倒虹吸混凝土裂缝处理技术研究

荣 小 瑞， 祁 涛， 王 连 超

(1.中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860；2.河南省河川工程监理有限公司，河南 郑州 450000)

混凝土施工过程中，不可避免地会发生一些质量通病。如果这些质量通病不能根除，将影响结构的安全。裂缝作为大体积混凝土工程的质量通病之一已得到越来越广泛地重视。如何有的放矢地选择裂缝处理材料、采用合适的处理方法，以最大限度地消除裂缝对结构安全的影响是大体积混凝土工程中面临的重大难题。

1 工程概述

南水北调鲁山南1段工程位于河南省平顶山市鲁山县境内，设计起点桩号215+811，设计终点桩号229+262。其中河渠交叉建筑物——灰河倒虹吸设计起点桩号216+694，设计终点桩号217+050，总长356 m。倒虹吸管身横断面为4孔2联箱型钢筋混凝土结构，单孔净空尺寸为7 m×7 m(宽×高)。结构设计厚度：底板为1.3 m，顶板为1.3 m，边墙为1.2 m，中墙为1 m。

2 裂缝描述

对灰河倒虹吸的裂缝采用钢尺进行长度量测、读数显微镜进行宽度量测、超声法进行深度量测，并结合裂缝渗水情况及其所在位置进行分析，根据《南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定(试行)》中混凝土裂缝的分类判别标准，灰河倒虹吸的裂缝主要是混凝土Ⅰ、Ⅱ、ⅢI类裂缝，渗水包括面板裂缝渗水，伸缩缝、结构缝渗水。

3 裂缝的处理

3.1 裂缝处理采用的施工用具

基面清理工具：角向磨光机或钢丝刷；

涂刷工具：半硬尼龙刷；

钻孔机具：手持式冲击钻；

灌浆机具：化学灌浆专用注浆针头、注浆机。

3.2 裂缝处理采用的施工方法

3.2.1 裂缝处理材料

(1)Ⅰ类裂缝。

主要采用裂缝表面封闭法，封缝材料为“XYPEX赛柏斯”浓缩剂。

(2)Ⅱ、Ⅲ类裂缝。

主要采用缝内化学灌浆、缝面封闭法联合补强加固，灌浆材料为HK-G低粘度环氧灌浆材料，缝面封闭材料为“XYPEX”浓缩剂。

(3)伸缩缝、结构缝渗水。

主要采用缝内化学灌浆、缝面封闭法联合堵漏加固，灌浆材料为LW水溶性聚氨酯灌浆材料，缝面封闭材料为XYPEX“浓缩剂”。

3.2.2 裂缝处理施工工艺

(1)Ⅰ类裂缝。

Ⅰ类裂缝处理采用表面封闭法，其施工流程为：基面清理→润湿→制浆→涂刷第一道“XYPEX”浓缩剂灰浆层→涂刷第二道“XYPEX”浓缩剂灰浆层→涂刷第三道“XYPEX”浓缩剂灰浆层→养护→后期观测。

①基面清理。

使用钢丝刷或角向磨光机将裂缝两侧各5 cm、两端各10 cm范围内混凝土基面的浮浆、薄弱表层等清除干净。

②基面湿润。

采取压力水枪冲洗混凝土表面，使基面含水达到湿润状态为准，不留明水。

③制 浆。

“XYPEX”浓缩剂按体积比进行配制，干粉∶水(净水)=5∶2，调成糊状。

④涂 刷。

当基面达到必备的湿润条件后，“XYPEX”浓缩剂涂刷时应注意来回的用力度，采用专用半硬的尼龙制，保证凹凸处满涂；涂刷厚度≥1 mm且保证涂刷厚度均匀；涂刷过程中交替改变涂刷方向，先后搭接宽度应保证在3～5 cm。

涂刷分三遍进行，下一遍涂刷应待上一遍涂料初步同化(约1～2 h)后再进行。当上一道涂料干燥过快时，应浇水湿润后进行下一遍涂刷。

⑤养 护 。

当涂层固化到不会被喷洒水损害时开始养护，养护时间为28 d，养护温度不低于5℃，养护期间应保证有足够的喷水次数以确保处理面一直处于湿润状态。

(2)Ⅱ、Ⅲ类裂缝(包含面板渗水性裂缝)。

Ⅱ、Ⅲ类裂缝的处理采用化学灌浆法，其施工工艺流程为：基面清理→确定注浆口→灌浆→灌浆孔处理→缝面封闭→养护→后期观测。

①基面清理。

基面清理方法同I类裂缝。

②确定注浆口。

使用手持冲击钻沿缝钻孔埋针头，孔径为16 mm，孔深为缝深的1/3～1/2，孔间距为20～30 cm。钻孔完成后用压缩气体将孔内的杂物吹净，以保证注浆孔通畅并将钻孔统一编号。

③灌 浆。

灌浆材料采用HK-G低粘度环氧灌浆材料。

a.灌浆料的配制。

HK-G低粘度环氧灌浆料的配制按A∶B=5∶1的比例配制浆液，将两组份充分混合均匀将混合料的温度控制在35℃以下。

b.灌浆次序。

混凝土竖向裂缝灌浆自下而上、自深至浅进行；混凝土水平裂缝(包括接近水平状的裂缝)灌浆自里向外、自一端向另一端进行。灌浆时按钻孔的编号顺序依次灌浆。

灌浆压力为0.3 MPa，灌浆过程中逐级提升灌浆压力，每级提升0.05 MPa。

从第一个灌浆孔开始灌浆，当未灌浆孔出浓浆时，将未灌浆孔封闭，继续在原灌浆孔灌浆，直至原孔在规定压力0.3 MPa下不再吸浆或吸浆量小于0.03 L/min时再换灌临近未出浓浆或未出浆的灌浆孔，每条缝最后一个灌浆孔的灌浆吸浆量小于0.03 L/min并持续延灌10 min后即可结束灌浆。

c.灌浆孔的处理。

待灌浆孔内的浆液固化后，去除灌浆针头，将灌浆孔周围及缝面溢出的浆液清理干净。

d.缝面封闭。

缝面封闭材料采用“XYPEX”浓缩剂，按体积比进行配制，干粉∶水(净水)=5∶2调成糊状后沿裂缝表面涂刷，宽度约为5 cm。

e.养 护。

养护方法同I类裂缝的处理方法。

f.后期观测。

处理完成后进行定期观测，检查处理效果，必要时跟踪监测。

(3)伸缩缝、结构缝渗水的处理。

对于伸缩缝、结构缝渗水的处理采用化学灌浆法，其工艺流程及方法同Ⅱ、Ⅲ类裂缝的处理方法，灌浆材料为LW水溶性聚氨酯灌浆材料。

4 结 语

以环氧、聚氨酯灌浆料与“XYPEX”浓缩剂为材料，采用内部化学灌浆、表面封闭处理的施工方法，在倒虹吸混凝土裂缝处理中取得了良好的工程效果，并在一定程度上节约了施工成本，该方法已越来越广泛地应用于一些大体积混凝土工程裂缝处理中。

参考文献：

[1] 马建革，潘志新，马 伟.混凝土缺陷处理技术及应用[M].郑州：黄河水利出版社，2009.