水工混凝土裂縫處理方法研究

安徽省茨淮新河工程管理局 趙 君

水工混凝土裂縫處理方法研究

安徽省茨淮新河工程管理局 趙 君

水工混凝土裂縫是水工結構常見的工程缺陷，一般裂縫可使建筑結構的耐久性降低，嚴重的裂縫會破壞工程結構的完整性和抗震性，危及結構的運行安全。因此，對裂縫必須認真檢測，并適時進行補強處理，消除其潛在危害，這對確保水工建筑物的工程質量及安全運行具有重要意義。

一、水工混凝土裂縫產生的原因

1. 施工質量不高，施工工藝過程存在缺陷。

（1）澆筑倉混凝土振搗不到位、混凝土漏振，導致部分混凝土密實度不足。

（2）用錯（甚至用高熱水泥）、多用水泥。

（3）混凝土澆筑表面層收漿、壓漿、收光質量存在缺陷。

（4）夏季高溫，混凝土澆筑區溫度控制（通風冷卻，隔熱降溫等）措施不嚴格。

（5）在混凝土澆筑過程中，機電設備（拌和機系統，垂直運輸系統中的門機、吊機等）突發故障，停盤檢修時間過長，混凝土未能及時全面覆蓋，致使已澆筑混凝土終凝，產生冷縫。

（6）混凝土澆筑中突降暴雨，未能及時覆蓋，致使混凝土澆筑層被雨水沖刷，因停盤時間過長致使混凝土產生冷縫。

（7）混凝土分層分塊不當，分層較厚，分塊過大。

（8）混凝土澆后養護不及時，混凝土表面時干時濕。

（9）冬季防寒防凍保溫措施欠缺。

2. 環境溫度、溫差變化。水化作用產生的熱量及氣溫的變化是溫差變化的主要原因，溫差變化在混凝土內部產生應力，當應力超出混凝土的承受極限時，就會產生裂縫。

3. 混凝土結構厚薄不均，凸凹變異，開孔孔口周邊等薄弱部位的應力產生變化。

二、水工混凝土裂縫的分類及檢測

1. 按裂縫產生的原因劃分主要有干縮裂縫、溫度裂縫、應力裂縫。按裂縫深度劃分主要有淺層裂縫（含表層裂縫，縫深＜1m）、深層裂縫（1m＜縫深＜5m）、貫穿裂縫。

2. 裂縫檢測。裂縫處理前，應先對裂縫進行測量檢查，查明裂縫的形狀及成因。通過檢測確定裂縫的位置、縫長、縫寬、縫深、縫的延伸方向及滲水情況等，為選取最佳處理方案提供依據。常見的裂縫檢測方法主要有表層量測繪、壓風壓水試驗、鉆孔取樣檢查、超聲波探查等。

三、水工混凝土裂縫的處理方法

1. 淺層裂縫處理。

（1）將裂縫表層鑿開，形成“V”形縫槽，并清理干凈，用早強型高標號水泥拌制早強干硬性預縮水泥砂漿填充其槽縫并壓實封閉。

（2）將裂縫表層鑿成“V”形槽，并清理干凈，保持其槽面干燥（可用噴燈烘干），之后，采用雙氧砂漿涂沫填充封閉。

2. 深層裂縫處理。

（1）鉆孔。對于騎縫孔（縫深＜1m），應順裂縫面在縫隙正中布孔，孔徑為Φ56mm，深0.3～0.4m，孔距0.3～0.4m。注漿時，漿液可自縫中向周邊擠壓填充縫隙；對于縫側斜孔(縫深＞1m)，應在裂縫的兩側布孔。孔斜向穿過縫面，孔軸與混凝土成45～60°交角，孔深5～8m，孔距1～3m，注漿時，漿液可自兩側向縫隙中間擠壓填充縫隙。

（2）洗縫。用高壓風水，清除縫面及縫內殘余碴子，使縫隙縫面清潔。

（3）試壓。采用單孔壓力，逐孔檢查，通過試壓，檢查裂縫漏水率及串通情況，以確定注漿孔的順序。

（4）止漏。根據灌漿壓力孔縫寬，用環氧漿液貼玻璃紗布（1～3層）或用堵漏靈（2～3cm）對裂縫表面進行封閉，防止注漿時漿液外溢。

（5）灌漿。采用單孔單液填壓式灌漿法，送漿壓力一般取0.1～0.4Mpa，具體操作時，應由低向高，選取漏量大、孔深大的孔開始，一孔注漿時，其余的孔須敞開，等待敞開孔排出濃漿，注漿孔方可封閉，轉向其他孔，周而復始直到全部孔注漿完畢（注漿結束時間一般以30min為宜）。

（6）封孔。用不低于被灌物體混凝土標號的干硬性水泥砂漿封堵灌漿孔，分層回填搗實，并在達到一定強度后再進行打磨，以使封孔砂漿與被注結構物的混凝土結合面光滑平整。

（7）布筋。對于重要部位應與設計部門的設計人員協商，鋪設騎縫鋼筋并盡快澆筑壓倉層混凝土以防止裂縫上延和擴展。

四、水工混凝土裂縫處理案例

1. 工程概況。某水電站工程以發電為主，兼顧下游防洪。大壩趾板建在覆蓋層上的混凝土面板堆石壩上，面板澆注完工后檢查發現，面板表面出現裂縫，因該電站是建在深覆蓋層上的面板壩，為保證蓄水后大壩的安全，必須對裂縫進行專門處理。

2. 面板及趾板裂縫普查情況。面板第一次復查發現裂縫326條，2個月后檢查發現裂縫增加了71條，此后連續2個月檢查分別增加了17條和6條。按照縫寬δ≤0.20mm、縫寬δ＞0.20mm且≤0.50mm和縫寬δ＞0.50mm逐塊分類分別為276條、127條、17條。經鑿槽檢查，裂縫深度最深5cm，超聲波探測最深7.1cm。

3. 施工過程。

（1）寬度δ≤0.2mm的裂縫封閉處理。將裂縫兩側各17cm范圍內的混凝土表面用鋼絲刷刷毛，除去松動漿皮及凸出部位，并將混凝土表面的油漬、浮土、灰漿皮及雜物清除掉，用濕棉紗將清理后的混凝土表面擦拭干凈；晾干后立即進行下一道工序，以防止混凝土表面再次受污染。對局部不平整的混凝土表面用彈性環氧砂漿（按彈性環氧砂漿施工方法施工）找平，或用磨光機打磨平整。

待基礎面干燥后，在縫隙兩側各17cm寬度范圍內，均勻涂刷SR底膠（必須均勻涂刷，不能涂厚或漏涂）。SR底膠涂刷范圍（涂刷面積與SR蓋片同）為待粘貼SR防滲蓋片的混凝土面，待SR底膠晾干后，先在SR材料底膠上做SR找平層，接著揭掉SR防滲蓋片保護紙，粘貼SR防滲蓋片，沿裂縫一端逐步向前擠壓密實，排盡空氣。SR防滲蓋片接頭的搭接長度應不小于10cm。最后用配套的HK封邊劑封邊處理。

（2）0.2mm＜寬度δ≤0.5mm的裂縫化學灌漿、封閉處理。

①化學灌漿鉆孔。根據裂縫情況對灌漿孔畫線定位，每間隔30cm用電錘騎縫鉆垂直孔，孔徑16mm，孔深10～25cm；當一條縫打孔完成后，用有壓清水（壓力0.2MPa）沖洗，沖洗完畢后埋灌漿止水針頭（外徑13mm、長100mm的專用灌漿止水針頭）；將裂縫表面清洗干凈，沿縫面均勻涂刷寬50mm、厚3mm的HK封邊劑，應保證縫面封閉，避免漿液外漏。封堵好中間的灌漿管孔口，然后在位于兩端的灌漿管上進行壓水試驗，壓力為0.3MPa，觀察裂縫表面封堵是否密實，裂縫是否連通。

②漿液配制。按LW∶HW=30∶70的比例稱量后，配制LW和HW混合液，可適量加入稀釋劑丙酮（＜5%）；化灌材料按LW→HW→ 稀釋劑順序加入后，攪拌均勻，隨配隨用。

③化學灌漿。水平方向分布的孔逐孔依次灌漿，豎直方向分布的孔自下而上灌漿，灌漿壓力為0.3MPa，當鄰近孔逐孔出漿后，維持0.3MPa壓力3min作為結束標準，然后用鐵絲扎緊灌漿嘴。漿液固化72h后，去除灌漿嘴，再進行表面封閉處理。

④表面封閉處理。表面封閉處理同寬度δ≤0.2mm裂縫的處理過程相同。

（3）寬度δ＞0.5mm的化學灌漿、裂縫鑿槽、嵌槽、封閉處理。

①化學灌漿。化學灌漿同0.2mm＜寬度δ≤0.5mm裂縫化學灌漿相同。

②鑿槽、彈性環氧砂漿嵌槽。沿裂縫走向鑿出10cm×3cm（寬×深）的“V”形槽，力求裂縫位于槽底部，用膩子刀、鋼絲刷除去松動的混凝土表層及污漬，然后用濕棉紗把清理過的混凝土表面擦拭干凈。對于局部不平整的混凝土表面（如蜂窩麻面）需用彈性環氧砂漿找平，或用磨光機打磨平整。待槽面經過表面處理后，沿裂縫均勻涂刷Pentron-401濃縮劑，涂刷寬度為裂縫兩側各25mm。在槽內混凝土面上涂刷HK-EP-1彈性環氧基液，然后嵌填HK-EP-1彈性環氧砂漿，振搗密實，將砂漿表面抹平。

③表面封閉處理。表面封閉處理同寬度δ≤0.2mm裂縫的處理過程相同。

五、結論

水利水電工程通常是大型社會工程，具有重大意義。裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，對工程運行的安全性、承載能力和使用壽命至關重要，掌握裂縫出現的原因，在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，并采用科學、合理的方法對出現的裂縫進行處理，是每一個水工人員的重大使命。