JME 型改性環(huán)氧砂漿在澤雅水庫泄洪洞鋼襯修復(fù)工程中的應(yīng)用

王超逸

（溫州市澤雅水庫管理站，浙江 溫州 325000）

1 工程概況

澤雅水庫位于溫州市甌海區(qū)澤雅鎮(zhèn)林岙村，是一座以供水、防洪為主，兼顧灌溉等綜合效益的中型水庫。澤雅水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、引水隧洞等組成。

澤雅水庫泄洪洞工程由原施工導(dǎo)流洞改建，改建后泄洪洞由進水口、豎井式事故檢修閘門井、泄洪隧洞、出口工作閘門段、消能段組成。進洞口位于左岸壩肩上游約210 m 處，底高程53.00 m；出口位于左壩肩下游約115 m 處，底高程43.50 m。泄洪洞總長度約405.5 m，其中隧洞段長度為378.50 m（見圖1）。

圖1 泄洪洞工程縱剖面圖

此次泄洪洞改建主要在原導(dǎo)流洞基礎(chǔ)上實施鋼筋混凝土襯砌、回填灌漿、接觸灌漿等加固處理[1]，進口段從樁號0+010.00 ～ 0+053.96 m，襯砌后斷面為5.800 m×7.653 m的城門洞形，豎井段從樁號0+053.96 ～ 0+106.46 m，中間是豎井式事故檢修閘門井。閘門井前設(shè)20 m 長的漸變段，斷面由5.800 m×7.653 m 城門洞形漸變?yōu)?.200 m×4.200 m 方形，閘門井后同樣設(shè)20 m 長的漸變段，斷面由4.200 m×4.200 m 方形漸變?yōu)?.600 m×8.000 m 城門洞形。洞身段樁號 0+106.46 ～ 0+198.68 m 斷面為 6.600 m×8.000 m 的城門洞形，再至樁號0+218.68 m 則漸變?yōu)橹睆綖?.500 m的圓形。樁號0+218.68 ～ 0+353.50 m 斷面為直徑5.500 m的圓形斷面，后20 m 漸變?yōu)?.200 m×4.200 m 的長方形。出口前設(shè)漸變壓坡段，斷面漸變?yōu)?.200 m×3.200 m 的方形。由于本工程水頭高，原導(dǎo)流洞洞徑較大，為提高安全性和可靠性對部分洞身段（樁號原導(dǎo)0+023.20 ～ 0+033.20 m，原導(dǎo) 0+053.96 ～ 0+106.46 m，原導(dǎo) 0+295.50 ～ 0+378.50 m）進行鋼板內(nèi)襯加固，鋼板厚度10 mm。

根據(jù)初步設(shè)計有關(guān)施工組織計劃安排，泄洪洞進口段貫通開挖施工安排在2015 年12 月初至2016 年1 月枯水期間，然而2015 年12 月初至2016 年1 月降水量遠(yuǎn)超歷史同期降雨量，庫水位無法下降，考慮將近春節(jié)和后期來水量可能增多等諸多因素，施工單位根據(jù)原先研討的爆破預(yù)案，庫水位在65.00 m 時對泄洪洞進口段進行爆破貫通。2016 年1 月19 日下午，水庫水位降到57.00 m，隨后開展進洞口段邊坡支護工作。然而，進口段（樁號0+053.96 ～0+075.86 m）（由于此段在檢修閘門前，所以本文仍將其稱之為進口段）原設(shè)計的鋼襯在這種高流速、大孤巖沖撞工況下局部受損嚴(yán)重。

2 修復(fù)方案

水庫高水位 101.97 m 時，泄洪洞（樁號 0+053.96 ～0+106.46 m 段）按出口最大流量 242.6 m3/s 設(shè)計[2]，最大流速為14 m/s。其中樁號0+053.96 ～ 0+073.46 m 段為漸變段，斷面由城門洞形漸變?yōu)榉叫?，水流流態(tài)更復(fù)雜，局部流速遠(yuǎn)大于14 m/s，再加上泄洪洞進口底高程為53.00 m，而水庫死水位為59.97 m，泄洪時水庫底部大量泥砂石子隨高速水流進入隧洞，對保護混凝土結(jié)構(gòu)的安全提出更高的要求，因此該段的鋼襯修復(fù)工作成為整個泄洪洞工程的關(guān)鍵。

JME 改性環(huán)氧砂漿作為一種混凝土修補材料，具有良好的抗沖磨特性，能有效的抵御高速水流對材料的剝蝕和高速水流中推移質(zhì)修補層與原混凝土界面脫離，相比割除受損鋼板再用新鋼板進行鋼襯加錨桿錨固支護的最大限度復(fù)原，用JME 型改性環(huán)氧砂漿替代受損鋼襯雖然在投資方面略高，但在工期、材料與混凝土粘接、施工工藝的針對性等方面優(yōu)勢明顯。

由于樁號0+053.96 ～ 0+075.86 m 段左右兩側(cè)及拱頂鋼襯受損嚴(yán)重，而底板鋼襯未受損，所以決定對此段左右兩側(cè)及拱頂所有鋼板采取切割后涂抹2 cm JME 型改性環(huán)氧砂漿替代鋼襯（見圖2）。

圖2 0+053.96 ～ 0+075.86 m 段JME 型改性環(huán)氧砂漿修復(fù)法斷面圖

3 材料性能

JME 型改性環(huán)氧砂漿主要由熱固性混合樹脂、改性胺固化劑為主要原料，輔以柔性增韌劑偶聯(lián)劑、抗氧化劑等多種助劑和活性金剛砂組成。能保證修復(fù)面具有良好的抗沖擊韌性、抗水流磨蝕性能。

JME 改性環(huán)氧砂漿的材料特性：①該材料與混凝土粘接強度高、初凝時間合適、滿足在氣溫相對較高環(huán)境下具有很好的施工性能。②材料有一定的彈性和韌性，由于材料是在混合型環(huán)氧樹脂的基礎(chǔ)上進行柔性改性，因此材料本身具有耐磨性能外還具有一定的抗沖擊性能，能有效的抵御高速水流對材料的剝蝕和高速水流中推移質(zhì)修補層與原混凝土界面脫離。③材料本身的線脹系數(shù)與混凝土的脹縮性能基本匹配，修復(fù)層能與混凝土基本協(xié)同工作，避免因2 種材料的脹縮性能差異太大而使修補層與原混凝土界面脫離。JME 改性環(huán)氧砂漿主要物理性能指標(biāo)見表1。

表1 JME 改性環(huán)氧砂漿主要物理力學(xué)性能指標(biāo)表

4 施工工藝要點

本水庫集水面積較大，水庫缺少泄洪設(shè)施。降雨天，庫水位快速上漲，進口段的鋼圍堰堰頂高程僅為 58.40 m，將存在圍堰過流現(xiàn)象，圍堰安全直接影響豎井段施工安全，也是此次修復(fù)實施成功的關(guān)鍵。且目前圍堰存在少量漏水，為保證工作面有一個相對干燥的環(huán)境，需做好漏水外排工作。

4.1 JME 改性環(huán)氧砂漿施工順序

施工順序：混凝土基層處理→固定1 cm 厚度標(biāo)尺→配制、涂刷環(huán)氧基液→配制、涂抹環(huán)氧砂漿→壓實、找平→厚度檢測、收光、養(yǎng)護[3]。

4.2 施工工藝

施工工藝為：

（1）混凝土基礎(chǔ)面的處理。用角向磨光機打磨除去混凝土表面的散粒和疏松部分，露出混凝土新面。

（2）表面清理。用壓縮空氣吹去表面砂粒、灰塵，再用清水清洗混凝土表面，風(fēng)干。

（3）調(diào)線標(biāo)高。確定施工區(qū)域，調(diào)線確定抗沖磨修復(fù)層的平均厚度，并打標(biāo)高點。

（4）環(huán)氧基液的界面處理。JME 改性環(huán)氧砂漿自身較稠，對原結(jié)構(gòu)材料基面不能形成良好的浸潤，因而在基面涂JME 環(huán)氧基液，目的是增加環(huán)氧砂漿修補層與原混凝土結(jié)合致密，涂刷應(yīng)薄而均勻，使膠液盡可能的滲入老混凝土基面，形成混凝土 — 界面復(fù)合層 — 環(huán)氧砂漿的復(fù)合體。

（5）涂抗沖磨修復(fù)層。待底膠初凝（表面不流動，指觸未干）時，涂JME 改性環(huán)氧砂漿，控制厚度與標(biāo)高點相平，本次工程的涂抹環(huán)氧砂漿層的平均厚度為2 cm。

（6）表面抹平與收光。盡可能的壓實JME 改性環(huán)氧砂漿，使修復(fù)層同底涂層緊密結(jié)合，避免出現(xiàn)空鼓；同時用厚鐵板夯實、薄鐵板盡可能的收光修復(fù)層表面，降低修復(fù)層對高速水流的表面阻力。

（7）環(huán)氧砂漿抗沖磨修補層的養(yǎng)護。JME 改性環(huán)氧砂漿固化期間不得對其有任何擾動并不得用水濕潤，養(yǎng)護溫度不得超過30℃，7 d 后可以投入工程使用。

5 結(jié) 語

此次修復(fù)工程的完成使水庫檢修閘門能在4 月15 日下閘蓄水，保證了下游供水安全和整個泄洪洞工程施工進度，也為施工期安全度汛提供保障。

修復(fù)工程完工3 a 來，經(jīng)過汛期在高水位101.97 m 的泄洪，在對泄洪洞的檢查過程中未發(fā)現(xiàn)進口段有剝落的JME 改性環(huán)氧砂漿涂層，證明JME 型改性環(huán)氧砂漿抗沖磨材料與混凝土粘結(jié)完好。因此，采用JME 改性環(huán)氧砂漿進行此類修復(fù)工程是十分可靠的。