唐家渡電航工程廠房底板裂縫處理措施

李楠

(四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都，610072)

1 工程概況

涪江干流遂寧市唐家渡電航工程是涪江干流梯級(jí)規(guī)劃的第四十一級(jí)電站，上銜吳家街電航工程，下接過(guò)軍渡電航工程。工程開發(fā)任務(wù)是城市生態(tài)環(huán)境改善和建設(shè)、防洪、發(fā)電和航運(yùn)等綜合利用。電站采用河床式開發(fā)方式，壩址以上集雨面積為27517km2。水庫(kù)總庫(kù)容9880萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容533萬(wàn)m3，具備日調(diào)節(jié)性能。電站裝機(jī)容量3×14MW。工程為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型。垂直水流方向從左至右，樞紐主要建筑物依次為左非溢流壩段、船閘、魚道、廠房壩段、沖沙閘壩段、泄洪閘壩段、右儲(chǔ)門槽壩段和右非溢流壩段，壩軸線全長(zhǎng)930.70m。工程于2016年開工建設(shè)，目前電航樞紐土建部分已全部完工，正在進(jìn)行機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)安裝，預(yù)計(jì)2022年10月首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。

2 發(fā)電廠房底板裂縫

2019年1月，發(fā)電廠房1#、2#機(jī)主機(jī)間底板混凝土在分層澆筑過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，在業(yè)主組織下，各參建單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，經(jīng)認(rèn)真分析和討論，最后設(shè)計(jì)單位提出了裂縫處理方案。唐家渡電航工程發(fā)電廠房底板裂縫照片見(jiàn)圖1。

圖1 唐家渡電航工程發(fā)電廠房底板裂縫照片

2.1 裂縫檢查

針對(duì)1#、2#機(jī)主機(jī)間底板混凝土分層澆筑過(guò)程中出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，相關(guān)單位對(duì)裂縫位置、開展寬度、深度、長(zhǎng)度、是否貫穿、走向、表觀性狀等進(jìn)行了詳細(xì)探查和記錄?，F(xiàn)場(chǎng)做了標(biāo)識(shí)，繪制底板裂縫分布圖，并保留影像資料，存檔備案。

2.2 裂縫分類評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

底板裂縫應(yīng)根據(jù)縫寬和縫深進(jìn)行分類，分類標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[1]。

表1 混凝土裂縫分類

3 底板混凝土裂縫處理措施

3.1 混凝土裂縫處理原則

(1)廠房底板混凝土裂縫處理措施必須以混凝土強(qiáng)度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求為基礎(chǔ)。

(2)混凝土裂縫處理主要應(yīng)達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，限制裂縫的擴(kuò)展，滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、防滲、耐久性和建筑物的安全運(yùn)行要求。

(3)涉及的材料，除了滿足建筑物運(yùn)行的各項(xiàng)要求外，其強(qiáng)度、耐久性、與原混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度等，均不得低于該部位原混凝土的力學(xué)指標(biāo)。當(dāng)修補(bǔ)區(qū)位于有外觀要求的部位時(shí)，修補(bǔ)材料應(yīng)具有與原混凝土一致的外觀。

(4)原則上要求等裂縫形成“死縫”后再對(duì)其進(jìn)行處理，避免處理后裂縫繼續(xù)發(fā)展。

(5)廠房底板屬于結(jié)構(gòu)及滲透影響較大的部位，裂縫處理前應(yīng)編制裂縫處理施工組織設(shè)計(jì)，包括化學(xué)灌漿的勞動(dòng)安全保護(hù)和環(huán)境保護(hù)措施。裂縫措施處理須經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、施工、設(shè)計(jì)四方確認(rèn)，并進(jìn)行相應(yīng)的材料、施工試驗(yàn)。

3.2 底板混凝土裂縫處理措施

3.2.1 A類裂縫

對(duì)混凝土基面進(jìn)行打磨處理(裂縫兩側(cè)各不小于15cm，順裂縫長(zhǎng)度方向應(yīng)在尖滅處向兩側(cè)各延長(zhǎng)1.5m)、清洗，除去混凝土表面浮皮和污物。待表面干燥后涂刷增韌環(huán)氧材料至裂縫兩側(cè)各不小于15cm。

3.2.2 B類裂縫

對(duì)裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，漿材為環(huán)氧樹脂材料，沿縫布置騎縫孔，孔距1.0m，孔深與縫深一致，鉆孔應(yīng)避免碰觸鋼筋，灌漿后對(duì)處理效果進(jìn)行檢測(cè)。

表面仍需處理，處理要求同A類裂縫。

3.2.3 C、D類裂縫

對(duì)裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，漿材為環(huán)氧樹脂材料，沿縫布置騎縫孔，孔距1.0m，孔深與縫深一致，并沿縫頂增加V形槽，槽頂寬10cm，槽深10cm，V形槽內(nèi)嵌填環(huán)氧砂漿，見(jiàn)圖2所示。鉆孔應(yīng)避免碰觸鋼筋，灌漿后對(duì)處理效果進(jìn)行檢測(cè)。

表面仍需處理，處理要求同A類裂縫。

圖2 C、D類裂縫處理示意(單位：cm)

圖3 倉(cāng)面裂縫處理示意

4 裂縫化學(xué)灌漿技術(shù)要求

(1)化學(xué)灌漿施工所用的風(fēng)、水、電供應(yīng)可靠，必要時(shí)可設(shè)置專用管路和線路。

(2)灌漿管及排水(氣)管的管徑、埋置深度及外露長(zhǎng)度根據(jù)灌漿材料、工藝等適當(dāng)選取，宜采用較小直徑的灌漿孔和灌漿管。

(3)通風(fēng)、試壓：在埋管后，采用0.05MPa～0.1MPa壓力空氣進(jìn)行通氣、試漏檢查和吹出縫內(nèi)碎屑、浮塵及積水，并對(duì)漏氣部分進(jìn)行修補(bǔ)。裂縫若有滲水則優(yōu)先用聚氨酯灌漿料進(jìn)行止水后，再采用壓力空氣吹出縫內(nèi)積水直至縫內(nèi)干燥后再使用環(huán)氧樹脂灌漿料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

(4)縫面清洗：采用風(fēng)、水聯(lián)合沖洗，直至回水澄清10min后結(jié)束沖洗。

(5)化學(xué)灌漿：采用自下而上2序灌漿，灌漿壓力為0.2MPa～0.3MPa，在30min內(nèi)吸漿率小于5mL/min時(shí)，可提高到0.3MPa～0.4MPa；在30min內(nèi)吸漿率小于1mL/min時(shí)，可提高到0.5MPa～0.6MPa。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：吸漿率小于1mL/min后，屏漿30min結(jié)束。

(6)在對(duì)貫穿裂縫灌漿過(guò)程中應(yīng)控制灌漿壓力，設(shè)置抬動(dòng)觀測(cè)孔，孔深深入基巖5.0m。抬動(dòng)觀測(cè)采用自動(dòng)抬動(dòng)觀測(cè)記錄儀(含報(bào)警裝置)，抬動(dòng)變形標(biāo)準(zhǔn)：100μm時(shí)進(jìn)行報(bào)警，抬動(dòng)變形控制值不大于200μm。當(dāng)報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)后，通知灌漿工作人員立即降壓，直至抬動(dòng)值回復(fù)至0，并繼續(xù)灌漿。

(7)灌漿過(guò)程中若漿液溫度偏高，影響漿液性能指標(biāo)時(shí)應(yīng)采取降溫措施。當(dāng)漿液黏度明顯增大不符合要求時(shí)，應(yīng)棄漿。繼續(xù)灌漿，應(yīng)重新配制，漿液配制應(yīng)遵循“少量、多次”的原則。

(8)灌漿泵額定工作壓力應(yīng)大于最大灌漿壓力的1.5倍，灌漿管耐壓能力應(yīng)大于最大灌漿壓力的1.5倍，并應(yīng)能耐受化學(xué)漿液溶脹。

(9)灌漿材料采用環(huán)氧樹脂，其物理力學(xué)指標(biāo)如表2[2]。

表2 灌漿材料主要性能指標(biāo)

(10)環(huán)氧樹脂灌漿材料是以環(huán)氧樹脂為主體，加入一定比例的增韌劑、固化劑等混合而成。本工程增韌劑為丁二酯、固化劑采用乙二胺，配合比見(jiàn)表3，根據(jù)工程實(shí)際情況配合比可適當(dāng)調(diào)整。

表3 環(huán)氧樹脂漿液配合比

(11)灌漿過(guò)程中應(yīng)做好各項(xiàng)施工記錄，記錄應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確、真實(shí)、齊全、清晰，圖表格式參見(jiàn)《水工建筑物化學(xué)灌漿施工規(guī)范》附錄A.7～10[3]。

5 化學(xué)灌漿質(zhì)量檢查

(1)壓水試驗(yàn)：壓力宜采用0.3MPa，混凝土透水率不大于0.5Lu。在穩(wěn)定壓力下每3min～5min測(cè)讀一次壓入流量，當(dāng)流量無(wú)連續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí)，且連續(xù)五次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值作為計(jì)算值。檢查過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)呂容值大于設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)立即對(duì)混凝土四周進(jìn)行檢查，查看是否存在滲水通道。對(duì)呂榮值大于0.5Lu的孔段做復(fù)灌處理。

(2)抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)檢查：鉆孔取芯檢測(cè)混凝土強(qiáng)度按照《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 384-2016)中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，鉆孔取樣抗壓、抗?jié)B指標(biāo)試驗(yàn)成果應(yīng)滿足底板混凝土相關(guān)規(guī)定[4]。

(3)外觀檢查：灌漿結(jié)束7d后，進(jìn)行起風(fēng)鉆孔檢查，檢查孔孔徑為89mm，要求縫面填充密實(shí)。檢查孔宜布置在D類貫穿性裂縫、深層裂縫和對(duì)結(jié)構(gòu)整體性影響較大的裂縫處，每條裂縫應(yīng)布置3個(gè)檢查孔，混凝土裂縫化學(xué)灌漿檢查孔記錄格式參見(jiàn)《水工建筑物化學(xué)灌漿施工規(guī)范》附錄A.11[3]。

通過(guò)對(duì)廠房底板化學(xué)灌漿質(zhì)量檢查，裂縫按上述措施處理后，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均滿足要求，現(xiàn)場(chǎng)取芯照片如圖4所示。

圖4 裂縫處理后取芯檢查

鉆孔取芯、查勘及裂縫處理后的質(zhì)量檢查孔、坑應(yīng)及時(shí)封填，且強(qiáng)度及技術(shù)指標(biāo)不低于原混凝土要求，新老混凝土之間應(yīng)設(shè)插筋連接。

6 總結(jié)

廠房底板裂縫按照設(shè)計(jì)提出的措施方案處理后，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，目前發(fā)電廠房土建部分已全部完工，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。通過(guò)這次廠房底板裂縫處理，設(shè)計(jì)認(rèn)為，大體積鋼筋混凝土防裂措施是一個(gè)綜合性的措施，必須清醒地認(rèn)識(shí)到它的重要性，并堅(jiān)持貫徹到混凝土施工的全過(guò)程中去。施工中應(yīng)重視對(duì)混凝土原材料、配合比及澆筑方法進(jìn)行檢查梳理，將一切可能影響混凝土品質(zhì)的因素從源頭清除。