引水隧洞混凝土外观缺陷处理施工技术

2012-08-15李功强

黑龙江水利科技 2012年9期

李功强

(国电四川发电有限公司，成都 610221)

1 工程概况

松林河洪一水电站引水隧洞(无压过水隧洞)长5 638.787 m，进口底板高程1 527.00 m，出口底板高程1 524.181 m。混凝土衬砌采用C20(二)，浇筑厚度50 cm主要采用钢模台车和组合钢模板，混凝土罐车运输，输送泵入仓的方式浇筑。本工程于2009年4月30日完成施工，在施工过程中虽严格按照规范要求等进行施工，但仍然出现了蜂窝、麻面、错台等质量缺陷。

2 混凝土表面缺陷的分类及原因分析

通过在过程中检查，主要出现的混凝土外观缺陷有蜂窝麻面、露筋、空洞、面不平整、错台、挂帘及裂缝等，具体分析如下:

2.1 表面不平整、错台、挂帘

表面不平整、错台及挂帘是指混凝土表面凹凸不平、混凝土仓与仓的结合部位未能平顺连接等。其形成主要原因是:①模板凹凸不平或模板加固不牢等原因导致混凝土产生鼓包突起;②模板拼接不严混凝土浆液流到已浇筑面形成挂帘;③混凝土仓与仓的结合部位模板未能平直连接或加固不够，产生错位或跑模等。

2.2 麻面

麻面是混凝土表面缺浆等形成无数绿豆大小的不规则的小凹坑。其主要原因是:①模板表面粗糙、不平滑，有硬水泥浆垢或其它附着物未清除干净;②脱模剂涂抹不均或涂在钢模板上的油质脱模剂过厚，液体残留在模板上;③混凝土浇筑过程中，中间间歇停留时间过长，振捣时已有部分混凝土凝固;④模板补缝不严密而轻微漏浆。

2.3 露筋、空洞

露筋是由于保护层不够结构钢筋没有被混凝土包裹而外露，或混凝土出现蜂窝等缺陷造成钢筋外露，空洞是指混凝土出现架空现象。混凝土出现露筋、空洞的主要原因有:①漏放保护层垫块或垫块位移;②混凝土浇筑时投料距离过高过远，又没有采取防止离析的有效措施;③混凝土运输车卸料入料斗时或运输过程中有离析又未重新搅拌;④钢筋较密集，粗骨料被卡在钢筋上，加上振捣不足或漏振;⑤混凝土塌落度太小而又振捣不足。

2.4 蜂窝

蜂窝就是混凝土结构中局部疏松，骨料集中而无砂浆，骨料间形成蜂窝状的孔穴。其主要原因是:①混凝土拌和不均，骨料与砂浆分离;②卸料高度偏大，料堆周边骨料集中而少砂浆，未作好平仓;③模板破损、漏浆严重;④混凝土振捣不充分，未达到返浆的程度。

2.5 裂缝

裂缝分为干缩裂缝、温度裂缝和外力作用下产生的裂缝。其主要原因是:①混凝土温控措施不力;②所浇混凝土冷却和养护不善;③有外力作用于混凝土结构，如所浇混凝土过早承受荷载等受到外力影响，以及混凝土结构基础不均匀沉陷等。

2.6 金属外露件

本文金属外露件主要指因施工方法需要或者其它因素造成在施工过程中不可避免的外露钢筋头等。

3 混凝土缺陷的处理措施

洪一水电站引水洞混凝土表面缺陷主要通过目检，麻面、露筋和表面可见的蜂窝与空洞可在拆模后直接目检发现，裂缝在后期过程中通过检查中发现。对检查出的缺陷进行了认真分析，并制定了相应的处理措施，简述如下:

1)对边墙、顶拱表面不平整、错台部位进行角磨机打磨处理，对跑模等原因形成的错台较大部位先采用人工凿除，然后再利用角模机打磨处理;底板平整度不够(＞5 cm)的部分，对底于大面的部位进行凿毛处理，并浇筑C20一级配混凝土。

2)对于麻面、气泡进行表面抹浆修复。修复时首先将缺陷部分清洗干净，保持表面湿润而不能积水，然后用干净的麻布或橡胶海绵抹子在整个表面上擦抹砂浆，以填满所有的气孔和凹坑。

3)蜂窝及局部架空、露筋部位:①将修补部位的松散部分及突出部分凿去，上部向外倾斜，下部水平;②用高压水及钢丝刷将基层冲洗干净，并使旧混凝土内表面充分湿润;③修补用的水泥品种应与原混凝土的一致，混凝土强度等级应比原设计高一级，混凝土可加微量膨胀剂;④浇筑修补时，外部应比修补部位稍高，待修补部分达到结构设计强度时，凿除外倾面并打磨处理。

4)裂缝:本工程裂缝主要出现在底板部位，通过分析主要是由于该段为Ⅲ类围岩，底板混凝土厚度仅30 cm，且只有表面布置一层钢筋网。在底板混凝土浇筑完成，随即进行了边墙混凝土，而两侧边墙混凝土浇筑厚度达到65 cm，且边墙浇筑采用重达100 t的钢模台车。在底板混凝土强度未达到设计强度，而设计又未充分考虑施工荷载的情况下，施工时钢筋保护层过大(过程控制不力)等不利因素的综合影响下，底板中部出现一条纵向长约3 m，深约15 cm左右的裂缝。对该部位处理主要采用将裂缝左右宽10 cm范围内混凝土进行凿除到密实部位，采用C25一级配混凝土浇筑回填。

5)表面钢筋头及外露金属件:本工程的钢筋头及外露金属件(主要为型钢支撑拆除所留的部分)主要出现在Ⅴ类围岩组合模板浇筑段，对钢筋头主要采用手持砂轮机紧贴混凝土面将拉筋头割除，切割后的钢筋头应低于混凝土表面2 mm，对无法采用砂轮机直接割除的外露型钢件，将四周混凝土凿除，凿除范围以在满足割除的条件下越小越好，凿除深度5 cm(保护层厚度)。凿除后再利用氧气将外露型钢件割除，采用环氧砂浆对凿除部分修补。

4 缺陷的预防措施

混凝土表面缺陷虽然难以避免，但通过过程控制，并采取切实可行的预防措施，缺陷出现的机率将大大降低，通过本工程的处理及经验总结，简单介绍如下:

4.1 混凝土麻面的预防措施

①模板表面应平滑;②脱模剂涂擦要均匀，模板有凹陷时，注意将积水拭干;③模板表面要洁净，旧模板残浆等附着物必须清理干净;④新拌混凝土必须按水泥或外加剂的性质，在初凝前振捣;⑤尽量将气泡排出;⑥浇筑前先检查模板拼缝，对可能漏浆的缝，设法封嵌。

4.2 蜂窝、露筋、空洞的预防措施

①浇筑混凝土前应检查垫块情况;②应采用合适的混凝土保护层垫块或支撑;③浇筑自由卸料高度不宜超过2 m;④浇灌前检查混凝土有无离析;⑤搅拌站要按配合比规定的规格使用粗骨料;⑥振捣应选用适应的振捣设备，加强振捣，钢筋较密及边角部位应特别注意;⑦止水及预埋件部位，用人工协助捣实，在钢模周边用抹子插捣。

4.3 混凝土裂缝及掉角缺损等预防措施

①模板及支撑系统应经过精心设计，具有足够的刚度、强度和稳定性，以满足上部荷载的需要;②配合比设计要合理，过程中严格混凝土的水灰比，使其具有良好的和易性;③重视混凝土浇筑完毕后养护工作，保证混凝土表面始终处于湿润状态;④严格控制施工荷载，适当放慢施工速度，本工程底板产生裂缝的主要原因是结构混凝土未达到一定强度，而施工荷载过大而造成的;⑤严格拆模时间，防止拆模过早，拆除时严禁强撬硬别，用力过猛，损坏结构。

4.4 对错台、挂帘的防止措施

①制定完善的模板及支撑系统方案，过程中严格控制;②下层模板拆除时最好预留一块且不松动，或沿边线打磨并清理杂物后再安装模板;③模板之间拼缝应严密，防止浇筑是漏浆;④对拉筋孔及其它孔洞等有可能造成漏浆的部位，要提前采取措施进行封堵;⑤混凝土浇筑过程中要避免外力对支撑系统形成破坏或位移，安排专人检查模板及支撑。

以上针对各种不同的外观缺陷预防进行了简单介绍，但产生缺陷的原因和预防措施不限于此，其中混凝土拌和物将对各种质量缺陷都会有重要影响，因此在过程中应严格控制，特别是要严格按照配合比进行拌制和运输。拌制混凝土时，必须严格遵守试验室签发的配料单进行称量配料，避免人员的随意性，严禁擅自更改。试验人员应及时跟踪检查，根据检测结果进行必要的调整。