观音岩水电站常态混凝土缺陷处理技术

2016-04-07何莉秋

四川水利 2016年3期

关键词：环氧砂浆模板

何莉秋

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

观音岩水电站常态混凝土缺陷处理技术

何莉秋

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

本文以观音岩水电站工程混凝土施工为例，对主副厂房、安装间、尾水渠和左岸冲沙底孔等常态混凝土施工缺陷进行分析，根据缺陷情况制定相应的专项处理措施，并对施工技术措施进行深入探讨，取得了良好的效果。

观音岩水电站主副厂房常态混凝土缺陷处理

1 工程概况

观音岩水电站为一等大(1)型工程，以发电为主，兼有防洪、灌溉等综合利用功能。水库正常蓄水位1134m，库容约20.72亿m3，电站装机容量3000MW(5×600MW)。枢纽主要由挡水、泄洪排沙、电站引水系统及坝后厂房等建筑物组成，引水发电系统建筑物布置在河中，厂房基坑主要在坝横0+131.00m～0+265.00m、坝纵0+317.301m～0+496.651m范围内。

厂房常态混凝土施工，包括主副厂房、安装间、尾水渠和左岸冲沙底孔等分项工程。混凝土施工质量缺陷问题，不但影响整体工程美观，还通常会影响工程的结构性能、使用功能、耐久性和安全性，甚至造成质量事故。本文针对常态混凝土常见的质量问题进行了分析，阐述了具体的处理方法及其工艺措施。

2 混凝土常见质量缺陷及原因

2.1 断面尺寸偏差、轴线偏差、表面平整度超限

产生原因：图纸有误或看错图纸；施工测量放线有误；模板支撑不牢，支撑点下沉，模板刚度不够；混凝土浇筑时一次投料过多，一次浇筑高度超过规定，使模板变形；混凝土浇筑顺序不当，造成模板倾斜；振捣时，过多振动模板，模板产生位移；模板接缝处不平整，或模板表面不平等。

2.2 蜂窝、麻面、露筋、孔洞、内部不密实

产生原因：模板接缝不严，板缝处漏浆；模板表面未清理干净或模板未满涂隔离剂；混凝土配合比设计不当或现场计量有误；振捣不密实、漏振；混凝土搅拌不均，和易性不好；混凝土入模时自由倾落高度过大，产生离析；底模未放垫块或垫块脱落，导致钢筋移动；结构节点处石子粒径过大，振捣不仔细等。

2.3 结构接缝和施工缝处产生烂根、烂脖、烂肚

产生原因：施工缝位置留设不当；模板安装完毕后，接缝处未清理干净；对施工缝处先浇筑混凝土表面未作处理或处理不当；模板接缝处漏浆等。

2.4 结构裂缝

产生原因：模板及支撑不牢，产生变形或局部沉降；混凝土和易性不好，浇筑后产生分层，出现裂缝；养护不好引起裂缝；拆模不当，引起开裂；冬季施工时拆除保温材料时温差过大，引起裂缝；大体积混凝土由于水化热，使内部与表面温差过大，产生裂缝；大面积现浇混凝土由于收缩和温度应力产生裂缝；主筋严重位移，使结构受拉区开裂；混凝土初凝后又受扰动，产生裂缝；构件受力过早或超载引起裂缝；基础不均匀沉降引起开裂；设计不合理或使用不当引起开裂等。

2.5 混凝土强度偏低，或波动较大

产生原因：原材料质量波动；配合比掌握不好，水灰比控制不严；搅拌时间过短，搅拌不均匀，投料顺序不对；混凝土运送时间过长或产生离析；混凝土振捣不密实；混凝土养护不好等。

2.6 钢筋锈蚀

产生原因：混凝土液相时的酸性过大，钢筋锈蚀急剧加快；钢筋保护层厚度过小；混凝土密实度影响；水泥品种影响；

2.7 混凝土碳化、碱骨料反应堆等质量缺陷

混凝土碳化、碱骨料反应堆等质量通病发生的原因可归纳为以下几个方面：

材料原因：选用的水、水泥、砂、石、外加剂、焊条等不当，或质量不符合要求等；

设计原因：涉及安全度不足，荷载选用不当，结构布局与构造不合理，计算有误等；

施工原因：配料不准，搅拌不匀，运送时间过久，浇筑不符合规范，振捣不实，模板变形，漏浆，过早拆模等；

环境因素：碳化、腐蚀介质作用，自然风化等；

使用原因：使用不当，不维修保护，使用过程中各种因素使钢筋混凝土发生劣化等。

3 质量缺陷处理程序及方法

3.1 处理原则

混凝土是有外观要求的永久暴露面，其表面缺陷对建筑物安全运行影响不大，处理原则以注重外观且尽量不损伤混凝土面为宜。

3.2 缺陷检查

麻面、露筋和表面可见的蜂窝与孔洞可在拆模后直接目检发现，裂缝同样可目检发现，裂缝在检查发现后应在不同时段增加观测频次，以确定裂缝的发展情况。在发现混凝土质量缺陷时，及时上报监理进行初步评判，再由监理组织四方会诊，提出处理方案，由施工单位进行处理，结果申报监理，监理组织四方联合检查验收、签证，施工单位整理所有的记录、纪要、签证整理归档并上报业主备查。

3.3 缺陷处理方法

3.3.1 混凝土不合格料处理

3.3.1.1 已入仓的不合格料必须挖除，包括混凝土配料单算错、用错或输入配料指令错误，无法补救，不能满足质量要求的混凝土拌和物；混凝土配料时，任意一种材料计算失控或漏配的不符合质量要求的混凝土拌和物；混凝土原材料未经质量验收检验或使用原材料类别与报经批准的施工配料单不符、严重影响质量的混凝土拌和物；出机混凝土拌和物的温度、坍落度或含气量检测连续3盘超过允许值的混凝土料；未经监理机构同意擅自加水、调改配料量造成质量不符合要求的混凝土拌和物；拌和不均匀、夹混生料的混凝土拌和物。

3.3.1.2 下到高标号部位的低标号混凝土料、凝结时间超过规定的混凝土，必须挖除或爆破拆除。

3.3.2 麻面、蜂窝及气泡密集区缺陷处理方法

若缺陷产生于过流面且深度≤10mm，打磨或凿除缺陷，冲洗干净后，先涂刷一道J-1界面粘结剂、环氧基液等材料进行处理；缺陷深度>10mm，且有外观要求的外露面，需采用预缩砂浆，先用砂轮机将蜂窝面、麻面周围切割成四边形或多边形，凿除深度需满足修补厚度不小于25mm，冲洗干净后，涂刷J-1界面粘结剂、环氧基液等材料进行处理，非过流面缺陷深度<10mm，不作处理。缺陷深度≥10mm且<25mm，凿至混凝土密实处，采用环氧砂浆修补。缺陷深度≥25mm，周边用砂轮机切割成规则形状，凿至混凝土密实面，采用预缩砂浆修补。若该缺陷出现在高速水流区则在凿除深度以里用预缩砂浆，以外用环氧砂浆；气泡密集区采用麻布抹面工艺。

3.3.2.1 大面积修补

干修法：拆模后，立即采用一定比例的半干硬性水泥砂浆，把混凝土表面散布的较大气泡眼填实、刮平后1h～3h内，采用一定比例的黑、白水泥调制成中稠灰浆，进行展延性补浆，范围是细小的气泡带、气泡群。两道工序后，间隔一定时间(一般为2h～4h)，将补浆面打磨平整，最后采用一定比例的黑、白水泥混拌干灰，并用棉纱头将混凝土面全面抹擦一遍，待自然静置过夜(不少于6h)再进行覆盖洒水保养。该法适用于混凝土面无大的跑模漏浆、蜂窝麻面等外观缺陷。

湿修法：先用水冲洗混凝土表面，接着用一定比例水泥稠浆，将混凝土面全面披刮一遍，待面干发白时，用棉纱头擦除全部浮浆，再遵循干修法中的前两道工序方法进行两遍补浆，待达到干凝状态后，再对补浆面作第一次打磨并洒水养护。之后两三天，重复以上工序。该法适用于混凝土面残留气泡眼较大较多，或明显存在混凝土离析砂斑线、泌水迹、浅层蜂麻、色差等。

3.3.2.2 局部蜂麻面修饰

将蜂麻面周边外延2cm～3cm范围内的表皮混凝土剔掉，剔深2cm～3cm(至少削掉水泥皮)，并挖除蜂麻部分的表面浮浆，浇水湿润后，采用湿修法补浆、打磨，最后对局部或连同大面范围，采用适当比例的黑、白水泥干灰干擦一遍。结构混凝土表面经过局部修饰和大面积修饰后，仍不能达到令人满意的效果，可考虑采用喷涂修饰法清除色差。

3.3.3 孔洞、坑槽、露筋缺陷处理方法

该部分缺陷处理方法既适用于孔洞、坑槽、露筋质量缺陷，也适用于因施工需要而预留的组合小钢模拉筋锥套孔、悬臂大模板定位锥孔及其他因施工需要而预留的孔洞、坑槽。

对上述类型的缺陷修补，须首先清除缺陷直至密实的混凝土(若在此过程中露筋，继续凿至钢筋以里50mm)，并保证表面不能有尖角，然后将表面清洗干净并保持湿润而不能积水，最后再根据缺陷深度按照以下类别处理：深度≤100mm部位，分层填预缩砂浆；深度>100mm，浇小一级配混凝土(修补部位混凝土标号低于C30时，用C30进行修补；修补部位混凝土标号高于或等于C30时，采用比母体混凝土高一标号混凝土修补)。修补混凝土必须与老混凝土结合良好并保证密实，对突出于结构外表面的部分应凿掉和磨平。修补部位外观颜色须尽量与母体混凝土颜色协调一致。

3.3.4 裂缝处理方法

表面缺损、表面裂缝(过流面与非过流面)采用统一的处理要求，表面裂缝深度<100mm，缝长<200cm缝宽<0.2mm，将其周边切割成“U”型槽状并凿至除去松动混凝土，用水清干燥后，刷一道J-1界面粘结剂、环氧基液等材料，然后分层回填预缩砂浆、压实抹光。深度<500mm，缝长<400cm缝宽<0.4mm，应作特殊处理。裂缝处理必须由施工单位报送施工方案，经监理审批后实施。一般处理措施为：采取钻孔取芯或物探等方法探明裂缝的性状，并进行原因分析，采取化学灌浆补强处理。

3.3.5 错台、挂帘处理方法

采用凿除及砂轮打磨的处理方法，使其与周边混凝土平顺衔接，对于高速水流区，顺水流向坡度≤1∶30，垂直水流向坡度≤1∶10，其余部位全部按≤1∶10打磨。对于钢衬与混凝土结合部位，除应磨平满足设计要求外，需再涂刷一层J-1界面粘结剂、环氧基液等材料。非过流面采用凿除及砂轮打磨，使其与周边混凝土平顺衔接，满足美观要求即可。

3.3.6 外露钢筋头及管件头处理

对于过流面外露钢筋头，管件头，应全部切除至混凝土表面以下1mm～2mm，将孔内残碴清除并清洗干净后，采用预缩砂浆或环氧砂浆填补。对于非过水面，用砂轮沿混凝土表面将钢筋头、管件头切除并与周边混凝土磨平，采用J-1界面粘结剂、环氧基液等材料进行处理，然后涂刷2～3遍与混凝土颜色相近的防锈材料。

3.3.7 单个气泡处理方法

对于过流面，气泡外露直径>5mm，凿除孔周乳皮，清洗，吸干水分后用环氧胶泥修补，外露直径≤5mm不处理。对于非过流面，气泡外露直径<10mm不处理，≥10mm用高一标号的水泥细砂浆填补。

4 质量缺陷处理工艺

4.1 预缩砂浆施工工艺

修补部位的老混凝土必须凿毛洗净，修补前要求混凝土面湿润，但不能形成水膜或积水。配制好的预缩砂浆(未加缓凝剂)必须在2h(夏天)～4h(冬天)内使用完毕，超过时间不准使用。

预缩砂浆的填补施工按分层铺料捣实、逐层填补的程序进行。填充预缩砂浆前，先在接触面涂一薄层稠状水泥浆(厚约1mm，水灰比0.4)，然后再分层填入预缩砂浆。每层铺料厚度20mm～30mm，而后用木锤拍打捣实至表面出现少许浆液，各修补层间用钢丝刷毛，然后再进行下一层的填筑。如此连续作业直至外表面为止。表面要求抹光，小一级配混凝土填补施工工艺可参照预缩砂浆执行，但应严格控制水灰比，分层厚度为30mm～40mm，修补面要与周边混凝土平滑连接。

4.2 丙乳砂浆施工工艺

丙乳砂浆：凿除缺陷部位松散混凝土，清除松动颗粒，清洗并保持湿润状态(但不应有积水)。采用丙乳基液打底，按丙乳∶水泥=1∶2配置，均匀涂刷在修补部位，15min后可填筑丙乳砂浆。丙乳砂浆摊铺完毕后要立即压抹，注意向一个方向用力抹平，避免反复抹面，如遇气泡要挑破压紧，保证表面密实。如果修补为立面，确保上部砂浆与混凝土的结合，防止脱空。

4.3 环氧砂浆施工工艺

采用环氧砂浆修补时，其修补厚度不小于5mm。修补部位混凝土面必须清洁，用碘钨灯烘干基面，以保证粘结质量。

为了使混凝土面与环氧砂浆保持良好的粘接力，先涂刷一薄层环氧基液，用手触摸有显著的拉丝现象时(约30min)再填补环氧砂浆。如果修补面为立面，确保上部砂浆与老混凝土结合，防止脱空。当修补厚度超过2cm时，分层涂抹环氧砂浆，每层厚度为1.0cm～1.5cm，一次涂抹的面积不大于(1.5×3)m2。

环氧砂浆的养护主要是温度控制，夏天遮阳防晒，冬天加温保温，养护温度20±5℃为宜。养护期内不应有水浸泡或其它冲击。

4.4 环氧胶泥施工工艺

将混凝土表面松散表皮磨除，直至密实混凝土面，表面磨光磨平。用钢丝刷、钢钻清除基面松动颗粒，高压水反复冲洗基面。冲洗干净后，用碘钨灯充分烘干基面，使修补基面清洁干燥。

用环氧胶泥把混凝土基面上的孔洞填补密实，固化后进行胶泥涂刮，分两次或多次进行。经胶泥涂刮和挤压，将修补气泡排出，以保证孔内充填密实、胶泥与混凝土面粘接牢靠。修补面应光洁平整，表面不能有刮痕。

环氧胶泥修补完后，进行保温养护，养护温度控制20±5℃，养护期5d～7d，养护期内不得受水浸泡和外力冲击。

4.5 麻布抹面施工工艺

水泥为中热硅酸盐525#水泥，细砂为经自然风干后过0.6mm筛的人工砂，水为施工用水。该工艺在模板拆出并经监理同意后，及时进行修补，便于修补材料与混凝土的良好结合。

用高压水清洗修补部位，并保温24h。修补过程要控制周围的气温不低于10℃，在夏季修补要遮阳，必要时需喷雾降温。将水泥、细砂按1∶2的比例拌匀，加水调制成稠乳状，用麻布粘浆液在修补部位用力压抹，直至所有缝隙被完全填充。在抹面后的表面，用同比例的干水泥细砂料均匀撒布后，再用干净的麻布对整个表面进行抹面，同时将修补区外多余的水泥细砂浆去掉。修补表面保持72h湿润养护。