寒冷地区某大坝溢流面混凝土缺陷修补现场试验

吴春忠 水利部海河水利委员会

付颖千 北京中水科海利工程技术有限公司

1.工程概况

某大坝位于北方寒冷地区，为混凝土宽缝重力坝，存在混凝土冻融剥蚀、破损等现象，如果不及时处理，将导致钢筋锈蚀，加速混凝土老化。

2.溢流面混凝土缺陷处理试验

为了寻找处理溢流面混凝土冻融剥蚀、裂缝及伸缩缝破坏等缺陷的方法，选择了聚合物混凝土和聚脲等材料进行了现场修补试验。

2.1 混凝土局部脱空或剥蚀处理方案

用聚合物混凝土进行修复，性能指标见表1。基层凿除布设锚筋，养护28天后在表面涂刷聚脲防护。聚脲力学性能见表2。

表1 聚合物混凝土性能

表2 聚脲（抗冲磨型）主要力学性能

施工工艺方法如下：

（1）凿除混凝土，最小凿除深度大于15cm；

（2）高压水清洗基面，使其表面没有残渣和浮尘；

（3）钻φ22的孔，然后插入φ18的螺纹钢，插筋间距为50cm，用专用的植筋胶锚固，插筋之间的绑扎用φ8的圆钢，混凝土保护层厚度大于5cm；

（4）刷界面剂浇聚合物混凝土；

（5）养护28天；

（6）刷2mm厚抗冲磨型聚脲。

图1 冻融剥蚀破坏

图2 表层破损

2.2 溢流面伸缩缝处理方案

溢流面伸缩缝表层出现严重剥蚀破坏及脱空现象，需要进行处理。处理方案为将伸缩缝两侧剥蚀的混凝土凿除，用聚合物混凝土置换，表面用聚脲防护。伸缩缝表层缺陷处理方案见图3。具体施工工艺如下：

图3 溢流面伸缩缝表层缺陷处理方案

（1）将伸缩缝内已失效或老化的止水材料清理干净，如果混凝土已经剥蚀破坏，剔除剥蚀的混凝土，采用聚合物混凝土修复，养护7天以上；

（2）在伸缩缝内嵌填聚氨酯密封胶；

（3）对伸缩缝打磨刷界面剂；

（4）在伸缩缝及两侧铺胎基布刷1mm单组份聚脲。

2.3 溢流面混凝土裂缝处理方案

混凝土裂缝需要化学灌浆处理，表面涂刷聚脲。方案见图4。

图4 溢流面混凝土裂缝处理方案

3.现场检测及试验结果分析

3.1 混凝土抗压强度检测

混凝土抗压强度试验，试验结果见表3。

表3 抗压强度试验

3.2 混凝土修补层与基层之间粘结强度检测

混凝土修补层与基层混凝土之间粘结强度的现场检测采用钻芯拉拔方法，混凝土与基层混凝土的粘结强度为1.98MPa，断裂部位基本上在新老结合处，考虑到内部布置了插筋，整体粘结强度更高。

3.3 聚脲与混凝土之间粘结强度检测

对溢流面反弧段上涂刷聚脲的裂缝、伸缩缝及大面积防护试验块分别进行了粘结强度测试，每个试验块各布置了3个测点，拉拔头直径为Ф40mm，检测现场见图5，检测结果见表4。

图5 聚脲粘结强度现场检测

表4 聚脲与基层混凝土之间粘结强度检测结果

从表4中可以看出，伸缩缝处测点③处粘结强度为2.68MPa，其他各测点粘结强度大于3.0MPa。

4.结语

某大坝溢流面试验块运行4年后的情况见图6，挑流鼻坎伸缩缝处理试验段运行4年后的情况见图7。现场修补试验表明，溢流面剥蚀面采用聚合物混凝土修补是合适的，聚合物混凝土立方体试块抗压强度大于C30，与基层混凝土的粘结强度较高，溢流面试验块运行情况良好，可以满足溢流面抗冲磨防护要求。

图6 溢流面试验块运行4年情况

图7 挑流鼻坎伸缩缝处理试验段