关于混凝土裂缝处理方案的探讨

□张士新 □郝学刚（河南省豫北水利勘测设计院）

□刘春芳（安阳县水务局）

一、防渗面板裂缝概况：

马家岩水库工程大坝坝型为砌石重力坝，自坝基混凝土顶部489.4m高程起，坝体上游迎水面和下游原河床512.25m高程以下分设混凝土防渗面板。面板沿坝长方向设伸缩缝，500m高程以下分缝宽度为15m，500m高程以上分缝宽度为9m。

防渗面板于2006年5月5日开始施工，在2009年2月28日发现上游面板出现多条裂缝。裂缝集中在高程514～528m，桩号0+118～0+154、0+18l～0+226。坝体两侧裂缝集中，中部未发现裂缝。裂缝位置比较规则，在面板中线4.5m附近，呈纵向，其中14块贯穿整块面板高度，8块未贯穿。516～520m高程15号面板和520～524m高程17号面板裂缝较为明显外，其他裂缝均不明显（不近处细致观察不能发现）。经由中心实验室取芯观察裂缝呈直线向内延伸。

二、裂缝处理方案

对于开度0.2mm以上或深层及贯穿裂缝，先进行化学灌浆处理，化学灌浆材料种类很多，其中环氧浆液具有强度高、收缩小的优点，因此针对有补强要求的裂缝多采用环氧灌浆。化学灌浆一方面对裂缝起到防渗作用，另一方面，可以恢复被破坏混凝土面板的整体性。然后，在灌浆的裂缝表面涂刷手刮聚脲，对裂缝进行双重防护。

三、化学灌浆材料

SK-E改性环氧灌浆材料，是一种具有较高粘结强度及防渗特性的改性环氧化学灌浆材料，主要用于补强及防渗。这种材料粘度低，可灌性好，可渗入0.2mm混凝土裂缝和微细岩体内，与国内外的同类材料相比，其早期发热量低、无毒性、施工操作方便，是较理想的混凝土补强加固材料。该材料具体性能指标如表1。

*纯浆体抗拉：采用“8”字砂浆试模，室温成型，养护1个月，测得抗拉强度。

表1 SK-E改性环氧系列浆材性能指标表

*粘接抗拉强度：采用“8”字砂浆试模，人为拉断后，浸水使粘接面呈潮湿状态，涂浆液粘接，养护1个月后测得抗拉强度。

四、灌浆施工工艺流程

（一）布孔

按骑缝孔形式埋设灌浆嘴，灌浆嘴距20～30cm（根据缝宽和裂缝类型布置，缝越宽孔距越近，贯穿裂缝布孔要近），一条缝至少布3个灌浆嘴，灌浆嘴兼起排气嘴和出浆嘴作用。

（二）基面清理

利用角磨机将裂缝两侧5cm范围内基面灰尘、杂物清理干净。

（三）灌浆嘴粘贴，封缝

按照布孔位置粘贴灌浆嘴，并利用结构胶封缝。

（四）压气试验、试漏

压气的主要目的是为了解灌浆孔（嘴）与裂缝畅通情况，以确定是否可以灌浆，或是否需要重新埋灌浆嘴，检查封缝是否有效，有无漏气现象，压气所用的压力不得超过设计灌浆压力，灌浆压力为0.1～0.4MPa。

（五）配制浆液

根据处理裂缝的要求配制浆液，本次灌浆采用SK-E改性环氧灌浆材料。

（六）灌浆

灌浆前，应将所有孔（嘴）上的阀门全部打开，用压缩空气将孔内、缝内的积水尽量吹挤干净，并争取达到干燥或无水状态，然后准备灌浆。根据裂缝情况选择灌浆方法，对细微裂缝，需用较长凝结时间的浆液；对较宽裂缝，需用较短凝结时间浆液。

灌浆顺序按由深到浅，由下而上的顺序进行灌浆，灌浆压力为0.1～0.4MPa，当上部灌浆嘴有浆液流出时，及时塞紧上部漏浆的灌浆嘴。灌浆的结束标准是以不吸浆为原则，如吸浆率＜0.01L/min，并维持适当时间（一般15min），亦可作为结束标准，停止灌浆。

（七）冲洗灌浆设备管路

灌浆结束后，关闭孔（嘴）口阀门，立即折卸管路，并用丙酮冲洗管路和设备。

五、裂缝表面涂刷SK手刮聚脲材料及施工工艺

SK手刮聚脲由含多异氰酸酯—NCO的高分子预聚体与经封端的多元胺（包括氨基聚醚）混合，并加入其它功能性助剂所构成。本次建议使用的手刮聚脲弹性体材料的主要性能技术指标见表2。

聚脲涂层与底材的粘接面采用中国水利水电科学研究院结构材料所研制的BE14专用界面剂处理，这是一种100%固含量的环氧底漆，该底漆可在饱水和或干表面施工。它是一种特种高性能环氧树脂，含有排湿基团，因此能够在饱和水表面涂装，且具有良好的粘接力，BE14界面剂涂刷后固化时间一般在7h以上，干燥面的粘接强度较潮湿面略高，粘接强度均＞3MPa，7d龄期的粘接强度就接近最大值。

混凝土裂缝灌浆与涂刷聚脲示意图

表2 SK手刮聚脲材料的主要技术指标表

SK手刮聚脲的施工工艺为：裂缝化学灌浆结束，待灌浆材料达到龄期有一定强度，凿除清理掉灌浆嘴。首先用角磨机打磨（宽20cm，长度超出裂缝缝端20cm）混凝土裂缝面，再清除混凝土表面的灰尘、浮渣。混凝土表面清理干净后，用专用腻子填补混凝土表面较大的孔洞，待孔洞填补好后，涂刷潮湿面界面剂（宽18cm），待界面剂表干后，刮涂SK手刮聚脲弹性体涂层（宽15cm、中间厚3mm）。涂刷完聚脲弹性体涂层后，24h内不能有水浸泡。施工完成的涂层3d后可以达到使用的强度要求。