三峽永久船閘輸水廊道砼表面缺陷處理 易立

1、三峽永久船閘輸水廊道砼表面缺陷處理武警水電第二總隊(duì)三峽工程指揮所 副參謀長 易立【摘 要】 三峽永久船閘輸水廊道底板砼表面為高速過流面，拆模后發(fā)現(xiàn)砼表面缺陷較多，存在質(zhì)量隱患，針對這些缺陷提出不同的修補(bǔ)材料和處理工藝進(jìn)行修補(bǔ)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求?！娟P(guān)鍵詞】 缺陷素描 基面處理 缺陷修補(bǔ) 輸水廊道 永久船閘 三峽水利樞紐1 概述 三峽永久船閘是當(dāng)今世界規(guī)模最大、水頭最高、技術(shù)最復(fù)雜的多級船閘，擔(dān)負(fù)著長江“黃金水道”船舶順利通過三峽大壩的重任。船閘投入運(yùn)行后，閘室內(nèi)水位在1213分種升降達(dá)，且一天之內(nèi)數(shù)十次的頻繁變化，船閘大部分的結(jié)構(gòu)部位都直接承受頻繁升降水位的作用，對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及相應(yīng)的止水、排水等可靠

2、性的要求，均高于其他類型的水工建筑物。船閘輸水系統(tǒng)采用了在閘室底板分支廊道頂部分散出水，頂部設(shè)置消能蓋板的結(jié)構(gòu)，輸水廊道平均流速為1020m/s，水流改向頻繁，是最容易產(chǎn)生氣蝕部位。氣蝕一般發(fā)生在高速水流改向或受到干擾，引起局部挑流、繞流，造成負(fù)壓和劇烈的水流脈動(dòng)，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。砼表面粗糙不光滑、外露鋼筋頭、氣孔等部位在長期高速水流作用下，這些產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象的多發(fā)地必將引起表面平整度加劇惡化，從而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。2001年7月份葛洲壩2#船閘檢修時(shí)，就發(fā)現(xiàn)輸水廊道內(nèi)中隔板大面積的氣蝕，原先修補(bǔ)的環(huán)氧砂漿已脫落，內(nèi)部鋼筋暴露并銹蝕，因此輸水廊道砼表面的缺陷修補(bǔ)顯得尤其重要。2 輸水廊道砼表面

3、修補(bǔ)范圍及修補(bǔ)工序2.1 修補(bǔ)范圍輸水廊道砼表面缺陷修補(bǔ)主要是針對：砼表面氣孔、外露鋼筋頭及鐵件、砼表面碰傷或損傷、麻面、掛簾及錯(cuò)臺(tái)等方面。2.2 修補(bǔ)工序缺陷修補(bǔ)工作的關(guān)鍵在于：缺陷是否全部修補(bǔ)完、是否達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，因此修補(bǔ)前必須全面調(diào)查和統(tǒng)計(jì)砼表面存在的缺陷，然后按下列工序進(jìn)行：缺陷素描確認(rèn)、基面處理與驗(yàn)收、修補(bǔ)方案制定與修補(bǔ)、完工驗(yàn)收。3 各工序處理操作工藝3.1 缺陷素描：為了全面反映砼表面的施工質(zhì)量，必須對砼表面存在的缺陷進(jìn)行素描。素描前先用高壓水槍（壓力小于0.2Mpa）將砼表面沖洗一遍，用灰鏟和棉紗等將砼表面清洗干凈，待自然風(fēng)干或烘干后，進(jìn)行砼體型測量（斷面間距按3m布設(shè)、圓

4、弧段應(yīng)加密12m），平整度測量（用3m直尺度量），將不符合要求的平整度及砼表面缺陷一一標(biāo)在素描圖上（素描圖比例以1:100較為合適）。3.2 基面處理輸水廊道邊墻和頂板：垂直水流方向升坎大于3mm，垂直水流方向跌坎大于4mm，平行水流方向的錯(cuò)臺(tái)大于5mm的部分，先在砼表面標(biāo)明修正范圍，用GWS20-180型角磨機(jī)按1:30的坡度將坡面磨平，局部邊角用GBS8-125型角磨機(jī)磨平，要求與周邊砼保持平順連接。輸水廊道底板：垂直水流方向升坎大于2mm，垂直水流方向跌坎大于3mm，平行水流方向錯(cuò)臺(tái)大于5mm的部份，用GWS20-180型角磨機(jī)按1:30的坡度將坡面磨平，局部邊角用GWS8-125型角磨

5、機(jī)磨平，要求與周邊砼保持平順連接。局部突體大于20mm錯(cuò)臺(tái)和掛簾等影響砼表面平整度的部位，應(yīng)采取打磨處理。打磨工具選用扁釬、GWS20-180型 和GWS8-125型角磨機(jī)。先用扁釬鏟除砼表面雜物和灰漿，不能損傷砼。然后用180型大面找平（坡比為1:30）；邊角用125型以同一角度整修。使用角磨機(jī)時(shí)，盡量使用平磨，用力要均勻，以保證砼表面平順光滑，防止出現(xiàn)磨痕。 和砼表面碰傷、損傷部位處理麻面深度5mm的A類麻面，按標(biāo)定的范圍鑿成規(guī)則多邊形,并鑿至堅(jiān)實(shí)的砼基面，平面邊緣用125型切割成直角或鈍角。對深度小于5mm的B類麻面處理以打磨為主，磨除的深度不小于麻面的深度。打磨后若留有較深或較寬的麻面

6、，按A類麻面要求處理，其處理應(yīng)符合下列要求：麻面砼應(yīng)鑿至堅(jiān)實(shí)的砼基面，鑿除的深度應(yīng)達(dá)到最凹部位的深度，并不小于5mm；鑿除后的砼面必須用高壓水槍清掃干凈，除盡已鑿除松裂的砼殘?bào)w。砼表面碰傷和損傷部位按A類麻面處理。氣孔是指砼澆筑過程中氣泡排除不徹底（與振搗和砼引氣劑質(zhì)量和摻量有關(guān)），拆模后砼表面有米粒狀孔眼；砂線是在砼澆筑過程中因倉內(nèi)積水或砼泌水排除不徹底、模板縫隙過大漏漿造成的，模板拆除后，砼表面有一條缺漿的線狀砂層（深度小于5mm）。對這兩種缺陷進(jìn)行基面處理時(shí)先用馬丁或尖頭小錘刮除氣孔表面薄層和砂線內(nèi)松散顆粒，再用高壓水槍（水壓0.150.2Mpa）清除殘留的污垢乳皮。對直徑大于20mm，

7、深度大于10mm的超標(biāo)準(zhǔn)氣孔或氣孔密集區(qū)，按A類麻面處理。外露鋼筋頭采用“喜利得”TE-76取芯鉆機(jī)鉆孔，氧焊切割鋼筋頭處理。鉆頭直徑視鋼筋頭用50mm或68mm均可。開始鉆孔裝小導(dǎo)孔鉆頭，并偏離鋼筋頭鉆進(jìn)25mm，用氧焊切割鋼筋頭，然后去掉小導(dǎo)孔鉆頭進(jìn)行掃孔加深20mm，將砼芯鑿除，高壓水沖洗，保留孔內(nèi)20mm鋼筋頭，以增加填補(bǔ)預(yù)縮砂漿的握裹力。使用“喜利得”TE-76取芯鉆機(jī)時(shí)，鉆機(jī)應(yīng)垂直砼面，防止損傷孔邊砼；一旦發(fā)生損傷情況，則應(yīng)在損傷部位用125型角磨機(jī)切槽，槽深2025mm。外露鋼管處理方法同上，若外露鐵件或鋼筋不規(guī)則或無法使用“喜利得”取芯鉆機(jī)時(shí)，則用125型角磨機(jī)切成60

8、5;60×25mm方槽，氧焊切割鐵件或鋼筋頭，除去鐵碴，加深20mm鑿除燒傷砼，用高壓水沖洗干凈。3.2.5多卡模析定位錐孔、接安螺栓套筒孔處理應(yīng)將留在孔內(nèi)的塑料套清除，并對其孔內(nèi)拉毛（用100型角向電磨機(jī)在桿頭加鋼絲刷對孔壁進(jìn)行拉毛或用高壓水沖毛）。其他處理要求同3.2.4。4 修補(bǔ)方案的制定與修補(bǔ)工藝要求4.1 修補(bǔ)材料的選擇和使用4.1.1 修補(bǔ)材料的力學(xué)指標(biāo)預(yù)縮砂漿：抗壓強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度1.5Mpa。環(huán)氧砂漿：抗壓強(qiáng)度60Mpa，粘結(jié)強(qiáng)度2.5Mpa。環(huán)氧膠泥：抗壓強(qiáng)度45Mpa，粘結(jié)強(qiáng)度2.5Mpa。4.1.2 修補(bǔ)材料配合比的確定結(jié)合國內(nèi)外一些水利樞紐砼表面缺陷修補(bǔ)的成功經(jīng)

9、驗(yàn)，經(jīng)過大量的室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)，各種修補(bǔ)材料配合比確定如下：預(yù)縮砂漿配合比配合比參數(shù)每65升修補(bǔ)材料用量（kg）W/C灰砂比ZB-1A（%）水泥砂水ZB-1A溶液509013）篩的人工砂或河砂，細(xì)度模數(shù)為1.82.0；減水劑ZB-1A溶液的濃度為10%；水為現(xiàn)場施工用水，用水量不宜一次加完，以手抓成團(tuán)，手上有濕痕而無漿為宜。環(huán)氧膠泥配合比組份名稱環(huán)氧基液基液:水泥1438（A組份）1438（B組份）配合比211:(0.50.8)注：1438為上海麥斯特建材有限公司生產(chǎn)的雙組份（A、B）環(huán)氧基液；水泥為中熱硅酸鹽42.5Mpa水泥；以上配合比環(huán)氧基液A:B為體積比，基液:水泥為重量比。環(huán)氧砂漿配合

10、比組份名稱改性E44環(huán)氧NE-固化劑砂配合比3112注：NE-型雙組份（改性E44、NE-）為水電十一局科研所生產(chǎn)；砂為自然風(fēng)干后過1.6mm（或2.5mm）篩；配比為重量比。R28300D150S8一級配砼配合比配合比參數(shù)每方砼材料用量（kg/m3）W/C粉煤灰摻量（%）砂率（%）水泥粉煤灰人工砂小石水ZB-1ADH92040280707361104140注：水泥為中熱硅酸鹽42.5Mpa水泥；粉煤灰為業(yè)主指定供貨廠家；砂為下岸溪人工砂石料；ZB-1A和DH9。粘結(jié)面涂刷基液配合比名稱配合比預(yù)縮砂漿修補(bǔ)環(huán)氧膠泥修補(bǔ)粘結(jié)面涂環(huán)氧基液,配合比1438（A）:1438(B)=2:1環(huán)氧砂漿修補(bǔ)粘結(jié)

11、面涂環(huán)氧基液，配合比為E44:NE-=3:1E44為改性環(huán)氧，NE-為固化劑。根據(jù)各類缺陷的深度、大小和范圍，確定各種修補(bǔ)材料的應(yīng)用范圍如下：環(huán)氧膠泥，用于深度15mm缺陷的修補(bǔ)；環(huán)氧砂漿，用于深度520mm缺陷的修補(bǔ)；預(yù)縮砂漿，用于深度2050mm缺陷的修補(bǔ)；一級配砼，用于深度>50mm缺陷的修補(bǔ)。除根據(jù)缺陷基面處理深度選定修補(bǔ)材料外，還需結(jié)合鑿?fù)诿娣e及形狀進(jìn)行選擇，原則上修補(bǔ)面積增大后應(yīng)對基面加深，以選擇預(yù)縮砂漿或一級配砼為宜。4.2 各種修補(bǔ)材料的工藝要求預(yù)縮砂漿拌制材料稱量必須嚴(yán)格按配合比進(jìn)行，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適當(dāng)增減用水量，拌制好的砂漿以手握成團(tuán)，手上有濕痕而無漿為宜。拌制好

12、的砂漿應(yīng)用塑料布遮蓋存放0.51小時(shí)后使用（注意砂漿不得受陽光直射并遠(yuǎn)離熱源），并控制夏天2小時(shí)，冬天4小時(shí)使用完畢，超過時(shí)間的砂漿不準(zhǔn)使用。修補(bǔ)前，修補(bǔ)面應(yīng)保持濕潤，但不能開成水膜或積水，在基面涂一道水灰比為0.40.5的濃水泥漿，修補(bǔ)深度小于25mm的缺陷一次回填預(yù)縮砂漿,回填時(shí)用手將砂漿握成團(tuán)壓入修補(bǔ)面，用木榔頭錘至表面泛漿，表層用鋼絲刷或竹刷刷毛，再用少量預(yù)縮砂漿回填高度略高于收光面，然后用木板蓋住用木榔頭錘擊，最后用鐵抹子反復(fù)壓光抹平，并與原砼接頭平順密實(shí)。修補(bǔ)深度大于25mm小于50mm的缺陷分兩次回填預(yù)縮砂漿，用木榔頭錘至表面泛漿，層與層之間用鋼絲刷或竹刷刷毛，當(dāng)預(yù)縮砂漿強(qiáng)度達(dá)到

13、70%后進(jìn)行第二次回填。修補(bǔ)深度大于50mm的先回填一級配砼至表面20mm，灑水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)回填砼強(qiáng)度達(dá)70%以上時(shí)，鑿毛沖洗后再回填預(yù)縮砂漿。 預(yù)縮砂漿回填后灑水養(yǎng)護(hù)68天，待修補(bǔ)強(qiáng)度達(dá)到5Mpa以上時(shí)，用小錘敲擊表面，聲音發(fā)啞者鑿除重修，修補(bǔ)完成后表面用125型角磨機(jī)打磨，再用環(huán)氧砂漿基液涂面。環(huán)氧砂漿必須嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行配置。環(huán)氧基液攪拌要用專用攪拌機(jī)，按重量比經(jīng)稱量兩組分后進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不小于8分鐘，基液顏色均勻一致，攪拌后的基液滯停10分鐘后使用。環(huán)氧砂漿拌制同環(huán)氧基液類似，攪拌時(shí)間不少于10分鐘。配置過程嚴(yán)禁混進(jìn)水、油和其他雜物。）沖洗干凈，自然風(fēng)干并保持干燥；有滲水部位不宜采取

14、環(huán)氧砂漿修補(bǔ)。低溫或負(fù)溫施工時(shí)，被涂抹封堵面要預(yù)熱至15以上（且不超過40）。環(huán)氧砂漿修補(bǔ)前，修補(bǔ)基面需先涂一層環(huán)氧基液，使砼表面充分被環(huán)氧基液濕潤，保持良好的粘結(jié)力，在涂抹基液時(shí)，要薄而均勻，對于凹凸不平難于涂抹的地方，應(yīng)反復(fù)多次涂抹，涂刷基液厚度應(yīng)不大于1mm為宜，基液涂刷后要停留一定時(shí)間（一般為3060min），當(dāng)用手觸摸不粘手并能拔絲時(shí)（約50min）再填補(bǔ)環(huán)氧砂漿。涂刷方式可用毛刷或噴槍，為便于涂勻，可在基液內(nèi)加入少量（3%5%）的丙酮。環(huán)氧砂漿修補(bǔ)平面時(shí)應(yīng)攤鋪均勻，每層厚不宜超過1015mm，底層厚度應(yīng)在510mm，并用鐵鏝反復(fù)壓抹，使表面翻出漿液，如有氣泡必須刺破壓緊。環(huán)氧砂漿修

15、補(bǔ)立面時(shí)，要注意與砼面的結(jié)合質(zhì)量，防止脫空或下墜凸出。施工中如發(fā)現(xiàn)脫空必須徹底切割鑿除重新修補(bǔ)。下墜凸出部位必須打磨平整，當(dāng)修補(bǔ)厚度達(dá)到20mm時(shí)，應(yīng)分層嵌補(bǔ)，厚度控制1015mm，一次修補(bǔ)面積控制不應(yīng)大于1.5×3.0m²。斜面或立面修補(bǔ)時(shí)，由于漿液流淌，應(yīng)用鐵鏝不斷地壓抹，并適當(dāng)增加砂漿內(nèi)的填料，使環(huán)氧砂漿稠增大。頂面修補(bǔ)時(shí)極易往下脫落，在涂刷底層時(shí)，可用粘度較大的基液，并力求均勻，層厚以5mm為宜，如超過5mm時(shí)，應(yīng)分層涂抹。環(huán)氧砂漿修補(bǔ)完成后，夏天應(yīng)遮陽防曬，冬天加熱保溫養(yǎng)護(hù)，溫度控制20±5，養(yǎng)護(hù)期57天。修補(bǔ)部位在養(yǎng)護(hù)的前三天不應(yīng)受水浸泡或其他沖擊。環(huán)氧膠泥修補(bǔ)前基面必須清理潔凈，保持干燥。修補(bǔ)應(yīng)分三次或多次進(jìn)行，且來回刮或擠壓，將修補(bǔ)氣泡內(nèi)的氣體排出，以保證孔內(nèi)填充密實(shí)和膠泥與