形狀，回填預(yù)縮砂漿或環(huán)氧砂漿。

3.2 混凝土表面魚鱗狀外凸、錯臺

原因是模板一次滑升過高；混凝土澆筑層厚度過大；振搗側(cè)壓力過大，模板剛度不夠；模板安裝質(zhì)量差，在側(cè)壓力作用下模板錐度增大。

混凝土表面外凸超過相關(guān)規(guī)范及技術(shù)要求規(guī)定的范圍必須進行處理，要求用比原混凝土強度等級高一級的水泥砂漿按1∶2坡比進行平整度抹面。

3.3 混凝土表面局部坍落

分析原因是混凝土尚未達到出模強度即進行滑升；滑升速度太快與混凝土的強度增長速度不符；不按規(guī)定分層澆筑或澆筑層高差過大，造成混凝土在模板內(nèi)停留時間過長，當模板提升時，先澆的混凝土已達到或超過出模強度，后澆的混凝土卻未達到出模強度或處于塑性狀態(tài)，不能保持自身形狀而坍落。

對坍落較輕的情況，可采用提高一級標號混凝土或水泥砂漿進行局部修復(fù)；對坍落范圍較大的情況，要在保持混凝土不粘模的情況下放慢滑升速度；對大面積的嚴重坍落，則應(yīng)及時采取脫模?；胧?，待混凝土達到脫模強度后再對坍落部位的混凝土進行修復(fù)。

4 豎井裂縫處理方案

4.1 裂縫產(chǎn)生的原因

由于滑升速度慢以致混凝土粘模；模板內(nèi)表面不潔，摩阻力大；滑模平臺傾斜或者糾偏過急加大了模板對混凝土的側(cè)壓力；模板剛度不足，平臺在施工荷載作用下模板結(jié)構(gòu)變形大；不按規(guī)定分層澆筑，澆筑層高差過大造成混凝土在模板內(nèi)停留時間過長。

4.2 裂縫處理原則

根據(jù)壓力管道運行條件和豎井結(jié)構(gòu)要求，由于壓力豎井為圓形斷面，承受內(nèi)壓能力強，且配筋計算時已經(jīng)考慮外壓工況，裂縫的產(chǎn)生對豎井的承載力不會造成影響。裂縫修補主要是抵御誘發(fā)鋼筋銹蝕的介質(zhì)侵入，延長豎井實際使用年數(shù)，恢復(fù)豎井的使用功能，提高其防水、防滲能力，基于這一認識豎井混凝土裂縫處理方式見表1。表中裂縫寬度按每條裂縫的最大寬度取值。

表1 壓力豎井裂縫處理要求

4.3 裂縫處理方法及施工工藝

4.3.1 表面處理法

表面處理法包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹主要用于漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。處理措施是先清理沖洗干凈縫面后在裂縫的表面涂抹水泥漿或環(huán)氧膠泥。表面貼補(土工膜或其它防水片)法用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.3.2 化學(xué)灌漿法

4.3.2.1 灌漿孔的布置

沿縫兩側(cè)布置φ42 mm斜孔，孔距：對于δ≤0.4的裂縫采用1 m孔距；對于δ>0.4的裂縫采用1.5 m孔距。各斜孔與縫面交于不同深度，也可采用垂直的騎縫孔，騎縫孔的深度與縫深一致，縫深可通過檢查孔確定。見圖2。騎縫孔無法避開鋼筋處，以不打斷鋼筋為宜。

圖2 灌漿孔布置示意

4.3.2.2 壓風(fēng)檢查

壓風(fēng)應(yīng)在裂縫表面充填完成7天后進行。風(fēng)壓為0.2 MPa，壓風(fēng)從一端開始，逐孔進行。壓風(fēng)檢查主要是檢查灌漿孔間的通暢情況及裂縫口是否密封，有外漏的則需重新作封縫處理。

4.3.2.3 縫面止?jié){

化學(xué)灌漿材料的滲透性能較好，造價高，為保證注漿質(zhì)量，節(jié)省漿液，要求對縫面進行止?jié){。止?jié){方法是沿縫鑿槽，洗刷干凈后再嵌填改性砂漿或者速凝早強砂漿，并將表面壓實抹光。

4.3.2.4 試漏

的檢查止?jié){效果，以選擇主注漿孔。注漿材料采用環(huán)氧樹脂，則采用壓氣檢測，壓力大于灌漿壓力，當發(fā)現(xiàn)止?jié){有缺陷時，應(yīng)在灌漿前進行修補。

4.3.2.5 灌漿材料

灌漿材料建議采用環(huán)氧樹脂。因環(huán)氧樹脂適用較干燥裂縫或經(jīng)處理后已無滲水裂縫的補強，能灌0.3 mm左右的細裂縫。環(huán)氧樹脂粘度高較，在潮濕或水中粘合強度不高，故應(yīng)選在裂縫較干燥或經(jīng)處理后裂縫已無滲水時施工。

環(huán)氧樹脂漿液的配方應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗得出，下表2為初配建議值，僅作參考，現(xiàn)場根據(jù)實際灌漿效果做調(diào)整。

表2 環(huán)氧樹脂漿液的基本配方(重量比)

4.3.2.6 灌漿

(1)漿材與縫面粘結(jié)強度≥1 MPa。

(2)灌漿壓力：灌漿壓力控制在0.2～0.4 MPa。

(3)起灌順序：從最下端開始向上逐孔進行，同一裂縫的灌漿應(yīng)由深到淺進行。

(4)灌漿結(jié)束標準：吸漿量小于0.02L/5 min，再繼續(xù)灌注30 min壓力不下降即可結(jié)束灌漿。

4.3.2.7 封孔

對于固化后強度達到或超過混凝土強度的灌漿材料，灌漿后孔內(nèi)的固結(jié)物不必清除。

4.3.2.8 灌漿注意事項

(1)加強對基巖面滲水的封堵

在縫面處理之前應(yīng)切斷滲水的來源，建議對裂縫周邊混凝土與基巖的接觸面先采用灌漿措施進行封堵，孔距1 m，深入圍巖1 m，孔徑不小于32 mm，鉆孔前應(yīng)采用鋼筋探測儀探測鋼筋。鉆孔后應(yīng)立即用高速水流沖洗直至回水澄清10 min后結(jié)束，并測量、記錄沖洗后鉆孔孔深。鉆孔沖洗完成后應(yīng)作簡易壓水試驗和孔內(nèi)鉤槽、壓水試驗。

(2)調(diào)整灌漿孔孔深

由于壓力豎井襯砌結(jié)構(gòu)較厚，考慮到漿液的擴散效果，必須向裂縫深部加打灌漿深孔，深孔穿透裂縫縫面的位置不小于實際襯砌厚度的2/3，并根據(jù)灌漿材料的滲透半徑對淺孔孔深及灌漿分序作相應(yīng)調(diào)整。

(3)選擇灌漿時機

為保證裂縫處理效果，其處理(灌漿)時機宜選在低溫季節(jié)末期進行；裂縫的修復(fù)一定要在其停止發(fā)育以后進行，以免修復(fù)部分被重新拉裂。

5 結(jié) 語

溪洛渡水電站壓力豎井作為一級建筑物，結(jié)構(gòu)安全極其重要，必須對混凝土出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷引起足夠重視。滑模施工技術(shù)規(guī)范要求編制詳細可行的施工方案，各項措施都應(yīng)經(jīng)過認可，滑模施工方案應(yīng)經(jīng)有實踐經(jīng)驗的專家認可。而且應(yīng)有一定比例的現(xiàn)場施工管理人員和操作人員具有滑模施工和操作的實際經(jīng)驗,以保證在滑模施工中各工序之間緊密配合,盡量減少質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)，并隨時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

壓力豎井混凝土表面缺陷處理的設(shè)計方案，是綜合三峽等工程的經(jīng)驗制訂的，技術(shù)操作和可行性有保證。豎井表面缺陷處理對減少引水系統(tǒng)水頭損失保證發(fā)電量，同時裂縫的處理對降低滲水保證廠房運行安全都起到關(guān)鍵作用，必須認真妥善做好處理工作。

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范(GB 50367-2006) 中華人民共和國建設(shè)部&中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[2] 練文海.滑模施工混凝土工程質(zhì)量通病的防治[J].施工技術(shù),1999,(04)

邱 云(1981-)，湖南益陽人，男，碩士，高級工程師和高級政工師，國家一級建造師，注冊咨詢師(投資)，主要從事工程設(shè)計、黨群管理等工作.

(責(zé)任編輯：卓政昌)

2017-03-02

U445.39；U455.8；TU528.45

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1001-2184(2017)02-0133-03