新老混凝土結合面處理措施

白雪梅

摘 要：水工大壩加高工程中，新老混凝土粘結問題是大壩加高工程所面臨的主要技術難題之一。為確保大壩加高后安全運行，改善加高后運行期壩體及壩基應力狀況，現階段新老混凝土結合面處理采取了以下施工措施：碳化層鑿除；切割新增鍵槽；施工錨桿；縫面處理；混凝土的溫控防裂。

關鍵詞：大壩加高；新老混凝土結合面；處理措施；靜態爆破

1 概述

某水電站由混凝土壩、土石壩、升船機等水工建筑物構成，初期工程于十九世紀70年代建成，壩頂高程162m，正常蓄水位157m，擋水建筑物總長2494m，其中混凝土壩長1141m。

水利樞紐因作為調水工程的水源，需要對其進行加高，加大庫容，抬高水位。大壩加高完成后，蓄水水位將提高到170m，大壩高程達到176.6m。該樞紐大壩的老壩體混凝土齡期已經超過了30年，大壩經過幾十年的運行，在澆筑新混凝土之前，必須采取有效措施對老混凝土表面的碳化表層和風化層必須全部鑿除干凈，才能使新澆混凝土更好的與原壩體結合，避免產生危害性的裂縫。

由于建成時間很長，老混凝土溫度已經相對穩定。在老混凝土上大面積澆筑新混凝土，為避免因溫度應力影響新老混凝土的結合，產生溫度裂縫，必須采取有效的施工措施，減小老混凝土對新澆混凝土約束力，做好后澆筑的新混凝土的溫控防裂工作。另外，下游壩面除受側面老混凝土的約束外，同時受底部混凝土或基巖的約束，其對新老混凝土結合的影響更復雜，施工中必須避免或減少混凝土裂縫。因此，為使新澆混凝土能更好地與原壩體結合在一起，新老混凝土粘結問題是該大壩所面臨的主要技術難題。

2 新老混凝土結合面處理措施

為改善新老混凝土壩體聯合受力狀態，確保大壩加高后安全運行，改善加高后運行期壩體及壩基應力狀況，現階段新老混凝土結合面處理采取了以下施工措施：

2.1 碳化層鑿除 老壩體鑿毛面積總共約6.9萬m2。壩頂鑿毛結合壩頂拆除，全部采用機械鑿毛。下游面及側面采用機械鑿毛結合人工鑿除：機械鑿毛主要選用了喜利得的TE905型混凝土鑿毛機，成本較高；人工鑿毛主要為人工手持風鎬鑿除。最后采用高壓水沖毛方式。鑿毛深度：鑿除后的混凝土表面要求顯露出石子，老混凝土水平面及斜坡面鑿毛深度2cm到3cm，垂直面的鑿毛深度3cm到5cm，對于混凝土有損傷的局部部位，鑿除深度要相應加大，保證碳化層被完全鑿除。

2.2 切割新增鍵槽 為了改善新老混凝土結合，在壩體表面切割出斷面為不等邊三角形的抗剪V型鍵槽，其短邊與結合面呈水平或一定角度布置，考慮到該切除工程不能損傷大壩主體結構，采用鋸割靜裂法施工與鉆孔靜力膨脹兩道工序交替作業的辦法來分段切割施工鍵槽。鍵槽長邊采用喜利得公司的液壓盤鋸系統切割，短邊鉆孔采用Y-24或Y-18型手風鉆施工，灌注靜態爆破劑進行靜態爆破，分塊吊裝。

2.2.1 盤劇固定導軌安裝。軌道安裝要求穩定，牢固。由于壩體表面切割的是V型鍵槽，鋸片與壩體表面呈一定的角度，需要使用HILTI專用軌道傾角墊塊來完成軌道傾角的安裝控制，采用喜利得高強度錨栓完成導軌固定；安裝過程中必須保證延長軌道的直線性，使用激光定位儀測定來保證軌道的連接。

2.2.2 盤鋸靜力切割與靜態爆破。V型槽長邊采用液壓盤鋸切割，由于鍵槽的設計尺寸不同，盤踞鋸片的直徑采用幾種直徑的組合。施工必須按小鋸盤在前，大鋸盤在后的原則，本工程鋸盤直徑分別采用的是800mm、1200mm、1600mm，在混凝土中的對應切割深度分別是300mm、500mm、700mm，切割由淺到深，直至設計深度，保證了鍵槽的質量。

短邊鉆孔采用Y-24或Y-18型手風鉆施工，與切割作業交替進行。鉆孔和切割完成后，人工灌注靜態爆破劑實施靜態爆破。

2.2.3 取芯。施工中將切下的長條混凝土芯塊分解成段，分解過程中要注意不破壞基礎混凝土，同時保證芯塊與基礎分離，采用HILTI重型的化學錨栓并配置U形吊環現場起吊運輸芯塊，每段芯體起吊需要兩個吊環，注意保持平衡。

切割完成的鍵槽，對其表面進行人工鑿毛處理，沖洗等。

2.3 施工錨桿 壩體周邊距橫縫30～50cm布置鎖口錨桿，錨桿插入原壩體2m、3m長短相間，錨桿總長4.5m，間距為1m。其余采用普通砂漿錨桿，梅花型布置，間排距2m×2m為宜，周邊錨筋加密，錨桿材料采用Φ25mm的II級螺紋鋼筋，砂漿強度等級為C20。

2.4 縫面處理 在新混凝土澆筑前，先對老混凝土面進行沖洗并充分潤濕，然后鋪設一層砂漿作為墊層，保證新老混凝土之間的良好結合。

2.5 綜合的混凝土溫控防裂措施 加強混凝土溫控防裂，是新老混凝土結合處理的主要措施。實施過程中，根據設計要求的溫控標準，針對大壩加高工程的特點，結合壩址氣象條件，制定了詳細的溫控措施：

貼坡混凝土：在施工過程中必須做好貼坡澆混凝土的溫控防裂工作，減小新混凝土降溫收縮對老壩體的應力影響，不能產生危害性裂縫。因此，嚴格按技術條款的要求施工，通過有效的施工方法控制貼坡混凝土最高溫度，將貼坡混凝土溫度在規定的時間內降到要求的溫度，保證施工質量。

溢流面、閘墩等重要結構部位：混凝土質量要求高，水泥用量較大，水化熱溫升較高，嚴格控制混凝土溫度，并做好養護及保溫措施。

溢流面和閘墩之間的淺槽回填：在較低氣溫時進行淺槽的回填，回填前將兩側混凝土冷卻至穩定溫度，建議采用微膨脹混凝土，保證淺槽回填質量。

加高混凝土：加高混凝土下部受到壩頂老混凝土約束，易產生裂縫，上游面為迎水面，防裂要求高，采用有效措施避免產生裂縫。

在能保證施工質量的季節里施工。施工中，嚴格把握混凝土的施工工藝流程，采用合適的施工方法，按設計規定和規范要求控制分層厚度及澆筑間歇期，控制混凝土的入倉溫度，加強澆筑后的養護，采取一系列有效的綜合溫控措施，確保混凝土澆筑質量，增加新老混凝土之間的結合力，防止產生溫度裂縫。

3 結束語

新老混凝土結合面處理施工是工程的技術難點之一，本文介紹的處理措施，是通過現場試驗驗證后而制定的措施。由于新老混凝土結合面處理的復雜性，在今后工程施工的過程中，還需不斷地進行研究和總結。

參考文獻：

[1]丹江口大壩加高工程施工組織設計，2006年.

[2]王光明.淺談丹江口水庫新老混凝土結合施工技術[J].中國科技信息，2009.

[3]王立.丹江口大壩加高工程新老混凝土結合施工方案[J].湖北水利發電，2008.