头屯河水库除险加固工程中丙乳砂浆施工技术的应用

2014-08-15杨红轩

陕西水利 2014年4期

杨红轩

（新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队新疆昌吉 831100）

1 工程概况

头屯河水库除险加固工程项目的泄水隧洞由于工程建设时的施工技术条件限制及多年运行磨损，在混凝土洞壁上出现了许多宽窄不一、长短不同的裂缝和不同程度的磨蚀，裂缝长度累计约350 m，磨蚀面积累计约12m2，隧洞内出现了多处漏水、渗水和凹凸不平麻面缺陷，势必影响到混凝土的耐久性，给隧洞的正常运行埋下了隐患。本次除险加固工程将在实施过程中对隧洞混凝土裂缝和混凝土磨蚀面进行技术处理。

泄水隧洞混凝土洞壁裂缝及麻面缺陷采用凿除缺陷混凝土后抹压填充丙乳砂浆的施工技术处理方法，原因是丙乳材料的特性使得丙乳砂浆终凝后强度较高（经试验，砂浆试块28天抗压强度在35MPa左右），粘结性、防渗性及耐磨性较好；另外丙乳砂浆终凝时间短，强度提升快（经试验，丙乳砂浆抗压试块3天抗压强度可达30 MPa），对于泄水隧洞阴暗潮湿的环境，丙乳砂浆较普通砂浆可极早的达到预期的强度，从而节约了施工工期。理论计算可使泄水隧洞工程完工日期提前一个月，即隧洞导流节点工期可提前一个月。

2 技术处理方案

丙乳砂浆的施工技术处理方法是在缺陷处人工风镐、风枪凿除2cm～5cm深度混凝土，开凿面冲洗干净并干燥后涂刷2mm厚度净浆，拌制丙乳砂浆后分层抹压填充刻槽至表面平整。

3 丙乳砂浆施工

3.1 施工工艺流程

施工准备→确定修复部位→基面凿除（人工凿除缺陷混凝土面）→基面清理→漏水渗水部位处理→涂刷净浆→拌制丙乳砂浆→分层抹压填充丙乳砂浆→养护→检查验收。

3.2 原材料选用

水泥：工程所在地地下水及库区水质中均富含硫酸盐，需使用高抗硫酸盐硅酸盐水泥。泄水隧洞正常运行时为有压隧洞，洞内混凝土被水流冲蚀、杂物磨蚀严重，要求修复用的丙乳砂浆强度等级为M 30，故选用强度等级42.5 MPa高抗硫酸盐硅酸盐水泥。

砂：细度模数2.4～2.8，粒径不大于2.5mm的过筛水洗砂，骨料越细，丙乳砂浆的密实性会越好。

水：泄水隧洞内裂隙水或自水库抽取的洁净库水。

丙乳：速凝型水不漏，质量信誉良好的专业化工公司产品。

3.3 配合比

以试验配合比为基础结合生产性试验，经反复适当调整后确定出以下施工配合比：

①净浆配合比（重量比）：水泥∶丙乳∶水=2∶1∶1。

②丙乳砂浆配合比（重量比）：水泥：砂：丙乳：水=1∶2∶0.3∶0.5(加水量可根据现场水洗砂含水量多少进行适当调整，视丙乳砂浆和易性要求确定)。

③水不漏料团配合比：水不漏粉∶水（重量比）=1∶0.2。

3.4 基面凿除（人工凿除缺陷混凝土面）

基面凿除有两种情况，一种是对混凝土裂缝基面的凿除，另一种是对混凝土磨蚀面的凿除。

①混凝土裂缝基面凿除：沿混凝土裂缝人工刻槽，刻槽宽度约10cm，深度2cm～3cm。过分深入会破坏混凝土内钢筋；深度太小丙乳砂浆与老混凝土的侧面结合部过少，不易粘结牢固。

②混凝土磨蚀面凿除：对于磨蚀深度小于2cm的部位，人工凿除缺陷混凝土厚度2cm～3cm；对于磨蚀深度大于2cm的部位，人工凿除缺陷混凝土厚度5cm。如此要求是要保证将已缺陷的磨蚀混凝土凿除干净，使丙乳砂浆与无缺陷的混凝土完好粘结。

3.5 基面清理

基面凿除工作完成后须用钢丝刷、毛刷将凿毛的基面清理干净，之后用清水冲洗，待施工面处于饱和面干状态时进行后续施工。

3.6 涂刷净浆

按净浆配合比配制净浆，在清理干净的基面上用软毛刷涂刷2mm厚（涂刷2遍～3遍）净浆，要求涂面均匀无遗漏。因净浆具有干硬性，且初凝时间较短，故配置净浆数量视具体情况而定，不宜过多配置，以免浪费。

3.7 抹压填充丙乳砂浆

此为关键工序，技术要求较高，施工控制具有一定难度，应仔细处理以确保施工质量。净浆未硬化前，严格按施工配合比适量配制丙乳砂浆并分层抹压填充，材料必须称量准确，应使用偏差小于5 g的电子秤计量。丙乳砂浆亦具有干硬性，一次配置数量不宜过多，以免初凝，需多次少量配置，初凝的丙乳砂浆须作废处理。配置时先将水泥和砂拌制均匀后再添加水及丙乳，充分拌和均匀，一般宜按30min～45min的使用量控制。为保证丙乳砂浆的密实度，丙乳砂浆的抹压填充不能一次完成，应分层抹压填充，每层厚度控制在7mm左右，抹压填充层过厚不易粘接易脱落。抹压填充第二层砂浆应在第一层初凝前进行，且需在第一层表面做钢丝刷拉毛处理，处理过程要用力适度，避免砂浆脱落或拉毛效果不明显。抹压时采用倒退法进行，即加压方向与刚抹压砂浆层前进方向相反，要求抹压的丙乳砂浆层密实且表面平整光滑无气孔。丙乳砂浆抹压填充到位后，表面与原混凝土表面齐平，应用力压实，注意抹压始终一个方向，不要来回往复，否则易产生脱落。抹压填充密实平整的丙乳砂浆干硬较快，不需做二次压光处理。

3.8 养护

丙乳砂浆抹压填充完成表面略干后（约4小时）采用草帘覆盖人工洒水养护，保持丙乳砂浆面层始终为潮湿状态。养护时间不少于14天，养护不到位砂浆表面易产生干缩缝。

3.9 特殊情况处理

（1）对于混凝土裂缝中有明显漏水点的处理。在抹压丙乳砂浆前须先堵漏，使用小型手持冲击钻将漏水点钻造出深度约5cm的孔洞或坑槽，孔径或槽宽1cm左右，然后将孔洞或坑槽内的污物和尘渣冲洗干净，待无积水后将速凝型水不漏按施工配合比拌和均匀反复揉捏成料团，团料直径约1cm，稍硬后塞进孔洞或坑槽内，用木棒或其它工具用力振捣密实，直到填满止漏为止。

（2）对于基面渗水的处理。采用人工开槽，在刻槽内嵌入塑料软管，软管口径不宜大于1cm，刻槽的宽度和长度由塑料管的口径和渗水面的长度确定，刻槽深度约3cm～5cm，嵌入刻槽内的塑料管内侧用刀片切开，目的使渗水进入管内，然后用水不漏料团从上至下全部抹压填充刻槽，直到刻槽填满渗水由管口流出，之后用丙乳砂浆将整个修补部位抹压填充密实。最后处理出水管口，出水管口的处理方法与漏水点的处理方法相同。

4 工程质量检验

工程实施过程中按规定的检测要求制作了5组M30丙乳砂浆抗压试块，抗压强度在33.2 MPa～35.9 MPa之间，均达到合格标准。泄水隧洞内混凝土裂缝和混凝土磨蚀面采用丙乳砂浆抹压填充处理后，漏水、渗水得到了有效的控制，全部集中自排水孔内导出，其它部位再未出现渗漏。泄水隧洞经过一年正常运行后，未出现丙乳砂浆脱落现象，说明丙乳砂浆的强度和粘结性符合设计要求。