化灌處理在巴貢水電站溢洪道混凝土裂隙中的應用

李毅

摘 要：結合巴貢水電站溢洪道泄槽出現(xiàn)的混凝土問題，證明了化灌和涂抹環(huán)氧樹脂處理裂縫及表面缺陷的有效性。

關鍵詞：巴貢；溢洪道；裂縫；化灌；環(huán)氧樹脂

1 概述

巴貢水電站位于馬來西亞的沙撈越州拉讓江支流上，離民都魯180Km。該水電站溢洪道有兩條泄洪槽，軸線總長度約為 1100m，以13.5m×30m 為單元分倉澆筑，泄槽底板砼厚度約為1m，自下而上為砂漿墊層、常規(guī)混凝土和過水面硅粉混凝土，設計泄流15000m3/s。

溢洪道底板施工完成后，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，所澆筑混凝土均有不同程度的裂紋、裂縫，尤其是靠近溢洪道閘門下游300m 左右范圍混凝土裂縫較多，每一倉均有3 至4條不同長度的橫向及縱向裂縫，且多為貫穿裂縫，裂縫寬度為0.3mm～0.5mm 不等，另有一些呈樹枝狀的小型裂縫。為防止裂縫繼續(xù)延伸對溢洪道在高速水流沖刷條件下造成破壞，需對其進行處理。處理原則以恢復混凝土底板整體性為目的，對寬度小于0.2mm的裂縫進行表面涂抹環(huán)氧樹脂處理，對于大于或等于0.2mm的混凝土裂縫，需進行化學灌漿處理。

2 裂縫及表面缺陷成因分析

溢洪道底板表層混凝土為混凝土泵澆筑的50cm厚的C45硅粉混凝土，泵送混凝土的水泥用量、水用量都增加，存在水泥活性增加、比表面積加大、水灰比加大、骨料粒徑減少、砂率提高及坍落度加大等因素，導致水化熱及收縮變形顯著增加，體積穩(wěn)定性下降。

水泥用量增加，混凝土抗壓強度顯著提高，而抗拉強度提高滯后于抗壓強度，拉壓比降低，彈性模量E增長迅速。隨膠凝材料增多，體積穩(wěn)定性成比例下降（溫度收縮變形顯著增加）。早期塑性收縮是混凝土早期開裂的原因，特別是高強、高性能混凝土，早期收縮量很大。該種原因造成的裂縫主要表現(xiàn)為間距小，寬窄不一，波動較大，甚至產生貫穿縫。

受堅硬基巖及老混凝土約束是混凝土產生深層裂縫和貫穿性裂縫的主要原因。一般情況下，裂縫與混凝土分塊尺寸（長邊為30m，短邊為13.5m，厚為1.2m）有關，多數(shù)出現(xiàn)在混凝土澆筑塊的中間部位，并將已出現(xiàn)的早期裂縫繼續(xù)擴大加深。

3 裂縫處理方法及施工工藝

3.1 裂縫處理方法

3.1.1對寬度小于0.2mm的裂縫，采用表面涂抹法。

先將縫口兩側50mm混凝土基面打磨平整并清理縫口，再用潔凈的壓縮空氣或壓力水沖洗干凈后及時涂刷JX環(huán)氧樹脂膠泥。

為使老混凝土表面充分被環(huán)氧樹脂漿液所濕潤，保持良好的粘結力，在涂抹環(huán)氧膠泥前，應先在混凝土基面涂抹一層環(huán)氧基液。

用毛刷把配制好的JX環(huán)氧基液均勻的涂刷于處理過的混凝土基礎面上，厚度為0.3mm左右。已涂刷基液的表面，應注意保護，避免灰塵掉在上面。

JX環(huán)氧基液涂刷后須間隔一段時間，（間隔時間一般為30～60min）使基液中的氣泡消除后，手觸有拉絲現(xiàn)象時，再涂抹JX環(huán)氧膠泥。

JX環(huán)氧樹脂膠泥的力學性能指標：抗壓強度為85～100MPa，粘結強度為3.2 ～4.6MPa。

3.1.2對寬度大于或等于0.2mm的裂縫，采用騎縫粘貼法

采用灌漿嘴灌注JX環(huán)氧樹脂漿液恢復混凝土的整體性。

3.2 化學灌漿材料

化學灌漿材料選用JX系列漿材，該材料系改性環(huán)氧漿液，曾在多項混凝土裂縫處理施工中獲得應用，效果顯著。其主要性能指標如下（20℃）：漿液粘度為4.6～16.8 mPa·s，抗壓強度（90d）為：45.0～71.8 MPa，抗拉強度（90d）為6.7～10.1 MPa。

3.3 裂縫貼嘴灌漿施工工藝

采用貼嘴灌漿法時，貼嘴間距不宜大于0.5m（依據(jù)裂縫寬度控制在0.3m～0.5m）。裂縫交叉點、尖滅點應布置貼嘴。貼嘴位置確定后，用手電鉆沿裂縫騎縫鉆孔，孔徑不宜小于25mm，孔深30mm，貼嘴和封縫前應先將縫口兩側50mm混凝土基面打磨平整并清理縫口，再用潔凈的壓縮空氣或壓力水沖洗干凈后及時用JX環(huán)氧膠泥貼嘴和封縫。

貼嘴時應用定位針穿過進漿管，對準縫口插入并將注漿嘴騎縫壓向混凝土面，拔出定位針時，以不粘附嘴膠（膠粘劑）為合格。不合格時，應清理縫口，重新貼嘴，直至合格。貼嘴、封縫應粘貼牢固，能滿足承受最大灌漿壓力要求。

灌漿前（貼嘴和封縫施工24h后）應采用潔凈壓縮空氣對裂縫與貼嘴之間的暢通性和封縫的密封性以及管路安裝的牢固性、可靠性等進行壓風試氣檢查（風壓為0.2MPa）并記錄。如發(fā)現(xiàn)質量問題應及時處理，直至合格。單孔灌漿前應用潔凈的壓縮空氣吹干（凈）縫內碎屑、浮塵及積水。風壓為0.2MPa。

混凝土豎向裂縫（包括斜縫）灌漿應自下而上、自深到淺進行；混凝土水平裂縫（包括接近水平狀的裂縫）灌漿應自里向外、自一端向另一端逐嘴灌注，相鄰嘴出漿時可接管多點并聯(lián)式灌漿。

灌漿施工應按嘴的編號順序，依次灌漿。灌漿壓力初擬采用0.2～0.4MPa。灌漿過程中應逐級提升灌漿壓力，每級宜提升0.05MPa。

灌漿結束標準：吸漿量小于0.02L/5min，再繼續(xù)灌注30min壓力不下降時，即可結束灌漿。灌漿結束待孔內灌漿材料固化后，應按工程要求對貼嘴及封縫材料進行拆除清理或把表面打平磨光。

3.4 灌漿效果檢查

灌漿結束28d后，在適當部位進行鉆孔壓水試驗或取芯檢查，取芯孔孔徑100mm，孔深40cm左右，進行灌前與灌后對比分析。

4 混凝土表面缺陷處理方法及施工工藝

4.1 基礎面處理

先對混凝土基礎面打毛，然后將松散的顆粒清除干凈，再用高壓風將混凝土表面的浮沉吹去。當存在蜂窩、麻面等缺陷時，按設計要求回填混凝土、砂漿或環(huán)氧混凝土，一般回填混凝土48h后，即可涂抹環(huán)氧樹脂砂漿。

4.2 涂抹基液

為使老混凝土表面保持良好的粘結力，在涂抹環(huán)氧砂漿前，應先在混凝土基面涂抹一層環(huán)氧基液。

用毛刷把配制好的JX環(huán)氧基液均勻的涂刷于處理過的混凝土基礎面上，層厚為0.3mm左右，以不超過1mm為宜，對于凹凸不平的難于涂刷的地方，應反復多刷幾次，不得漏刷及有流淌現(xiàn)象。已涂刷基液的表面，應注意保護，避免灰塵掉在上面。

4.3 環(huán)氧樹脂砂漿涂抹

JX環(huán)氧基液涂刷后涂刷基液后須間隔一段時間，（間隔時間一般為30～60min）使基液中的氣泡消除后，手觸有拉絲現(xiàn)象時，再涂抹環(huán)氧砂漿。

將拌制好的JX環(huán)氧樹脂砂漿，用抹刀按要求厚度涂抹到已刷好基液的基礎面上，涂抹厚度一次不超過0.8cm，以利壓抹，邊涂抹邊壓實找平，并且不斷用抹刀拍打砂漿表面，直到砂漿表面返出光亮的膠液為止。在壓抹過程中需反復用力壓抹直至初凝，表面應光潔平整。

JX環(huán)氧樹脂砂漿的力學性能指標：抗壓強度為80～110MPa，抗拉強度為12～16MPa。

4.4 環(huán)氧樹脂砂漿養(yǎng)護

環(huán)氧樹脂砂漿涂抹完工后，養(yǎng)護時間應不少于7天。環(huán)氧樹脂砂漿在養(yǎng)護期間應避免受任何碰撞、水浸泡、火烤等。

5 施工注意事項

環(huán)氧材料施工時，環(huán)境溫度應盡量保持在15～40℃，并應避免日曬雨淋。

環(huán)氧材料應隨配隨用，一次配制量不宜過多。拌好的環(huán)氧材料必須分散堆放，切忌成桶成堆放置，以免提前硬化。

化灌材料在儲運和使用中，嚴禁煙火。施工現(xiàn)場、藥品倉庫內嚴禁吸煙，禁用明火，施工現(xiàn)場不得進行電焊等有火花飛濺的作業(yè)。施工現(xiàn)場及藥品倉庫應設置足夠數(shù)量的滅火裝置和必備的消防工具。

施工過程中產生的棄漿、廢漿及廢水不得隨意排放，應集中儲存，待工程結束后，對棄漿、廢漿進行膠凝處理，對廢棄的化學品包裝袋、罐（桶）、廢水按照相關標準進行處理。

6 結果評價

經過處理，到目前為止，溢洪道表面經過高速水流沖刷后，表面基本再沒有大的脫落和起層，證明表面修補的環(huán)氧樹脂和老的混凝土結合緊密。并且原有的橫向貫穿裂縫也沒有繼續(xù)發(fā)展，證明化學漿液也能有效地填充細小裂隙，提高混凝土的密閉性和整體性。這種處理裂縫和表面缺陷的方法可以在以后的類似工程中推廣使用。