水工隧洞高速過流面混凝土外觀缺陷處理方法

1、水工隧洞高速過流面混凝土外觀缺陷處理方法摘 要：本文針對左岸導(dǎo)流洞混凝土澆筑過程出現(xiàn)的外觀缺陷進(jìn)行了分類，并分別制定了處理標(biāo)準(zhǔn)，著重闡述各種混凝土外觀缺陷的處理方法，并介紹了各種修補(bǔ)材料的工藝控制要點(diǎn)。1.概述錦屏一級水電站左岸導(dǎo)流洞，斷面為城門洞型，其尺寸為15×19m(寬×高)，有壓過流，全斷面襯砌。洞身長度1214.359m，整個導(dǎo)流洞由進(jìn)口引渠段、閘室段、漸變段、洞身段、堵頭段、洞身段和出口引渠段組成。導(dǎo)流洞進(jìn)口漸變段與出口段采用1.0m和1.2m厚混凝土襯砌；堵頭前洞身段類圍巖邊頂拱采用0.8m厚混凝土襯砌，堵頭后類圍巖邊頂拱采用0.6m厚混凝土襯砌，類圍巖底板襯

2、砌厚度為1.0m，、類圍巖采用1m和1.2m厚混凝土全斷面襯砌。 左岸導(dǎo)流洞混凝土澆筑總量累計近18萬， 在施工過程中質(zhì)量通病不可避免的發(fā)生，在混凝土施工的前期，針對已澆混凝土外觀進(jìn)行普查，統(tǒng)計混凝土施工和非施工外觀缺陷，并對其進(jìn)行了分類，根據(jù)不同的缺陷采取相應(yīng)的處理方法，使混凝土外觀滿足過流要求。2.混凝土外觀缺陷的分類及處理標(biāo)準(zhǔn)2.1導(dǎo)流洞缺陷分類、分區(qū)及處理要求通過對導(dǎo)流洞過流面的普查，對缺陷進(jìn)行了分類，并相應(yīng)制定處理要求。混凝土外觀缺陷主要有以下幾種：（1）混凝土表面蜂窩、麻面；（2）層間縫和結(jié)構(gòu)縫出現(xiàn)的錯臺、掛簾；（3）混凝土表面氣泡；（4）過流面拉筋頭、管件頭、鋼筋等露頭孔；（5）

3、混凝土淺表裂縫。導(dǎo)流洞缺陷分類、分區(qū)處理要求見表1。表1 導(dǎo)流洞缺陷分類、分區(qū)及處理要求缺陷名稱A區(qū)(導(dǎo)流洞底板)B區(qū)(導(dǎo)流洞邊墻)C區(qū)(導(dǎo)流洞拱頂)蜂窩、麻面深度小于5mm:打磨,刮環(huán)氧基液或膠泥;深度大于5mm:切槽,補(bǔ)環(huán)氧砂漿.深度小于10mm:打磨,刮環(huán)氧基液或膠泥;深度大于10mm:鑿除后補(bǔ)環(huán)氧砂漿.深度小于10mm:打磨,補(bǔ)環(huán)氧砂漿;深度大于10mm:鑿除后補(bǔ)預(yù)縮砂漿.錯臺、掛簾鑿除及砂輪打磨,與周邊混凝土平順銜接,順?biāo)鞣较?:30,垂直流向1:10.鑿除及砂輪打磨,與周邊混凝土平順銜接,順接坡度1:20.鑿除及砂輪打磨,與周邊混凝土平順銜接,順接坡度1:10.氣泡直徑小于5mm

4、不處理;直徑大于5mm擴(kuò)孔清洗刮環(huán)氧膠泥.直徑小于5mm不處理;直徑大于5mm擴(kuò)孔清洗刮環(huán)氧膠泥.直徑小于5mm不處理;直徑大于5mm擴(kuò)孔清洗填細(xì)水泥砂漿.拉條頭、管件頭、鋼筋等露頭孔切鑿20mm槽,割除鋼筋頭(管件頭),填環(huán)氧砂漿.切鑿20mm槽,割除鋼筋頭(管件頭),填環(huán)氧砂漿.鋼筋頭低于混凝土面2mm,刮環(huán)氧膠泥.淺表裂縫寬度小于0.1mm:沿裂縫20mm寬用鋼刷刷毛,丙酮清洗,涂一道環(huán)氧基液;寬度0.1mm-0.2mm:騎縫鑿一條寬80mm、深15mm-30mm的矩形槽,槽長延伸至超出其不意裂縫兩端各30cm,填補(bǔ)環(huán)氧砂漿或膠泥.寬度大于0.2mm:進(jìn)行裂縫化學(xué)灌漿.2.2修補(bǔ)材料質(zhì)量

5、控制標(biāo)準(zhǔn)預(yù)縮砂漿 水泥:P042.5R硅酸鹽水泥； 砂 :河砂和人工砂,細(xì)度模數(shù)1.8-2.0； 水 :符合拌制混凝土要求； 抗壓強(qiáng)度:45MPa； 抗拉強(qiáng)度:2.0 MPa； 粘結(jié)強(qiáng)度:1.5 MPa.環(huán)氧砂漿 抗壓強(qiáng)度: 60MPa； 粘結(jié)強(qiáng)度:2.5 MPa.環(huán)氧膠泥 抗壓強(qiáng)度:45MPa； 粘結(jié)強(qiáng)度:2.5 MPa.裂縫化學(xué)灌漿 灌漿漿液與縫面粘結(jié)強(qiáng)度1.0 MPa.3.混凝土外觀缺陷處理步驟與方法3.1蜂窩、麻面修補(bǔ)（1）將缺陷部位松散混凝土鑿除，直至密實(shí)混凝土。鑿坑四周成方形、圓形或多邊形,避免出現(xiàn)銳角的部位。鑿除蜂窩時,鑿鏟應(yīng)垂直混凝土表面施工，避免鑿坑修補(bǔ)環(huán)氧砂漿或膠泥與保留混

6、凝土成尖角搭接，并控制周邊修補(bǔ)厚度不小于1.0cm。鑿?fù)谶^程中,應(yīng)避免造成周邊混凝土表面脫皮，鑿?fù)诘纳疃纫暼毕菁芸盏纳疃榷?，原則上不小于1cm;鑿?fù)诤?如鋼筋出露，鑿除深度控制至鋼筋底面以下不小于5cm。（2）混凝土表面蜂窩原則上采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)，對于深度大于3cm以上的蜂窩缺陷，擬分層修補(bǔ),先用預(yù)縮砂漿填補(bǔ)至距混凝土表面1cm,然后表面用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)。（3）采用預(yù)縮砂漿先行填坑的蜂窩,應(yīng)將蜂窩鑿除后的表面清洗潔凈,并充分濕潤后,涂一層凈漿,然后鑲補(bǔ)預(yù)縮砂漿。（4）采用環(huán)氧砂漿或環(huán)氧膠泥進(jìn)行蜂窩鑲補(bǔ)時,將蜂窩鑿除后的表面清理潔凈,在確定無明顯滲水條件下,方可先涂環(huán)氧基液,再鑲補(bǔ)環(huán)氧砂漿或膠泥

7、。否則,采取導(dǎo)水措施、并用噴燈烘烤后,方可進(jìn)行施工。（1）深度小于5mm的麻面，主要采用打磨的方式進(jìn)行處理，麻面磨除深度不小于麻面深度,磨平后先清洗潔凈打磨后的表面,然后涂抹一道環(huán)氧基液,表面用環(huán)氧膠泥抹平;打磨后,若留有砂線,應(yīng)將其內(nèi)污垢清除后, 涂抹一道環(huán)氧基液,再鑲補(bǔ)環(huán)氧膠泥。對于局部打磨后形成的小坑，可將坑內(nèi)清理干凈后，涂抹一道環(huán)氧基液,用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)平整。（2）深度5mm的麻面，先標(biāo)定范圍鑿成四邊形或多邊形等規(guī)則面，麻面鑿除深度應(yīng)達(dá)到最凹處,周邊至堅實(shí)混凝土基面深度不小于5mm，并清洗潔凈打磨后的表面,涂抹一道環(huán)氧基液,表面用環(huán)氧膠泥抹平。3.2層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯臺、掛簾處理先鏟除錯臺

8、形成的漏漿掛簾,然后對形成錯臺的部位，進(jìn)行打磨處理。為保證打磨后混凝土面與周邊混凝土平順銜接,導(dǎo)流洞邊墻及拱頂順接坡度分別為1:20和1:10;導(dǎo)流洞底板順流向銜接坡度1:30,垂直流向銜接坡度1:10。 處理錯臺過程中形成的毛面, 涂抹一道環(huán)氧基液后,表面用環(huán)氧膠泥抹平;錯臺形成的架空,進(jìn)行鑿槽處理,槽內(nèi)采用預(yù)縮砂漿修補(bǔ),表面10-15mm采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)抹平。3.3模板印痕處理（1）對凸出的模板印痕，采用打磨的方式進(jìn)行處理,以保證打磨后混凝土面與周邊混凝土平順銜接。（2）對于模板拼縫不嚴(yán)漏漿形成的砂線,將砂線內(nèi)污垢清除后,內(nèi)部采用預(yù)縮砂漿填補(bǔ),表面10-15mm采用環(huán)氧砂漿或膠泥修補(bǔ)抹平。

9、（3） 處理過程中形成的毛面, 涂抹一道環(huán)氧基液后,表面用環(huán)氧膠泥抹平。3.4混凝土表面出露鋼筋頭和金屬預(yù)埋件的處理（1）手持砂輪機(jī)緊貼混凝土面從兩個方向打坡口切入將拉筋頭割除，切割后的鋼筋頭應(yīng)低于混凝土表面2mm;（2）預(yù)埋件尺寸較大,采用上述方法難以割除預(yù)埋件露頭時,將四周混凝土鑿除，混凝土鑿除時盡量減少鑿?fù)诜秶?，以方便切割鋼筋頭和金屬預(yù)埋件為準(zhǔn)，可鑿成圓形或方形，槽深35cm。距混凝土面23cm處割斷鋼筋頭或金屬預(yù)埋件。（3）預(yù)埋件切割過程中,形成切槽時,槽內(nèi)采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ);未形成切槽的部位,涂一道環(huán)氧基液后,用環(huán)氧膠泥抹平。（4）鋼筋等露頭割除時，周圍混凝土受到損傷，按其損面大小鑿除

10、掉損傷的混凝土，四周鑿成垂直深度不小于10-20mm的槽口，然后涂一道環(huán)氧基液后,用環(huán)氧膠泥壓實(shí)抹光。3.5混凝土表面脫皮、破損混凝土表面脫皮，采用打磨的方式處理，打磨時注意與四周成型混凝土平順過渡連接，磨至表面光滑平整。如局部形成淺坑，可在大面積磨光、磨平后，進(jìn)行鑿?fù)冢疃炔恍∮?cm為宜，然后用環(huán)氧砂漿抹光壓實(shí)。3.6氣泡處理氣泡處理視其缺陷深度和直徑大小確定，直徑小于5mm的氣泡，原則上,可不作處理,為保證混凝土表面平順，對表面進(jìn)行必要的打磨處理后，采用劈灰刀用環(huán)氧膠泥刮平。直徑大于5mm的氣泡，將氣泡空腔內(nèi)的污垢和乳皮用高壓水或風(fēng)清除干凈，噴燈烤干后，用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)。氣泡密集區(qū)以滿補(bǔ)為

11、宜,散區(qū)可采用點(diǎn)補(bǔ),采用滿刮修補(bǔ)時,不得在混凝土表面留下刮痕。3.7淺表裂縫處理及裂縫化學(xué)灌漿 裂縫處理根據(jù)裂縫寬度分為淺表裂縫和深層裂縫處理，對于寬度小于0.1mm的裂縫,擬沿裂縫20mm范圍內(nèi)，用鋼絲刷刷毛,然后用丙酮清洗表面，涂一道環(huán)氧基液進(jìn)行密封處理即可;裂縫寬度在0.1mm-0.2mm區(qū)間時，順裂縫發(fā)展方向，鑿一條寬80mm，深15mm-30mm的矩形槽，槽長兩端超出裂縫長度30cm，然后采用環(huán)氧砂漿抹光壓實(shí)。 裂縫寬度大于0.2mm及貫穿性裂縫隙,擬采用親水性較好的丙酮糠醛系環(huán)氧漿液進(jìn)行灌漿。為確保灌漿后,混凝土表面不留下痕跡,灌漿前,對裂縫表面采用水玻璃砂漿封堵。即,沿裂縫表面用

12、水玻璃浸泡水泥袋紙或其它紙類材料,在浸泡后的水泥袋紙上壓一道水玻璃砂漿,并騎縫埋入灌漿嘴。裂縫灌漿由低向高,由一側(cè)向另一側(cè)依次灌漿,灌漿壓力采用0.2-0.3MPa,當(dāng)吸漿量趨于0時,繼續(xù)灌注10min即可結(jié)束該孔灌漿,轉(zhuǎn)入下一孔灌注。裂縫灌漿處理結(jié)束后,采用扁鏟清除表面水玻璃砂漿,并打磨后涂一道環(huán)氧基液封閉裂縫表面。4各種修補(bǔ)材料的工藝控制4.1預(yù)縮砂漿預(yù)縮砂漿主要用于導(dǎo)流洞頂拱蜂窩、麻面的處理及其它部位深度大于25mm以上的缺陷部位作為填坑材料,以減小環(huán)氧膠泥及環(huán)氧砂漿修補(bǔ)工程量,其工藝控制措施如下: （1）預(yù)縮砂漿初擬水灰比為0.3-0.4,水泥和中砂重量比為1:2,為提高預(yù)縮砂漿抗壓強(qiáng)

13、度等力學(xué)指標(biāo),擬在砂漿配置時摻加8%-10%硅粉;采用預(yù)縮砂漿形成永久表面時,采用白水泥與混凝土同類水泥混合料作為膠凝材料,使拌制的預(yù)縮砂漿顏色與混凝土一致。 （2） 制備預(yù)縮砂漿,以手握成團(tuán),且手上有濕痕而無水膜為宜。 （3）拌制好的砂漿應(yīng)遮蓋存放0.5-1.0h后使用,并要求在4h內(nèi)用完。 （4）修補(bǔ)面先進(jìn)行毛面處理并沖刷干凈,并在修補(bǔ)前保持濕潤,且無明顯的積水。（5）修補(bǔ)前,在基面涂一道厚1mm左右的水泥漿(水灰比0.4-0.45) 。涂刷水泥漿液和填塞預(yù)縮砂漿交叉進(jìn)行，以確保施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。水泥漿液涂刷前，用棕刷清除混凝土面的微量粉塵，以確保基液的粘結(jié)強(qiáng)度。（6）填入預(yù)縮砂漿,用木

14、棒拍打搗實(shí)直至表面出現(xiàn)漿液。砂漿按每層厚45cm鋪料和搗實(shí)（搗實(shí)后厚度約23cm），每層搗實(shí)到表面出現(xiàn)少量漿液為度。作為永久面時,用抹刀反復(fù)抹壓至表面平整光滑、密實(shí)。（7）填補(bǔ)結(jié)束后保濕養(yǎng)護(hù)七天。（8）采用環(huán)氧膠泥或環(huán)氧砂漿作為永久面時, 養(yǎng)護(hù)結(jié)束后風(fēng)干,先涂一道環(huán)氧基液,后用環(huán)氧膠泥或環(huán)氧砂漿壓實(shí)抹光。（9） 外觀控制：平整光滑，無龜裂,接縫橫平豎直無錯臺。內(nèi)部質(zhì)量：修補(bǔ)后砂漿強(qiáng)度達(dá)50kg/cm2以上時（施工時抽樣成型決定強(qiáng)度），用小錘敲擊表面，聲音清脆者合格，聲音發(fā)啞者鑿除后重新修補(bǔ)。4.2環(huán)氧膠泥 環(huán)氧膠泥修補(bǔ)一般用于厚度為5mm左右、范圍較小的缺陷區(qū)處理，現(xiàn)場施工時,根據(jù)監(jiān)理工程師的

15、指示或現(xiàn)場實(shí)際情況,整調(diào)處理范圍。主要工藝措施如下: （1）環(huán)氧主材采用E44環(huán)氧系列,固化劑采用T31,為保證環(huán)氧膠泥顏色與混凝土一致,膠泥填充料采用工業(yè)用石膏粉。（2）制備環(huán)氧膠泥,以混合手握成團(tuán),粘手但無漿液滲漏為宜。 （3）配制環(huán)氧膠泥時,隨時拌制隨時使用,并要求在0.5h內(nèi)用完。 （4）修補(bǔ)面先進(jìn)行毛面處理并清理干凈,在修補(bǔ)前保持修補(bǔ)面干燥。（5）修補(bǔ)前,在基面涂一道厚1mm左右的環(huán)氧基液。涂刷環(huán)氧液和修補(bǔ)環(huán)氧膠泥交叉進(jìn)行，以確保施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。填補(bǔ)環(huán)氧膠泥時,用手觸探涂抹基液面,出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象后,方可填補(bǔ)環(huán)氧膠泥。（6）填補(bǔ)環(huán)氧膠泥時,先用木板反復(fù)拍打搗實(shí)直至表面出現(xiàn)漿液,然后用

16、鐵抹子壓光抹平。（7）氣泡內(nèi)填補(bǔ)環(huán)氧膠泥時,采用劈灰刀將環(huán)氧膠泥壓入氣泡孔內(nèi)刮平。刮補(bǔ)時,不得在混凝土表面留下刮痕。（8） 外觀控制：平整光滑，無龜裂,接縫橫平豎直無錯臺。內(nèi)部質(zhì)量：環(huán)氧膠泥凝固后，用小錘敲擊表面，聲音清脆者合格，聲音發(fā)啞者鑿除后重新修補(bǔ)。4.3環(huán)氧砂漿 環(huán)氧砂漿修補(bǔ)一般用于厚度5-25mm、范圍較大的缺陷區(qū)處理，現(xiàn)場施工時,根據(jù)監(jiān)理工程師的指示或現(xiàn)場實(shí)際情況整調(diào)處理范圍。主要工藝措施如下: （1）環(huán)氧砂漿采用我局科研所配制的、并取得國家專利的環(huán)氧砂漿。（2）制備環(huán)氧砂漿時,按科研所已配制的A型材料和B型材料充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯伞?（3）配制環(huán)氧砂漿時時,隨時拌制隨時使用,并要求在

17、0.5h內(nèi)用完。 （4）修補(bǔ)面先進(jìn)行毛面處理并清理干凈,在修補(bǔ)前盡可能保持修補(bǔ)面干燥,不能保證修補(bǔ)面干燥時, 修補(bǔ)面應(yīng)達(dá)到陰干無明流水的狀態(tài)。（5）修補(bǔ)前,在基面涂一道厚1mm左右的環(huán)氧基液。涂刷環(huán)氧液和修補(bǔ)環(huán)氧砂漿交叉進(jìn)行，以確保施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。填補(bǔ)環(huán)氧砂漿時,用手觸探涂抹基液面,出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象后,方可填補(bǔ)環(huán)氧砂漿。（6）填補(bǔ)環(huán)氧砂漿時, 環(huán)氧砂漿按每層厚2cm左右鋪料和搗實(shí)，每層搗實(shí)到表面用木板反復(fù)拍打搗實(shí)直至表面出現(xiàn)漿液,方可填補(bǔ)下一層環(huán)氧砂漿,作為永久面時,表面用鐵抹子壓光抹平。（7）環(huán)氧砂漿修補(bǔ)完成后,應(yīng)養(yǎng)護(hù)5-7天, 養(yǎng)護(hù)溫度控制在20±5。修補(bǔ)部位在養(yǎng)護(hù)期的前三天內(nèi)不

18、應(yīng)受水浸泡或其它沖擊。（8） 外觀控制：平整光滑，無龜裂,接縫橫平豎直無錯臺。內(nèi)部質(zhì)量：環(huán)氧膠泥凝固后，用小錘敲擊表面，聲音清脆者合格，聲音發(fā)啞者鑿除后重新修補(bǔ)。4.4環(huán)氧漿液化學(xué)灌漿 裂縫寬度大于0.2mm及貫穿性裂縫隙,擬采用親水性較好的丙酮糠醛系環(huán)氧漿液進(jìn)行灌漿, 主要工藝措施如下: （1）裂縫灌漿出漿點(diǎn)水平或垂直裂縫方向控制間距按40cm控制,沿裂縫表面采取騎縫埋入灌漿嘴的方式,裂縫深度超過40cm后,采取鉆斜孔方式穿過裂縫面,孔內(nèi)填入灌漿管。 （2）裂縫表面采取水玻璃水泥砂漿封堵時,先用紙類材料浸泡水玻璃后,沿縫面粘貼,然后在其表面填水玻璃水泥砂漿。立面水玻璃水泥砂漿填筑時,將水玻璃水泥砂漿搓成條,待手握有硬感時填筑,并用鐵抹進(jìn)行壓實(shí)。 （3）為減少鉆孔填管孔內(nèi)沾漿量,鉆孔內(nèi)填灌漿管前,孔內(nèi)可填入米粒石。 （4）灌漿前采用風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)檢查,對相互串通的孔進(jìn)行標(biāo)注。 （5）灌漿從低處