梅河倒虹吸管身段裂縫處理采用的施工方法

黃從鋼，林曉旭

(中國水利水電第七工程局有限公司一分局，四川彭山 620860)

1 工程概述

南水北調中線工程潮河二標項目位于河南省新鄭市龍王鄉(xiāng)霹靂店村北約300m處，梅河渠道倒虹吸建筑物總長349m(樁號:SH(3)145+723.6～146+072.6)，由進口漸變段、進口檢修閘、管身段、出口節(jié)制閘和出口漸變段組成，其中管身段水平投影長180m，倒虹吸設計流量305m3/s，加大流量365m3/s，設計水頭0.14m，橫向為4孔兩聯(lián)箱形鋼筋混凝土結構、單孔孔徑7m×6.75m(寬×高)。

2 倒虹吸管身段施工情況

2.1 配合比

梅河倒虹吸管身段混凝土為C30W6F150，混凝土配合比見表1。

2.2 施工方案

(1)基礎處理。開挖面平整，無積水、無虛土，驗收合格后先鋪筑20cm厚碎石墊層，上面澆筑10 cm厚C10混凝土墊層。

(2)分倉情況。管身段分為左右兩聯(lián)，一聯(lián)有兩孔，每孔澆筑分為兩層，第一層澆筑至底板倒角以上30cm處，第二次澆筑墻體及頂板，亦即剩余部分。

(3)施工順序。建基面處理→碎石墊層鋪設C10混凝土澆筑→底板鋼筋安裝→底板止水安裝→底板模板安裝→底板混凝土澆筑→墻體鋼筋安裝→鋼模臺車安裝→頂板鋼筋安裝→墻體及頂板止水安裝→外模板安裝→墻體及頂板混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護。

(4)模板支撐型式。底板采用定型大模板拼裝，墻體及頂板內模采用鋼模臺車支撐，外模(包括端頭)采用定型大模板拼裝。

(5)混凝土入倉方式。采用8m3罐車運輸至右岸一級馬道→桁架布料機水平運輸至倉號→溜筒垂直運輸至倉內。

(6)拆模時間。夏季:不承重的模板1～2d后拆除，承重模板5d后拆除;冬季:承重模板一般根據混凝土強度而定，強度達到90%以上，一般時間為10～15d，最冷時20～30d。

(7)養(yǎng)護。混凝土養(yǎng)護需28d，前14d為濕潤養(yǎng)護，采取毛氈覆蓋灑水養(yǎng)護和墻體涂刷養(yǎng)護劑的方法。

2.3 施工進度

2011年3月，項目部開始梅河倒虹吸管身段混凝土施工，截止2012年11月，完成了梅河渠道倒虹吸管身段所有混凝土澆筑施工，歷時21個月。

3 裂縫的發(fā)現(xiàn)、觀測及初步原因分析

3.1 裂縫發(fā)現(xiàn)時間

2011年7月5日，梅河渠道倒虹吸現(xiàn)場施工員在進行混凝土灑水養(yǎng)護時發(fā)現(xiàn)3#管身左聯(lián)左側墻出現(xiàn)一道裂縫，裂縫部位樁號為145+827.691，裂縫為垂直方向，長度約3.8m，高程在107.7～111.5m之間;經現(xiàn)場量測，該裂縫寬度為0.2～0.3mm;項目部及時采取措施，對發(fā)現(xiàn)的裂縫進行觀測，截止到2012年12月，共發(fā)現(xiàn)裂縫66條。

3.2 裂縫形態(tài)及分布

經現(xiàn)場觀測統(tǒng)計，裂縫大多為豎直向及水平向，裂縫最大寬度為0.35mm(裂縫寬 度 在0.1～0.35mm 之間)，最大長度 3.9m，最大深度為 60 cm。根據《南水北調中線干線工程混凝土結構質量缺陷及裂縫處理技術規(guī)定》(試行)判定裂縫屬Ⅰ、Ⅱ類缺陷。

3.3 初步原因分析

根據梅河渠道倒虹吸管身段分倉澆筑順序及時間，結合裂縫發(fā)生部位各倉號的澆筑時段、天氣狀況及后期養(yǎng)護情況，初步判斷裂縫產生的原因主要為管身段底板混凝土倉號與邊墻頂板混凝土倉號澆筑間隔時間過長，造成已澆筑混凝土對邊墻頂板倉號約束應力過大所致。

4 裂縫的處理

4.1 處理時段

經過連續(xù)觀測，待裂縫發(fā)展趨于穩(wěn)定后，于2012年3～5月對裂縫進行了處理。

4.2 處理措施

梅河倒虹吸管身段裂縫采用環(huán)氧樹脂膠泥表面封縫、中化798－III高滲改性低粘度環(huán)氧樹脂灌漿進行處理。

4.3 處理步驟

裂縫清洗→埋設灌漿嘴→環(huán)氧樹脂膠泥封縫→密封檢查→配置漿液→壓力灌漿→檢驗→封閉→表面處理。

4.4 施工方法

(1)縫面沖洗。在縫口封閉前將裂縫表面清理干凈，用空壓機吹凈粉塵和碎屑。

(2)鉆孔、布置灌漿嘴位置。布孔采用騎縫布孔形式。鉆孔使用φ14電錘鉆孔，灌漿嘴采用φ8薄壁銅管，孔深10～20cm，遇鋼筋即止;灌漿嘴間距20～50cm，裂縫寬度較小或不連續(xù)部位適當加密。

(3)粘貼灌漿嘴及封縫。將灌漿嘴采用騎縫型式粘貼在預定位置，對于裂縫較細的位置采用小間距，裂縫兩端必須粘貼灌漿嘴，采用環(huán)氧樹脂膠泥封縫，將拌和均勻的環(huán)氧樹脂膠泥沿裂縫涂抹成寬3cm，厚度為2～5mm厚的條帶。

(4)灌漿前試壓。管嘴及縫口封閉后進行壓力檢查，壓力為0.5MPa左右，發(fā)現(xiàn)外漏應予以修補至不漏為止。

(5)配制漿液、灌漿及結束標準。按照改性環(huán)氧甲液∶乙液=100∶7.5的比例配制之后迅速置入灌漿罐開始壓力灌漿，按由下而上的順序進行灌漿。灌漿過程中，應保持工作壓力為0.2～0.4 MPa，當灌到最后一個灌漿嘴時，應適當加大壓力迸漿。迸漿期間應觀察是否還在進漿，灌漿結束標準以不吸漿為原則，如果吸漿率小于0.01L/min，應穩(wěn)定維持一段時間，可作為結束標準，停止灌漿。要求進漿均勻，計量準確，記錄詳細無誤。在裂縫灌漿前必須采取表面保護措施，防止?jié){液污染建筑物。

(6)表面處理。灌漿完畢，待漿液待凝72h后，必須沿裂縫走向鑿除封縫用的結構膠、灌漿嘴及殘留物，并用丙乳砂漿找平，對裂縫表面進行防護。所有施工殘留物必須清理出現(xiàn)場。

4.5 施工要求

(1)對裂縫表面兩側進行清理時須達到干燥、潔凈、無粉塵、無污染的效果，采用壓力灌漿處理裂縫，要求騎縫用脫脂棉蘸丙酮擦拭干凈。

(2)騎縫粘貼灌漿嘴的間距為20～50cm，裂縫拐角及裂縫兩端必須粘貼灌漿嘴，灌漿嘴固定牢固。

(3)封縫時須特別注意灌漿嘴與環(huán)氧樹脂膠泥接觸位置的密封效果。為保證密封嚴密，此處環(huán)氧樹脂膠泥可適當加厚并采用分層涂抹的方式。

(4)裂縫封閉后應進行空氣試漏，檢查封閉效果。試漏前沿封閉縫涂一層稀釋的清潔劑，從灌漿嘴壓入空氣，漏氣處應重復封縫步驟直至不漏，使裂縫形成一個封閉的空腔。

(5)配置中化798－III高滲改性低粘度環(huán)氧樹脂漿液時應嚴格按照比例進行配制，對于過細的裂縫則須適當添加稀釋劑以增強可灌性。灌漿采用由下至上、由一端至另一端的順序進行，灌漿時在能夠進漿的情況下應盡量采用較小壓力以使?jié){液能在裂縫中充分流動充滿;若進漿緩慢或保持同一壓力5min時觀察不到進漿則逐級提高壓力。灌漿壓力一般控制在 0.2 ～0.4MPa，最高不超過0.6 MPa，灌漿時應待下一個漿嘴出漿或吸漿率小于0.1L/min時穩(wěn)壓一段時間可關閉進漿閥。

(6)灌漿結束72h后，打開灌漿嘴觀察是否有漿液流出，若有漿液流出則表明漿液尚沒有完全固化，須立即封閉灌漿嘴等待;若無漿液流出則可鑿除環(huán)氧樹脂膠泥并進行表面處理。

4.6 處理效果

裂縫處理后，于2012年7月～2013年3月進行連續(xù)觀測得知，已灌漿處理的裂縫部位未變形開裂，也未有新的裂縫產生;2013年5月，項目部委托河南科源水利建設工程檢測有限公司進行檢測并結合裂縫處理檢測報告隨機采用聲波檢測儀等對其進行檢查，所掃描處裂縫中漿液飽滿密實;鉆芯取樣觀察，裂縫處漿液填充飽滿，粘接緊密。

2013年6月，梅河渠道倒虹吸管身段裂縫處理結果通過了聯(lián)合驗收。裂縫處理效果符合要求。

5 結語

筆者結合梅河渠道倒虹吸管身段裂縫處理情況，認為對裂縫的處理有幾個需特別注意的地方:

(1)配漿由專業(yè)人員進行，保證稱量準確、攪拌充分。

(2)灌漿過程中嚴格控制灌漿壓力，既要保證灌漿的密實性，又要控制壓力上限。按要求做好原始記錄。

根據梅河渠道倒虹吸管身段的施工情況，為了避免類似工程裂縫的產生，筆者有以下幾點建議:

(1)選用合適的配合比，嚴格控制原材料質量。

(2)制定合適的分倉方案，縮短底板同墻身、頂板混凝土澆筑的間隔時間。

(3)合理制定施工方案。

(4)加強施工過程控制。

梅河倒虹吸管身段裂縫采用環(huán)氧樹脂膠泥表面封縫、中化798－III高滲改性低粘度環(huán)氧樹脂灌漿進行處理的方法，處理結果符合要求，說明裂縫處理措施選擇正確，工藝過程符合要求，可為同類工程的裂縫處理提供參考。