水工建筑物過流面混凝土外觀質量控制及缺陷處理

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東東莞 523710

摘要：水工建筑物過流面混凝土外觀質量將直接影響建筑物的使用功能和年限，本文根據實際施工中對過流面外觀質量缺陷的控制和處理，總結了一些過流面混凝土外觀質量控制方法和處理措施。

關鍵詞：混凝土；外觀質量；缺陷控制；處理

一、工程概況

清遠市大燕河整治工程位于清遠市區西南面，大燕河廣清高速公路橋下游1.1km處，龍塘鎮和高新開發區之間，是一座以改善水環境為主，兼顧發電等的綜合性水利樞紐工程，工程總庫容0.67億m3，電站總裝機容量960kW，工程等別為Ⅲ等，設計洪水標準為30年一遇，校核洪水標準為100年一遇。本工程壩址河床寬約830m，樞紐從左至右總體布置為：左岸土壩連接段長347.044m；14孔平板門攔河閘，長200.72m；門庫段長40.02m；廠房段長22.8m；安裝間布置在廠房右側，長11.6m；右岸土壩連接段長220.162m，工程累計澆筑混凝土75000m3，強度等級包括C30、C25、C20、C15。

二、施工過程中外觀質量缺陷控制

2.1 水工混凝土能否達到外觀質量要求，首先取決于模板

模板的制作安裝質量直接影響混凝土的平整度、光潔度，如模板不平順，板縫不嚴密，發生滲水、漏漿，甚至支架松動，模板跑模、變形等都將引起混凝土質量不良或外觀粗糙現象。模板宜采用優質大平面組合鋼模板。模板在安裝前，對模板清理打磨刨光后均勻涂刷脫模劑，避免使用廢機油等不合格材料作為脫模劑，影響混凝土表面色澤。模板加固應牢固，接縫嚴密、尺寸準確，不因模板漏漿產生蜂窩麻面、錯臺及漏漿掛簾等缺陷，對模板從設計到安裝，必須嚴密策劃、細化實施，樹立高標準、嚴要求的精品意識，制訂內容明確、施工自控的質量標準。

2.2 正確的混凝土澆筑工藝也是影響混凝土外觀質量的一個重要因素

混凝土澆筑前對澆筑施工人員進行技術交底，對混凝土振搗人員專業培訓，規范操作行為，依據振搗設備合理布設澆筑振點，振點梅花形布置，間排距不大于振搗設備作用半徑1.5 倍，按順序振搗，防止漏振；嚴格遵循“快插慢拔”的振搗原則，掌握好振搗時間，一個振點用時約為25s；嚴格控制混凝土入倉落差（小于2m），倉號高于2m時應輔以串通、溜槽等導料設施，避免混凝土骨料與砂漿離析，形成蜂窩麻面；根據倉面面積、入倉強度及氣溫條件，進行倉面設計，合理分段分層澆筑，混凝土層虛鋪厚度控制在40cm～50cm 為宜，層與層接茬處需加強振搗，防止初凝，形成施工冷縫；安排專職模板工，在澆筑過程對模板全程控制，及時加固校正模板，防止跑模、漲模現象。

2.3 混凝土原材料也是影響混凝土外觀質量的一個因素混凝土拌合應選用檢驗合格的砂石骨料及外加劑；優化施工配合比，并選用粒徑適宜的粗骨料；控制好水灰比，保證砂漿稠度；嚴格控制拌合時間，禁止擅自增加用水量，改變混凝土塌落度。

三、常見外觀質量缺陷的形成原因及防治辦法

（一）蜂窩麻面

1.形成原因：模板孔眼或接縫附近漿液在振搗時溢出，并形成空隙或泛砂；粗骨料粒徑過大，導致混合料不能完全填充鋼筋保護層；配比中砂率偏小，粗骨料含量偏大；漏漿部位上端掉漿，引起“月牙形”水浪縫；振搗半徑過大、振時過短或漏振；澆筑高度太高、導料入倉措施不到位，引起粗骨料與砂漿離析。

2.防治辦法：提高模板拼裝精度，并宜將拼縫形式設計成企口；根據不同振搗設備合理布設澆筑振點，防止漏振，嚴格控制振搗時間；優化施工配合比，并選用粒徑適宜的粗骨料；澆筑高度超過2m 時，必須輔以串筒、溜槽等導料設施；控制好水灰比，保證砂漿稠度；采用大塊件拼裝模板，減少接縫數量。

（二）色澤不一

1.形成原因：混凝土強度較低、成型界面的隔離劑使用不到位，致使局部淺層砂漿薄層在拆模瞬間脫離母體，形成局部淺層剝落；模板隔離劑摻雜，涂抹厚度不一；模板表觀糙率不一，反光效果不同；入倉混合料的骨料清洗不凈，拌和質量控制不一。

2.防治辦法：在保證拆模強度的基礎上，適當延長拆模時間，并以混凝土表面乳化膜形成后且不粘模為宜；各類界面隔離劑必須純凈并涂抹均勻；改進模板制作方式，接觸表面必須使用同類和同等加工條件的材料；嚴格控制拌和料的入倉配比及拌和時間；重視粗骨料的清洗和細骨料的篩濾工作。

（三）氣泡偏多

1.形成原因：模板表面油性隔離劑配制過稠、涂抹過多，致使拌和料入倉振搗時，隔離劑在表面張力的作用下，沿接觸模板的混合料表面出現浸潤現象，并包裹其內的氣體形成氣泡。此部分氣泡在振搗過程中大多逐漸溢出并變小，剩余部分因油性隔離劑的黏稠度較高而繼續吸附于模板表面，較難溢出倉外的氣泡，在混凝土凝結后形成氣泡空隙；澆筑層厚度過大，氣泡的溢出行程過長，也易引起氣泡偏多的現象。

2.防治辦法：采用稀釋劑如柴油等，降低隔離劑稠度，相應減少封閉氣泡的吸附力；減小涂抹厚度，并以潤濕模板表面為宜，由此減少浸潤氣泡數量及浸潤膜厚度，便于其內氣體在振搗時破膜而出；適當延長模板附近振點的振搗時間，以幫助此類氣泡溢出；調減澆筑層厚度，以縮短模板表面氣泡的溢出行程；使用適量的減水劑，增大和易性，提高氣泡的振升速率。

四、常見缺陷處理措施

針對本工程水下部分施工過程中在閘底板表面、閘墩側表及消力池表面等部位產生的質量缺陷，結合本工程現場實際情況，制定了如下相應的處理措施。

（1）蜂窩、麻面處理

蜂窩、麻面按深淺度不同，采用鑿除填補或打磨涂抹方式處理。對于深度大于5mm的蜂窩、麻面，先確定需鑿除混凝土的范圍，用砂輪切割邊界，切除深度應比鑿除深度略淺，再鑿除邊界內的混凝土，修補深度按2～3cm控制。鑿除面平面形狀應是一個四邊形或多邊形，修補面周邊鑿成魚尾形，頂角70°～80°[1]。修補面清洗干凈，待其干燥后回填環氧砂漿。對于深度小于5mm的蜂窩、麻面，主要以打磨為主，磨除厚度應不小于5mm，打磨后應滿足平整度要求，打磨后的混凝土面采用環氧膠泥涂刮二遍。

（2）錯臺、掛簾、砂線處理

錯臺、掛簾、砂線的處理按“高磨低補”的原則進行處理。先確定處理部位，鏟除掛簾，對超出平整度的范圍進行打磨處理。對于凹陷區深度較大，或砂線深度超過5mm，打磨后不能滿足平整流度要求的部位，采用2m直尺測量高差并確定需填補區域，再采取切槽鑿除凹陷區混凝土，最低部位鑿除深度不小于5mm。將修補面沖洗干凈，待其干燥后回填環氧砂漿。

（3）氣泡處理

氣泡采用涂刮環氧膠泥處理。過流面上的氣泡主要分布在閘墩側面，直徑小于2mm的不需要進行修補[2]。對于直徑大于2mm的氣泡，先用尖頭鐵釘將氣泡膜造毛，擴大氣泡外露面，然后用高壓水槍將氣泡內外乳皮沖洗干凈，直至微毛，修補面干燥后用鐵釘在氣泡內從多方向蘸環氧膠泥擠入氣泡內，對每一個氣泡孔需多次來回刮和擠壓，以利氣體排出，保證孔內填充密實，對于較大的氣泡，應分層多次填刮，直至與過流面平齊，待環氧膠泥完成收縮后再進行一次涂刮處理。對于氣泡較多的部位，為保證過流面光滑度，要求對側墻進行滿刮膠泥處理，滿刮作業一般進行二遍。

（4）大面積鑿除修補處理

對于左岸第一段消力池光面后，由于突降大雨，部分區域來不急覆蓋，被雨水沖刷，造成起砂及毛面的部位，修補厚度按不超過10cm控制，采用回填環氧砂漿[1]，同時增設結構措施進行處理。首先沿處理范圍線切割成魚尾狀，頂角70°～80°，并鑿除缺陷混凝土。修補范圍內布置T形錨桿[2]，間距30cm，呈梅花形布置。錨桿采用φ12mm的I級鋼筋，長22～23cm，植入深度不小于15cm，錨桿外端焊接長25cm，φ10mm的水平鋼筋。錨桿孔采用手提電鉆配φ16mm鉆頭造孔，孔內注入約2/3段長的環氧膠泥，錨桿插入后2小時內不允許外力碰撞。孔內環氧膠泥達到齡期后，將修補面沖洗干凈，待修補面干燥后按條帶狀分層回填環氧砂漿，條帶寬度40～50cm，環氧砂漿分層厚度2cm左右。

（5）表面開裂

對于閘底板由于光面時間掌握不準造成的表面開裂，采取表面封閉處理方式。沿裂縫兩側5cm范圍打磨平整，并對裂縫周邊采用高壓水槍沖洗干凈，干燥后沿裂縫兩側5cm寬范圍均勻涂刷一道環氧基液，再用環氧膠泥抹平收光。

（6）外漏拉筋處理

拉筋頭采用砂輪切割，與混凝土表面平齊，嚴禁采用電弧燒割，也不允許采用重錘砸斷。用取芯鉆沿鋼筋頭周邊鉆深2～3cm深、直徑5～6cm的圓柱體，鑿除圓柱體混凝土，將鋼筋頭用氣割切割距修補面不少于2cm，再用取芯鉆掃孔加深2cm，并鑿除燒傷混凝土，邊緣破損處應鑿成方形槽。孔口用高壓水清洗干凈，干燥后分層回填環氧砂漿。

五、處理效果

2014年枯水期內，工程業主及監理要求對所有混凝土過流面進行檢查，檢查發現：混凝土過流面未出現空蝕現象，環氧砂漿及環氧膠泥修補面無脫落現象，實踐證明所采取的處理措施達到了預期的效果，保證了工程的安全運行。

六、總結

混凝土過流面缺陷處理時應盡量少損傷原結構混凝土，盡可能避免大面積鑿除原結構混凝土而回填修補材料，以“寧磨不鑿，多磨少補”為處理原則。

通過本工程的實踐證明，對水工建筑物過流面常見的質量缺陷處理措施是科學、合理、可行的，為今后水利水電工程中同類問題的處理提供了寶貴的經驗，值得在行業中推廣。

參考文獻：

[1]《水工建筑物抗沖磨防空蝕混凝土技術規范》DL/T-5207-2005. 北京：中國電力出版社，2005年

[2]中國葛洲壩集團公司編《三峽工程施工技術.二期工程卷》. 北京：中國水利水電出版社，2003年