某灌区典型老旧渡槽裂缝处理研究

2017-03-01赵飞伟

湖南水利水电 2017年6期

赵飞伟

（江西省宜春市土木工程总承包有限公司宜春市 336000）

引言

渡槽在水利工程中应用很广泛，尤其是在灌区和输、供水工程中应用最多。改革开放以来我国水利事业蓬勃发展，各类调水工程、灌溉工程得以兴建，尤其是南水北调等大型水利工程的建设，对槽身材料、受力及渡槽各种结构型式进行了模型试验、数值分析等方面的研究，渡槽的设计和施工技术等发展迅速并走向成熟。虽然渡槽的设计和施工技术已基本成熟，但受限于混凝土自身的材料性质，渡槽在施工和运行期间会不可避免地产生或多或少、或大或小的裂缝[1～4]。裂缝的存在威胁着渡槽结构的稳定性、耐久性，严重时甚至会造成槽身漏水，对工程产生诸多不利影响[5、6]。本文以某灌区典型老旧渡槽为例，通过更换橡胶止水和环氧砂浆、喷浆等施工技术措施，圆满解决了裂缝、伸缩缝渗漏问题，取得了良好的防渗漏效果。

1 裂缝成因分析

混凝土裂缝是其内部浇筑缺陷、骨料与砂浆之间空隙持续扩张而产生的。裂缝普遍存在于各类混凝土构件中，是对构件安全危害最严重的病害。渡槽裂缝主要可分为结构性裂缝和变形裂缝，变形裂缝又可进一步分为：塑性干缩裂缝、塑性沉降裂缝、干燥收缩裂缝、水化热裂缝、温度梯度裂缝和膨胀裂缝等。引起渡槽裂缝的原因主要有：在浇筑渡槽底板和侧壁时，由于混凝土水化放热引起混凝土内外温差，进而形成裂缝；在渡槽使用过程中，冬夏两季，环境温度对渡槽的影响较大，如在夏季正午时，渡槽外表面与内侧湿周表面温差最高可达40多摄氏度，在长期运行过程中，易形成疲劳裂缝；由于渡槽运行时，内侧水位较高，在侧壁与底板结合部位和渡槽跨中部位应力较为集中，随着槽内水位的变化，应力也随之变化，长期作用下，该部位易形成裂缝。

2 工程实例

2.1 工程概况

典型老旧渡槽位于某灌区总干渠68+262和80+408处，一座渡槽为矩形钢筋混凝土结构，长95 m，底宽10.8 m，两侧墙高3.85 m，过水流量50 m3/s；另一座渡槽也为矩形钢筋混凝土结构，长34 m，底宽6 m，两侧墙高3.85 m，过水流量50 m3/s。两渡槽均建于1970年，至今已运行45年之久，槽体多处出现了裂缝，浸水和渗水，伸缩缝止水老化，出现渗水和漏水。为了保障渠道安全输水和发电、灌溉，经技术论证后对两渡槽进行加固处理。

2.2 槽体裂缝处理

2.2.1 基础面处理

首先将槽体内的淤泥及积水清理干净，对整个槽体底板及槽体内侧墙裂缝部位用角磨机打磨宽350 mm的基面，除去污泥、油垢至新鲜基面，再用清水进行清洗除去粘贴在表面的浮土。

2.2.2 裂缝处理

①环氧树脂加热至60℃，环氧基液按一定比例加入二丁酯和丙酮拌匀，再加入乙二胺拌匀，成为环氧基液。每次配制不宜过多，随配随用；②玻璃丝布为厚15 mm，宽300 mm的无碱高强度纤维；③待裂缝处的新基面干燥后，用排刷涂一层配制好的环氧基液，使各个部位均匀浸透，环氧基液的涂抹厚度不超过1 mm，涂刷基液间隔3 min后，粘贴第一层玻璃丝布，粘贴好后用刷子来回刷动以防产生气泡，使其表面平整粘贴牢固。按上述办法粘贴第二层、三层玻璃丝布，粘贴完毕后，过30 min左右时间检查，对未粘贴密实和流挂部位进行处理，直到满足要求为止。最后在顶层玻璃丝布上刷环氧基液，选用（2～5）mm米粒石撒在上面，以增加后续喷浆的粘贴力。

2.3 伸缩缝处理

2.3.1 凿除混凝土，拆除原止水

在原伸缩缝位置，混凝土切割时采用无损切割法，不得破坏保留结构，用切割机切宽度400 mm，深度40 mm的槽，采用人工凿除混凝土，再拆除原止水。切槽部位用角磨机彻底打磨并清除疏松、薄弱层以及灰尘杂物，露出新基面，再用清水冲洗干净，待基面干燥后用环氧砂浆找平。

2.3.2 环氧砂浆找平基面

环氧砂浆配比按环氧树脂（1000）∶聚酰胺（500）∶丙酮（100）∶水泥（1000）∶砂（1500）进行配制，环氧树脂加热至60℃加入二丁酯和丙酮拌匀，加入二胺拌匀，再将预热30℃的填充料加入拌匀，拌匀后的混合物即为环氧砂浆，将配制好的环氧砂浆均匀地抹在干净、干燥的基面上。环氧砂浆配制不宜过多，随配随用。

2.3.3 植筋

植筋采用Φ12螺纹钢长400 mm，加工丝长200 mm，再用Φ14钻头钻孔，孔深200 mm，间距150 mm。用小型空压机将孔内灰渣清理干净，将配制好的植筋胶均匀饱满涂抹于丝杆周围，再将丝杆植入孔内，1 h后对植筋进行检查，检查有无松动。直到满足要求为止。

2.3.4 止水、钢板安装

①止水宽300 mm，厚10 mm，止水安装前，按设计尺寸在止水两侧边缘部位打孔，不得损伤其它部位。钢板宽80 mm，厚8 mm。安装前按设计间距进行打孔，并做防腐处理，刷防锈漆。②施工过程中，清洗干净橡胶止水上的泥土，待止水上水分干燥，在切槽部位涂刷两道HYF液体界面剂，便于粘贴牢固，安装止水使其平整，用钢板对止水两侧进行压平、密封，逐一再紧螺丝，检查止水的平整度及密封度。满足要求后将多余的丝杆用切割机切除。③止水、钢板安装完以后，在止水上刷一层HYF液体界面剂，用环氧砂浆找平至与原混凝土面齐平。

2.4 喷浆处理

①对整个渡槽槽体的碳化层及泥土、油污、杂物用角磨机进行打磨至新基面，用水清洗干净；②锚筋采用长80 mm的Φ8膨胀螺栓，沿槽身两侧及底板按间距400 mm呈梅花形布置，用冲击钻钻孔，固定膨胀螺栓，为确保膨胀螺栓埋入混凝土不留空隙，先在孔内灌入M10水泥砂浆，再将膨胀螺栓固定；③将镀锌钢丝网直接点焊在膨胀螺栓上，钢丝网网格尺寸200 mm×200 mm，每块钢丝网长2 000 mm×1 200 mm，钢丝网的搭接长度200 mm；④镀锌钢丝网焊接完后，在混凝土基面上涂刷两道HYF液体界面剂，然后再用高压喷射M30水泥砂浆；⑤为提高喷射水泥砂浆的抗裂和防渗性能，在施工过程中掺用高效速凝剂，每次喷层厚度不宜超过20 mm，喷浆压力不大于0.4 MPa，分层喷至设计厚度，收浆抹光；⑥在水泥砂浆终凝以后立即进行养护，养护时间不少于7 d；⑦最后用沥青将宽30 mm，深50 mm伸缩缝灌密实后，用砂浆将伸缩缝与喷浆面找平。