化学灌浆在溢洪道堰体混凝土裂缝处理中的应用

代 涛，江山红，穆连萍

（1.长江科学院，湖北 武汉 430015；2.长江规划勘测设计研究院，湖北 武汉 430000；3.辽宁省防汛抗旱办公室，辽宁 沈阳 110003）

白莲河水库位于湖北省浠水县白莲河镇，该水库是一座灌溉、发电为主，兼顾防洪、水产养殖和航运等综合利用的大Ⅰ型水库。白莲河水库由于第二溢洪道堰体混凝土出现裂缝，为了保证结构的安全使用，对产生裂缝的部位采取化学灌浆与粘贴纤维布相结合的综合处理措施进行补强加固。

1 裂缝灌浆加固

针对该工程具体情况，对裂缝采用表面粘贴灌浆嘴与打斜孔埋设灌浆管相结合的方法进行灌浆施工。

1.1 施工准备

1）主要材料：“巨成”牌WEP注缝胶、WSS密封胶和IFS无机快速封堵料。

2）主要施工机具：角磨机、空压机、吹风机、水钻、电锤、低压灌浆器、灌浆嘴、天平、小胶桶、量筒、注射器或其他计量工具、调胶棒、棉纱、凿子、锤子、导管、手电筒等。

1.2 施工方法

施工工序流程：施工准备→裂缝灌浆→粘碳纤维布→表面防护→结束。裂缝处理控制工艺流程见图1。

1.2.1 斜孔清理

在裂缝两侧钻交替布置的深浅孔（甲方钻孔），做好裂缝钻孔登记表、裂缝分布及钻孔布置图，通过风压将孔内清理干净并通过风压清除裂缝表面的混凝土尘垢和泥垢。

1.2.2 埋设灌浆嘴和灌浆管

裂缝表面处理完后，用WSS密封胶将灌浆嘴粘贴在裂缝的交叉处、较宽处、端部或经拓宽处理的缝口部位，灌浆嘴的间距为300～500 mm。原则上，缝窄应密、缝宽可稀，再在斜孔里面埋设灌浆管并按照灌浆的顺序给灌浆嘴和灌浆管编号。

图1 裂缝处理控制工艺流程图

1.2.3 裂缝密封

灌浆嘴管埋设好后，沿缝用IFS密封材料进行密封，封好的缝表面应光滑、平整，边缘与混凝土面应紧贴。

1.2.4 密封检查

待封缝胶达到强度后，对埋管及封缝进行灌前试漏检查，采用空压试气表面涂抹肥皂水，检查封缝效果，压力为0.2 MPa，并记录注入量。凡渗漏处应予修补，密封至不漏为止。

1.2.5 浆液配制

WEP结构注缝胶由专人配制，浆液的配制比例必须准确即严格按说明书进行配制，搅拌均匀，准备4台灌浆机，根据吸浆大小分批配浆，随配随用，配制完毕后应立即灌注并应尽快用完。固化剂的加入过程为放热过程，故配制过程中应缓慢加入固化剂等材料并搅拌均匀使其充分散热，控制浆液温度在30℃以内，浆液不再升温后才能灌浆。浆液每次调制时可根据缝的宽度、施工温度及注浆时的进浆速率、进浆量来调整浆液的一次配浆量及粘度。第一批配浆量应略大于孔管占浆量，以保证浆液低粘度，提高灌浆质量节省浆材。

1.2.6 灌浆

灌浆顺序由中间向两端端，对于竖直裂缝，灌浆从下到上，交叉多孔并注。灌浆前应将全部孔打开，并分级加压（0.05，0.1，0.15，0.2）当灌浆孔在某一压力下其吸浆量为零或小于0.01 L/min时即可升压一级，当灌浆顺利进行并使出气孔出浆后，再把其作为进浆孔再进行灌注，依序进行，如不进浆，并屏浆5 min方右结束灌浆，再对灌浆嘴进行密封。待浆液初凝后即可拆下灌浆嘴。

1.2.7 质量检测和标准

1）保证项目。灌浆材料的物理力学性能指标必须符合施工及验收规范的规定，检查产品出厂合格证，试验资料的技术性能指标，现场取样试验；密封材料符合施工标准的有关规定，检查出厂合格证及试验资料的技术性能指标。

2）基本项目。灌浆嘴骑缝时对位必须准确，骑缝口无灰尘等杂物堵塞。

3）检测。灌浆效果直观检测法，通入压力水或压缩空气检验灌浆效果。其方法具体为：打检查孔（孔径32 mm、孔深100～150 mm）后进行单点法压水，压水检查压力为0.3 MP

a。在稳定压力下，每隔3～5 min测读一次进水量，连续4次读数中最大值与最小值之差小于1 ml/min时，试验压水结束，取最终值为计算值，计算单位吸水量。合格标准执行DC/T5148-2001。灌浆效果检测，灌浆完工15 d后用地质钻机取芯，直径为φ100 mm随机抽取，钻芯数量为2组共6件。芯样可检查裂缝填充的饱满度，芯样作抗压强度试验，检测粘接效果，达到相应龄期混凝土抗压强度为合格。

4）应注意质量问题。浆液配制时因搅拌不均匀而至浆液在缝体内不均匀固化；灌浆嘴和灌浆管的孔口未堵塞好，浆液未初凝前因此漏浆而至缝体内出现空洞，施工时用来堵塞的螺栓应缠好生胶带，再拧紧，灌浆管要绑扎好；当封缝面出现渗漏应立即停止施灌，重新封闭后再注浆；胶液如出现过稠现象应废弃，废弃浆液放置于废旧的容器内，待凝固后清出施工现场；如裂缝不吸浆，应检查灌浆嘴是否对准裂缝，并根据实际情况重新埋灌浆嘴。

5）质量记录。原材料的产品合格证和现场抽样检测资料；裂缝灌浆的记录；隐蔽工程检查验收资料及质量检验评定资料。

2 外粘碳纤维布

2.1 施工准备

1）主要材料：碳纤维布、碳纤维粘结胶。

2）主要施工机具：角磨机、吹风机、天平。

2.2 操作工艺

2.2.1 工艺流程

粘贴碳纤维布应按以下流程进行施工：按设计图纸确定加固混凝土区位→对被粘混凝土表面处理→WSX底胶配制并涂刷→使用不平整修补材料找平处理→WSX浸渍胶配制涂刷→粘贴碳纤维布→WSX表层胶配制并涂刷→固化与养护→自检与修补→表面粘砂。

2.2.2 结构表面处理

1）对被粘混凝土表面用角磨机打磨，以除去表面的浮浆、油污等杂质，直至完全露出新面，打磨应平整，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状。

2）用无油压缩空吹除粉尘，使得表面干净并保持干燥。

3）涂刷WSX底层胶。WSX底层胶为

A，B两组份，使用前应按产品使用说明规定的比例先后置于容器中，用电动搅拌器均解剖学搅拌，搅拌时间不得少于3 min，直至胶的色泽均解剖学，完全无色差，一次配胶不宜过多，随用随配。搅拌用容器内不得有油污，应避免任何杂质进入容器。再用滚筒刷或毛刷均匀涂抹于混凝土表面，胶层厚度应满足设计要求。等胶体表面指触干燥后，再进行下一步施工。

4）找平。待WSX底层胶指触干燥，混凝土表面若凸凹不平，用高强修补材料填平。用找平胶对混凝土表面不平整地平找平，模板接头处等出现高差的部位也应用高强修补材料填补平整。

5）纤维布粘贴。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，规格150 mm×1000 mm，间距150～200 mm，应尽量避免搭接。如若搭接，则维布沿纤维方向的搭接长度按设计要求进行或不得少于100 mm。调制WSX浸渍胶（方法同WSX底层胶），然后均匀涂抹于所要粘贴的部位，胶层厚度应满足设计要求。在搭接、拐角等部位要多涂抹一遍。粘贴碳纤维布，用特制的滚筒或批刀沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，并使粘贴用粘结剂充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待纤维表面指触干燥后方可进行下层的粘贴。在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹WSX表层胶。

6）防护与整饬。在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹WSX表层或浸渍胶同时在其表面粘一层砂，使其表面粗糙易于外表粉刷和混凝土浇筑。

2.3 施工质量检验和验收

1）表面处理检验：混凝土表面处理后应平整，无剥落、蜂窝、腐蚀、裂缝等劣化和损伤现象，且应清洁干燥、无油污，拐角粘贴处要有倒角圆弧。

2）不平整修补检验：要求表面无明显的凹凸现象。

3）树脂涂刷检验：树脂涂刷应均匀、表面无流淌，涂刷厚度应满足能渗透至碳纤维布表面。

4）浸渍WSX胶检验：碳纤维布粘贴后，表面应有均匀浸透至表层的粘贴树脂，且无气泡，浸透程度达到指触有湿感。

5）其他检验：每一道工序结束后均应按上述要求进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工，多层粘贴应重复上述步骤。

6）工程质量验收：工程质量验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以声音来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实的现象应采用针管注胶的方法进行补救。

在裂缝灌浆中，根据裂缝宽度、深度及进浆速度，适当调整灌浆压力和灌浆时间，可以使灌浆效果明显提高。