禹王泵站進水流道混凝土剝蝕抗裂聚合物砂漿修補

胡祖華

（安徽省水利水電勘測設計院 合肥 230088）

禹王泵站進水流道混凝土剝蝕抗裂聚合物砂漿修補

胡祖華

（安徽省水利水電勘測設計院 合肥 230088）

抗裂聚合物砂漿，是通過向水泥砂漿中摻加聚合物乳液改性而制成的復合材料。改性后砂漿極限拉伸提高、干縮變形減小、與老混凝土的粘結抗拉強度提高約1～3倍，抗裂性大幅度提高，是一種非常理想的混凝土表面剝蝕修補材料。采用丁笨膠乳（SBR）抗裂聚合物砂漿對禹王泵站流道混凝土進行修補加固，加固完工后經過3年來汛期抽水運行檢驗，效果良好。

泵站 流道混凝土 剝蝕 抗裂聚合物砂漿

1 工程概況

禹王泵站工程為Ⅲ等中型泵站，設計排澇流量35.6m3/s、灌溉流量10m3/s，安裝大型立式同步機組4臺套、總裝機容量3200kW。泵站1996年建成，位于淮北大堤饒荊（饒臺孜至荊山）段37+653樁號處、老西淝閘上游側、距離鳳臺縣城約8km，為焦崗湖圩區治理骨干工程（排澇面積79km2），是1991年淮河發生洪水之后國家在沿淮建設的9個大型骨干水利工程之一。以抽排焦崗湖洼地滯澇水為主，兼顧自排及灌溉功能。

禹王泵站原設計均采用全調節泵，后因建設資金不足，僅1臺為全調節泵，其他3臺為半調節泵。水泵常運行在非最優工況，流量無法調節，導致機組震動和磨損較嚴重、水泵葉片和鐘型進水流道混凝土表面剝蝕損壞明顯。2009年9月，安徽省發展和改革委員會以《關于安徽省淮南市禹王泵站更新改造工程初步設計的批復》（皖發改設計〔2009〕861號），批準對禹王泵站進行更新改造，其中包括對流道混凝土表面剝蝕損壞進行修補加固。

2 流道混凝土檢測

2.1 檢測布置

為準確了解禹王泵站流道混凝土剝蝕碳化狀況，更加有針對性地進行修補加固設計，施工圖設計階段按照相關規范、規程要求，對禹王泵站流道側板、分流墩、頂板、導水錐、喇叭管等各部位混凝土損壞狀況進行了現場檢測。

2.2 檢測結果

混凝土抗壓強度：進水口流道側板、分流墩、頂板混凝土強度推定值為16.2～18.9MPa，導水錐、喇叭管混凝土強度推定值為18.6～21.5MPa。

混凝土表面沖蝕：混凝土表面受水流沖蝕明顯，40%～60%范圍內細骨料剝離、粗骨料裸露。喇叭管內表面有少數空洞、單點分布，直徑約3～12mm、深10～20mm。

混凝土碳化深度：流道側板、分流墩、頂板、導水錐、喇叭管混凝土平均碳化值 11.4～23.9mm，最大碳化值27.7mm。

混凝土表面不平整度：流道側板、分流墩、頂板導水錐、喇叭管混凝土表面不平整度多小于10mm，少數測點值達11.0～14.0mm。

3 流道混凝土修補加固技術要求

根據檢測結果，禹王泵站流道混凝土表面沖蝕、碳化深度、不平整度等數值均小于30mm，為淺層剝蝕損壞，且面積較大，設計采用丁笨膠乳（SBR）抗裂聚合物砂漿進行修補加固。

3.1 基面處理要求

施工前對需處理的基面，采用鋼絲刷刷除混凝土表面浮層污物、淤泥土和松軟、脆弱的碳化層，點狀空洞部位應對其進行擴展鑿毛、清理至穩定而新鮮的混凝土基體。然后用高壓清水沖洗干凈，并保持潤濕。

3.2 修補施工要求

修補施工前，應使處理部位的混凝土表面處于面干、但內部水飽和狀態。

（1）抗裂聚合物砂漿的主要技術指標：與混凝土正拉粘結強度≥1.0MPa。

（2）抗裂聚合物砂漿配合比由現場試驗確定。配制抗裂聚合物砂漿所使用的原材料應符合下列要求：①聚合物乳液的外觀質量應均勻，無顆粒、異物和凝固物，固體含量應大于45%；②水泥宜采用強度等級不低于42.5的普通硅酸鹽水泥，不得使用過期或受潮結塊水泥；③砂宜采用細砂，含泥量不應大于1%；④水應采用不含有害物質的潔凈水；⑤增強纖維宜采用聚丙烯纖維（摻入量0.8kg/m3）。

（3）抗裂聚合物砂漿施工應在基層檢查驗收合格并清掃干凈后進行。

（4）配制抗裂聚合物砂漿應按照配合比，做到計量準確，攪拌均勻。一次配制量應控制在可操作時間內用完，且施工中不得任意加水。

（5）修補層一次刮抹厚度不宜大于3mm，超過的修補厚度應分遍刮抹完成。

（6）抗裂聚合物砂漿硬化后宜采用干濕交替的方法養護，在潮濕環境中可在自然條件下養護。

3.3 質量檢查和驗收要求

（1）基本材料的檢查：每批材料進場應按照有關測試方法進行材料基本性能的檢測；正式施工前進行配合比試驗和砂漿力學指標的檢測。

（2）必要時，監理工程師可要求進行現場抽樣檢驗，或現場進行鉆孔取芯試驗，以檢查其效果。

4 流道混凝土修補加固

4.1 砂漿配合比試驗

禹王泵站流道混凝土修補加固開工前，施工承包商委托有關資質單位進行了原材料檢驗和砂漿配合比試驗，相關成果見表1。

表1 原材料檢驗及抗裂聚合物砂漿配合比試驗成果

4.2 正拉粘結強度現場檢測

禹王泵站流道混凝土修補加固施工完成、養護期滿后，項目法人委托有關資質單位對“SBR”抗裂聚合物砂漿與混凝土正拉粘結強度進行了現場檢測。檢測結果滿足設計要求，詳見表2。

表2 “SBR”砂漿與混凝土正拉粘結強度檢測成果

4.3 流道混凝土修補加固效果

禹王泵站更新改造工程于2010年6月通過了機組試運行和單位工程完工驗收。完工驗收后當年汛期即投入運行，2010～2012年汛期共開機834臺時，抽排澇水0.27億m3，見表3。

表3 禹王泵站更新改造后工程運行情況統計表

目前，經抗裂聚合物砂漿修補加固后的禹王泵站流道混凝土完好無損，修補加固效果良好■