闸墩表面防碳化处理技术

万 泉 陈 勇 蔡玲玲

（1.江苏省江都水利工程管理处，江苏 扬州 225200；2.江苏淮源工程建设监理有限公司，江苏 淮安 223005）

1 工程概况

万福闸位于扬州市以东10 km的廖家沟上，是淮河入江水道主要控制建筑物之一，也是淮河入江水道归江控制工程中最大的口门，承担着淮河中上游约65%洪水入江的任务。工程兴建于1959年，闸室共65 孔，为开敞式钢筋混凝土结构，每孔净宽6 m，总净宽390 m，设计流量8270 m3/s，属大（1）型水闸、水工Ⅱ级建筑物。工程自1962年建成以来，在防洪保安、引江灌溉、调蓄优化通航环境、改善工业及生活用水等方面发挥了极其重要的作用，综合效益十分显著［1］。

万福闸建设年代较早，受当时经济条件的限制，工程建设标准较低。其中，闸墩原设计为C15 少筋混凝土，粗骨料以鹅卵石为主，仅有少量的碎石。在1986～1994年对万福闸进行较全面的除险加固过程中，对排架下部的闸墩连同排架一起进行了加固处理，具体做法是：凿除表层混凝土（约13 cm），钢筋除锈补强后喷高等级细石混凝土（C30）加固。但对位于公路桥下部的下游侧闸墩（高程-2.0～8.0 m）未进行处理［2］，经多年运行，该部位闸墩混凝土病害已较为严重。经检测，闸墩混凝土强度不足C10，较为酥松。碳化深度：高程4.0～8.0 m 为3.5～4.0 cm，高程3.5 m 处为2.7～4.0 cm，高程4.5 m 处为8.0 cm，高程-2.0～1.0 m 处，大部分在3.0 cm以内，最大为3.2 cm，均超过了钢筋保护层厚度，水位变化区（高程1.0～4.0 m）骨料外露现象较为严重。因此，在本次淮河入江水道整治万福闸加固工程实施中，对该部位闸墩进行防碳化处理，总体防碳化面积约19500 m2［1］。

2 施工技艺

2.1 施工准备

现场配备了2台小型立式砂浆搅拌机、4 辆小推车进行砂浆抹面施工，并制作搭设了3 孔水上作业平台。

2.2 基面处理

2.2.1 闸墩混凝土表面凿毛

由于万福闸闸墩表面不仅碳化程度很深，而且还附着一层厚约2 cm的水藻和贝类，再加上万福闸建成年代较早，受当时物质条件限制，成型的闸墩混凝土表面平整度偏差较大，表面凹凸不平，如果直接进行丙乳砂浆抹面，效果会很不理想，起不到加固的作用。因此，必须对其表面进行凿毛处理，在实际施工过程中，对闸墩表面采用电动磨光机去除表面浮层后，将裸露的光滑卵石表面凿毛，并将松软部分凿除，平均凿毛深度控制在1 cm 左右。

表1 丙乳净浆及丙乳砂浆基本配合比

2.2.2 凿毛面清洗

基面凿毛后，先用钢丝刷清除粉尘及松散颗粒，再用高压水枪从上至下将其清洗干净，使其表面无软弱松散附着物。

2.3 丙乳砂浆原材料和配合比应用

（1）原材料。水泥为绿杨牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，黄砂为粒径小于2.5 mm 标准石英砂，水为扬州市自来水取水口附近廖家沟河水，聚丙烯酸酯乳液（简称丙乳）为由南京水利科学研究院科研成果直接转化而成的产品，聚合物丙乳固体含量为39%～41%。

（2）配合比。灰砂比1∶1，水灰比1∶0.4，丙乳净浆配合比为丙乳∶水泥=1∶2，丙乳砂浆配合比为水泥∶黄砂∶丙乳=1∶1∶0.3。丙乳净浆及丙乳砂浆配合比见表1。

（3）丙乳砂浆拌制。先将水泥、黄砂干拌均匀，再加入经试拌确定的水量及丙乳，充分拌合均匀，材料必须称量准确，尤其是水和丙乳，拌和过程中不能随意扩大水灰比。每次拌制的砂浆，要求能在30～45 min 内使用完，不宜一次拌和过多数量。

2.4 涂刷丙乳净浆和丙乳砂浆抹面

待凿毛面无积水达到干饱和状态后，用硬毛刷全面涂刷1 层丙乳净浆，以增加层间黏结力，防止沿层渗水破坏，要求净浆涂抹均匀，不漏底，不流淌，在凹凸部位需用硬毛刷进行垂直插捣。在净浆未硬化前，即摊铺丙乳砂浆，砂浆摊铺到位后，用力压实，随后立即抹面，注意应向一个方向抹平。由于老闸墩表面平整度较差，模板缝痕迹明显，有较多卵石裸露，表面高差可达15 mm，故抹面砂浆厚度按5～15 mm 控制，并结合基面情况，尽可能抹平，使抹面后的闸墩表面平顺、光滑。抹面分2 次抹压，以免在重力作用下垂向脱空，2 层砂浆抹压的间隔时间为2 h（视气温、湿度而定，以手指压下无印痕为准），修补面积较大时，需跳块施工。

2.5 养护

待丙乳砂浆表面略干后，用喷壶喷水雾养护24 h，再撒水养护7 d，7 d 后自然干燥养护。

3 施工质量控制及检测

3.1 施工质量控制

施工中质检人员应严格按照施工工艺要求和流程对每道工序进行质量检查，保证每道工序验收合格后方能进行下一道工序施工。

（1）凿毛面要均匀，对裸露的光滑卵石表面配以人工凿痕的方法进行凿毛处理，以保证凿毛施工质量。凿毛完成后及时清理浮渣并用高压水枪清洗干净，经监理人员验收合格后方可进行丙乳砂浆抹面施工。

表2 丙乳砂浆抹面检测结果

（2）丙乳净浆、砂浆须严格按照有关配合比进行配制，由专职质检员进行现场指导，监督实施。

（3）砂浆随拌随用，避免砂浆长时间不用而凝结，造成浪费或影响抹面施工质量，对未及时使用或已硬化的砂浆，应作为废品处理不得使用。

（4）按照有关规范和设计要求，须制作砂浆试块，送材料试验室检测。

（5）丙乳砂浆抹面完成后，派专人及时养护，养护时间不得少于7 d。

3.2 检测结果

施工中先后对丙乳砂浆抗压强度和抗折强度检测取样5 组，抗拉强度和黏结强度检测各取3 组，送江苏省水利建设工程质量检测站检测。检测根据《抹灰砂浆技术规程》（JGJ/T220-2010）进行技术指标控制：抹灰层稠度70～80 mm，抗压强度≥30 MPa，抗折强度≥8 MPa，拉伸黏结强度≥0.3 MPa［3］。检测结果表明，丙乳砂浆抹面处理施工工艺均满足设计指标及规范要求，具体检测结果见表2。

4 结语

经过2014年底至2015年汛前工程大流量开闸泄洪的严峻考验后，万福闸下游侧闸墩丙乳砂浆保护层表面完好，无剥落、脱落现象，混凝土整体颜色均匀，无明显色差，达到了预期效果。实践证明，丙乳砂浆抹面处理具有施工方法简单、速度快、造价低、技术成熟等优点，该施工技术的成功运用不仅保证了万福闸加固工程闸墩防碳化处理以及其他土建项目的顺利实施，而且为类似水闸闸墩防碳化处理的设计和施工积累了宝贵的经验。

［1］江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司.淮河入江水道整治工程万福闸加固工程施工图设计总说明［R］.江苏：江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司，2011:1-4.

［2］江苏省江都水利工程管理处.万福闸安全鉴定［R］.江苏：江苏省江都水利工程管理处，2004：25-28.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T220-2010 抹灰砂浆技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2010：15.